Sistemas de comunicação veicular - Vehicular communication systems

Os sistemas de comunicação veicular são redes de computadores nas quais os veículos e as unidades de beira de estrada são os nós de comunicação , fornecendo uns aos outros informações, como avisos de segurança e informações de tráfego. Eles podem ser eficazes para evitar acidentes e congestionamento de tráfego. Ambos os tipos de nós são dispositivos dedicados de comunicações de curto alcance (DSRC). O DSRC funciona na banda de 5,9 GHz com largura de banda de 75 MHz e alcance aproximado de 300 metros (980 pés). As comunicações veiculares geralmente são desenvolvidas como parte de sistemas de transporte inteligentes (ITS).

História

O início das comunicações veiculares remonta à década de 1970. Os trabalhos foram iniciados em projetos como Sistema de Orientação Eletrônica de Rota (ERGS) e CACS nos Estados Unidos e Japão, respectivamente. Enquanto o termo Inter-Vehicle Communications (IVC) começou a circular no início dos anos 1980. Vários meios de comunicação foram usados ​​antes do início das atividades de padronização, como lasers, infravermelho e ondas de rádio.

O projeto PATH nos Estados Unidos entre 1986 e 1997 foi um avanço importante em projetos de comunicação veicular. Projetos relacionados às comunicações veiculares na Europa foram lançados com o projeto PROMETHEUS entre 1986 e 1995. Vários projetos subsequentes foram implementados em todo o mundo, como o programa Advanced Safety Vehicle (ASV), CHAUFFEUR I e II, FleetNet, CarTALK 2000, etc. .

No início dos anos 2000, o termo Rede Veicular Ad Hoc (VANET) foi introduzido como uma aplicação dos princípios de Redes Móveis Ad-Hoc (MANETs) ao campo veicular. Os termos VANET e IVC não diferem e são usados ​​indistintamente para se referir a comunicações entre veículos com ou sem dependência de infraestrutura rodoviária, embora alguns tenham argumentado que IVC se refere apenas a conexões V2V diretas. Muitos projetos surgiram na UE, Japão, EUA e outras partes do mundo, por exemplo, ETC, SAFESPOT, PReVENT, COMeSafety, NoW, IVI.

Vários termos têm sido usados ​​para se referir a comunicações veiculares. Essas siglas diferem umas das outras no contexto histórico, tecnologia usada, padrão ou país ( telemática de veículos , DSRC , WAVE, VANET , IoV , 802.11p , ITS-G5, V2X ). Atualmente, celulares baseados em 3GPP-Release 16 e WiFi baseados em IEEE 802.11p provaram ser tecnologias de comunicação potenciais que permitem veículos conectados. No entanto, isso não nega que outras tecnologias, por exemplo, VLC , ZigBee , WiMAX , microondas , mmWave ainda são uma área de pesquisa de comunicação veicular.

Muitas organizações e agências governamentais estão preocupadas com a emissão de normas e regulamentos para comunicação veicular ( ASTM , IEEE , ETSI , SAE , 3GPP , ARIB , TTC , TTA, CCSA , ITU , 5GAA , ITS América , ERTICO , ITS Ásia-Pacífico). 3GPP está trabalhando em padrões e especificações para comunicações V2X baseadas em celular, enquanto o IEEE está trabalhando por meio do grupo de estudos Next Generation V2X (NGV) na emissão do padrão 802.11bd.

Benefícios de segurança

A principal motivação dos sistemas de comunicação veicular é a segurança e a eliminação do custo excessivo de colisões no trânsito. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), os acidentes rodoviários causam anualmente cerca de 1,2 milhão de mortes em todo o mundo; um quarto de todas as mortes causadas por ferimentos. Além disso, cerca de 50 milhões de pessoas ficaram feridas em acidentes de trânsito. Se medidas preventivas não forem tomadas, a morte nas estradas provavelmente se tornará a terceira causa de morte em 2020, do nono lugar em 1990. Um estudo da American Automobile Association (AAA) concluiu que os acidentes de carro custam aos Estados Unidos US $ 300 bilhões por ano. Ele pode ser usado para controle automatizado de interseção de tráfego.

