Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27)

Átírás

1 Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27) Vidács Attila Távközlési és Médiainformatikai Tsz. I.E.348, T:19-25, vidacs@tmit.bme.hu

2 Intelligens közlekedés projektek FleetNet Network-on-Wheels (NoW) Prevent Car2Car Aktualitások(?)

3 FleetNet FleetNet Internet on the Road Ad Hoc Radio Network for Inter-Vehicle Communications Német Szövetségi Képzési és Kutatási Minisztérium által támogatott szeptemberétől Főbb partnerek: Robert Bosch GmbH, DaimlerChrysler AG, Fraunhofer Intézet, NEC Europe Ltd, Siemens AG, Harburgi Műszaki Egyetem. A projekt célja: platformot fejlesszenek ki az autók közti kommunikáció biztosítására mobil ad-hoc kommunikációra képes eszközök segítségével.

4 FleetNet A FleetNet alkalmazások akkor a leghasznosabbak mind az utasok, mind a vezetők számára, ha a piaci elterjedtségük már elég magas. a gyártóktól függetlenül kell megvalósítani az autók közti kommunikációs rendszereket, így olyan megvalósításokat hoztak létre, amelyek a nemzetközi szabványok alapján készültek.

5 FleetNet Megcélzott alkalmazási területek: Kooperatív vezetési segéd vészhelyzet figyelmeztetések előzés segítése útakadály figyelmeztetés Elosztott FCD (floating car data) dugófigyelő dinamikus navigáció időjárás előrejelzés az útvonalon Felhasználói kommunikáció, információs szolgáltatások hot-spot Internet hozzáférés mobil hirdetések járművek közötti csevegés elosztott játékok

6 Követelmények A FleetNet rádiós eszközeivel szemben támasztott követelmények: Vezetéknélküli, multi-hop, ad-hoc 1Mbps-os átviteli sebesség, ingyenesen felhasználható frekvencia sávban működjön. Vizsgált technológiák: Wireless LAN (Vezetéknélküli helyi hálózat), UMTS - TDD (Általános Mobil Telekommunikációs Rendszer Időosztásos Duplex, Universal Mobile Telecommunications System Time Division Duplex).

7 Ad-hoc protokoll A felhasználni kívánt rádiós protokollokat úgy kellett módosítani, hogy lehetőség nyíljon az ad hoc hálózatok létrehozására. Biztosítaniuk kellett a mobil csomópontok közti kommunikációt, Nehézség: csomópontok helye folyamatosan változik. Feltevés: az autók nagy részét felszerelik GPS rendszerrel, pozíció alapú megközelítés került előtérbe. Ismerjük az autók helyét topológiai alapú, könnyen skálázható, rugalmas metódusok használatára

8 Ad-hoc protokoll

9 Ad hoc protokoll Ilyenek például a távolság vektor vagy link állapotán alapuló, dinamikus forrás útvonalválasztás (Dynamic Source Routing, DSR) A csomópontok kapnak egy IP cím-szerű egyedi azonosítót, mint például a GPS koordinátát. Ahhoz, hogy a csomag továbbítódjon a címzetthez, elég a továbbküldő pontnak csak a saját és a szomszédjainak címét ismernie. A csomag továbbküldése ugyanígy történik minden egyes csomópontnál, egészen a címzettig. Ha a szomszéd az ellentétes irányban van mint maga a célcsomópont, akkor neki már nem küldjük el. + A pozíció alapú rendszer egyik előnye szemben a topológia alapú hálózattal az, hogy itt az utakat nem kell karbantartani, védeni. - Folyamatosan terjeszteni kell a potenciális partnereink számára a címünket, és ez visszafele is igaz, azaz mindig meg kell kapnunk az aktuális szomszédjaink címét.

10 Hely alapú címzés - példa

11 FleetNet alkalmazásai és szolgáltatásai Együttműködő, vezetőt segítő alkalmazások Cél: szenzorok adatainak kicserélése A kapott információkat a megfelelő ember-gép interfészen keresztül megjelenítjük a vezetőnek, vagy közvetlenül az autó irányításához, vezérléséhez szükséges információként az autóba épített számítógép hozza meg a megfelelő döntést. Megnöveli a vezető fizikai érzékelő-képességeinek a határait azáltal, hogy olyan információkat biztosít számára, amit nem láthat, amiről nem tudhat. Pl. ráfutásos balesetek megelőzése

12 Beláthatatlan kanyar További kritikus helyzetek lehetnek még például egy beláthatatlan kanyar előtti autó, mely nem tudhatja, hogy a kanyar után egy veszélyes, például jeges, olajos útszakasz található. Cél: a vezető időben tudomást szerezzen erről

13 Egy példa az alkalmazásra Forgalmi információk terjesztése Minden autó üzenetszórásos módon terjeszti helyzetét, sebességét és haladási irányát. Az alkalmazások fogadják az üzeneteket és feldolgozzák, hogy melyek ezek közül azok, amik rá vonatkoznak. Így felépíti az autó útirányának megfelelő forgalmi helyzetképet (az ábrán piros nyíllal mutatjuk, hogy merre lassult a forgalom, a zöld nyíl a gyorsabb utat jelzi). Az üzeneteket az autók periodikusan küldik a körülöttük lévőknek. Emellett a saját adataikat is hozzáveszik a fogadott adatokhoz A régi adatokat eldobásra kerülnek (a hosszabb útra vonatkozókat kevésbé sűrűn), a hibás adatokat pedig újrakérdezzük, esetleg más elérhető autóktól is.

14 A FleetNet eredményei (1/2) Megvizsgálták a Pozíció Alapján Döntést Hozó Irányítást (Geographic Source Routing - GSR) városi környezetben. Legrövidebb út: Dijkstra algoritmus A GSR módszert sávszélesség kihasználtság, adatátviteli sebesség szempontjából összehasonlították a klasszikus nem pozíción alapuló ad-hoc útirányító eljárásokkal (Adhoc On-demand Distance Vector: AODV, Dynamic Source Routing). A vizsgált módszer jobb eredményt mutatott a másik két ad-hoc csomagirányításhoz képest.

15 A FleetNet eredményei (2/2) Self-Organizing Traffic Information System (SOTIS) Megvizsgálták az ad-hoc kommunikációval felszerelt autók számát, amelyekkel már hatékony információterjesztés valósítható meg. Eredményül azt kapták, hogy már 2%-os elterjedtségnél is a bázistól 50 km-re eljutott az információ 27 perc alatt 5 és 10 %-os elterjedtség esetén ezek a számok nagyságrendekkel jobbak. (10% esetén ez az érték körülbelül 5 percre csökkent.)

16 Intelligens közlekedés projektek FleetNet Network-on-Wheels (NoW) Prevent Car2Car

17 Network-on-Wheels (NoW) ben indult el a FleetNet folytatásaként Partnerek pl. DaimlerChrysler AG, BMW AG, Volkswagen AG, Fraunhofer Intézet, NEC Deutschland GmbH és a Siemens AG Német Oktatási és Kutatási Szövetségi Minisztérium

18 NoW Fő célkitűzései Kommunikációs protokollok és adatbiztonság megvalósítása, az ezzel kapcsolatos technikai kérdések megoldása az autók egymás közti (C2C) ad-hoc kommunikációjának biztosításához. Az aktív biztonsági, információs és szórakoztató alkalmazások támogatása mind a kiépített infrastruktúrával, mind pedig a járművek között A rádiós kapcsolat az IEEE es szabványát használja Az európai szintű szabványosítás a Car2Car konzorcium segítségével történik Stratégiák és üzleti modellek bemutatásának megtervezése

19 Intelligens közlekedés projektek FleetNet Network-on-Wheels (NoW) Prevent Car2Car

20 Prevent EU projekt 52 tag: egyetemek, kutatóintézetek, autógyártók, elektronikai eszközök gyártói vannak, pl. BMW, Audi, Siemens, Passaui Egyetem. Cél: közlekedés biztonságának és kényelmének javítása