No entanto, as mortes causadas por acidentes de carro são, em princípio, evitáveis. O Departamento de Transporte dos EUA declara que 21.000 das 43.000 mortes anuais em acidentes de trânsito nos EUA são causadas por partidas de estradas e incidentes relacionados a interseções. Esse número pode ser reduzido significativamente com a implantação de sistemas de alerta locais por meio de comunicações veiculares. Os veículos que partem podem informar a outros veículos que pretendem sair da rodovia e os carros que chegam nos cruzamentos podem enviar mensagens de advertência a outros carros que cruzam esse cruzamento. Eles também podem notificar quando pretendem mudar de faixa ou se há um congestionamento. Estudos mostram que, na Europa Ocidental, uma redução de apenas 5 km / h nas velocidades médias dos veículos pode resultar em uma redução de 25% nas mortes.

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Ao longo dos anos, tem havido pesquisas e projetos consideráveis ​​nesta área, aplicando VANETs para uma variedade de aplicações, que vão desde a segurança à navegação e aplicação da lei. Em dezembro de 2016, o Departamento de Transportes dos Estados Unidos propôs regras preliminares que tornariam gradualmente os recursos de comunicação V2V obrigatórios para veículos leves. A tecnologia não está completamente especificada, então os críticos argumentaram que os fabricantes "não poderiam pegar o que está neste documento e saber qual será sua responsabilidade de acordo com os Padrões Federais de Segurança de Veículos Motorizados". PKI (infra-estrutura de chave pública) é o sistema de segurança atual usado nas comunicações V2V.

Conflito sobre espectro

A V2V está sob a ameaça da televisão a cabo e de outras empresas de tecnologia que querem tirar uma grande parte do espectro de rádio atualmente reservado para ela e usar essas frequências para serviços de Internet de alta velocidade. Nos EUA , a participação atual da V2V no espectro de rádio foi reservada pelo governo em 1999, mas não foi utilizada. A indústria automotiva está tentando reter tudo o que pode, dizendo que precisa desesperadamente do espectro para V2V. A Federal Communications Commission (FCC) tomou o lado das empresas de tecnologia, com o National Transportation Safety Board apoiando a posição da indústria automotiva. Os provedores de serviços de Internet (que desejam usar o espectro) afirmam que os carros autônomos tornarão a comunicação V2V desnecessária. A indústria automotiva dos EUA disse que está disposta a compartilhar o espectro se o serviço V2V não for retardado ou interrompido; e a FCC planeja testar vários esquemas de compartilhamento.

Com governos em diferentes localidades apoiando espectros incompatíveis para comunicação V2V, os fabricantes de veículos podem ser desencorajados a adotar a tecnologia para alguns mercados. Na Austrália, por exemplo, não há espectro reservado para comunicação V2V, portanto, os veículos sofreriam interferência de comunicações não veiculares. Os espectros reservados para comunicações V2V em alguns locais são os seguintes:

Localidade Spectra
EUA 5,855-5,905 GHz
Europa 5,855-5,925 GHz
Japão 5,770-5,850 GHz; 715-725 MHz
Austrália 5,855-5,925 GHz

Jogadores-chave

A Intelligent Transportation Society of America (ITSA) visa melhorar a cooperação entre as organizações dos setores público e privado. A ITSA resume sua declaração de missão como "visão zero", o que significa que seu objetivo é reduzir ao máximo os acidentes fatais e atrasos.

Muitas universidades estão buscando pesquisa e desenvolvimento de redes veiculares ad hoc. Por exemplo, a University of California , Berkeley está participando do California Partners for Advanced Transit and Highways (PATH).

Veja também

Referências

links externos