21 Részprojektek (1/3) SASPENCE: (Safe speed safe distance), az adott útszakasznak megfelelő sebesség meghatározása, és az ehhez tartozó követési távolság ellenőrzése WILLWARN: (Wireless Local Danger Warning): a vezető látóterén kívüli balesetveszély felderítése terepakadályok, úthibák, rossz látási viszony észlelése, információ továbbadása rádió csatornán

22 Részprojektek (2/3) SAFELANE: sávtartás biztosítása Ha érzékeli, hogy a jármű elhagyta a sávot, akkor figyelmezteti a vezetőt, esetleg beavatkozik a kormányzásba, ezzel csökkentve a balesetveszélyt. LATERAL SAFE: holtterek okozta balesetek megelőzése Pl. sávváltás vagy parkolás, ahol a rendszer figyelmezteti a vezetőt, hogy ha folytatja a manővert akkor az baleset bekövetkeztéhez vezethet INTERSAFE: útkereszteződések útkereszteződéseknél segíti a vezetőt, a forgalom irányító lámpákkal is kommunikálhat, hogy elkerülje a balesetveszélyes helyzeteket.

23 Részprojektek (3/3) UseRCams: tereptárgyak felismerése Cél: Kis költségű 3D szenzor kifejlesztése, amivel fel lehet ismerni a tereptárgyakat. Leginkább az ütközés elkerülés, holttér felderítés, és a közlekedés sérülékeny résztvevőinek (gyalogos, kerékpáros) detektálása. COMPOSE, APALACI: Kármérséklés Ez a kutatási feladat nem a baleset megelőzésével foglalkozik, hanem a bekövetkezésekor keletkező kár mérséklésével. A baleset bekövetkezése előtt egy másodperccel beavatkozik, például lefékezi az autót, ezzel csökkentve annak mozgási energiáját. A COMPOSE projekt az emberekkel való ütközésekkel, míg az APALACI a járművekkel történő ütközésekkel foglalkozik. RESPONSE: rendszerek bevezetése Ennek a projektnek a feladata, hogy kidolgozzon egy bevezetési eljárást az újonnan kifejlesztett biztonsági alkalmazások számára.

24 Prevent összefoglaló ábra

25 Intelligens közlekedés projektek FleetNet Network-on-Wheels (NoW) Prevent Car2Car

26 Car2Car Auto-auto kommunikációs konzorcium (Car2car communication consortium, C2C) Európai autógyárak kezdeményezésével indult, nonprofit konzorcium Cél: a közlekedés biztonságának és hatékonyságának növelése járművek közötti kommunikáció megvalósításával szabványosítás Tagjai pl. Audi, BMW AG, Fiat, Honda, Opel, Wolkswagen, Renault, DaimlerChrysler AG, a NEC, Philips,...

27 Car2Car Communication Consortium

28 Car2Car célok WLAN komponensekre alapuló európai szabvány létrehozása Járművek közti kommunikáció megvalósítása Európa szerte Car2Car rendszer specifikálása, prototípus megvalósítása és demonstrálása aktív biztonsági alkalmazások fejlesztésének biztosítása Ingyenes Európa szerte használható Car2Car alkalmazások számára fenntartott frekvenciasáv kiosztásának előmozdítása Car2Car kommunikációs szabványok világszintű harmonizációja Valós üzleti modellek fejlesztése a piaci elterjedés felgyorsítása érdekében

29 Ad-hoc kommunikáció Korábban: Dedicated Short Range Communication (DSRC) rendszerek WLAN p EU: frekvencia allokálása

30 Lefedettség és alkalmazások

31 (Teg)napi hírek... BKV

32 (Teg)napi hírek... BKV

33 (Teg)napi hírek... MÁV TRAKCIÓ 728 MFB (mozdonyfedélzeti berendezés) 1.3mrd Ft

34 (Teg)napi hírek... MÁV TRAKCIÓ

35 Napi hírek...