Нужны ли сети 5G для самоуправляемых автомобилей?

Астон, Мартин - https://pixabay.com

Сети мобильной связи пятого поколения, начало широкомасштабного внедрения которых ожидается уже в следующем, 2019 году, обеспечат ещё большие, чем в сетях 4G скорости передачи данных, сверхнизкие задержки и возможность одновременного подключения миллионов устройств. Одним из бенефициаров 5G безусловно станет автомобильная промышленность, которая получит прочную подоснову для создания автомобилей, управляемых без помощи водителей (self-driving cars). Такие автомобили, оборудованные сотнями различных датчиков, смогут самостоятельно (без помощи человека) "видеть" и избегать столкновений с людьми, животными, дорожной инфраструктурой и прочими участниками движения. Эта концепция получила название V2X (Vehicle-to-everything).

Установленные на автомобилях сенсоры должны будут собирать информацию о:

  • погоде и дорожных условиях;
  • дорожной ситуации;
  • препятствиях и объектах, находящихся вблизи автомобиля.

Далее собранные данные могут либо анализироваться вычислительным устройством, установленным непосредственно в автомобиле, либо направляться в облако для централизованной обработки. И возможно именно второй путь будет более предпочтительным, т.к. позволит при принятии решения о том или ином маневре автомобиля принимать в расчет не только локальную информацию, но и данные, собранные с сенсоров, размещенных на других участниках дорожного движения и элементах инфраструктуры.

Рассмотрим сценарий:

Автомобиль "А" движется по скоростной автомагистрали на скорости 120км/ч. Неожиданно наперерез ему выскакивает автомобиль "В".
Для того чтобы избежать аварии нужно учесть данные с датчиков обоих автомобилей и централизовано направить на их исполнительные устройства связанную пару команд: автомобилю "А" - затормозить; автомобилю "В" - ускориться.

"Мы должны принимать в расчет время передачи данных от сенсоров, и затем - время, требуемое компьютеру для принятия решений. И все это в сумме должно быть быстрее реакции человека-водителя, т.е. составлять единицы миллисекунд. Потребуются сети, которые смогут это обеспечить, и 5G - именно то, что нам нужно" - отметил в интервью BBC Джейн Райгард (Jane Rygaard), технический специалист финской компании Nokia (прим. iTechinfo: скоростью реакции водителя в ПДД считается промежуток времени, отсчет которого начинается в момент обнаружения водителем потенциальной опасности и до начала принятия мер, направленных на избежание опасности (нажатие на педаль тормоза или поворот руля). Принято считать, что у человека скорость реакции составляет 0.5-1 секунду. За это время автомобиль на скорости 120 км/ч успевает проехать свыше 16 метров).

При этом задачи, решаемые в рамках V2X, много разнообразнее и выходят за пределы одного автомобиля. Так, в случае какого-либо инцидента, или "дорожной пробки", образовавшейся около стадиона после завершения футбольного матча, службы управления дорожным движением должны иметь возможность направить автомобилям целеуказание выбирать альтернативные пути объезда - заявили в компании Ericsson. Для демонстрации такого подхода Ericsson совместно с автопроизводителями Volvo и Scania в Стокгольме, Швеция разыграла сценарий борьбы с терроризмом, в соответствии с которым полиция смогла отключить угнанный "преступниками" грузовик и не допустить его проникновения в заданную зону.

Американская международная инженерная ассоциация SAE International определяет пять категорий автоматизации автомобиля:

  • Нулевой уровень (level-0) - неавтоматизированный автомобиль.
  • Первый уровень (level-1) - автомобиль оснащен рядом функций, содействующих водителю.
  • Второй уровень (level-2) - автомобиль может самостоятельно управлять своим движением, но водитель должен постоянно контролировать действия автоматики.
  • Третий уровень (level-4) -  автомобиль может самостоятельно управлять своим движением в хороших погодных условиях на скорости до 37 миль в час. При этом требуется присутствие водителя (например, для внештатных ситуаций).
  • Четвертый уровень (level-4) - автомобиль может полностью управлять своим движением, но только в определенной гео-зоне.
  • Пятый уровень (level-5) -  автомобиль может полностью управлять своим движением на любой территории, в любой точке мира.

По прогнозам исследовательской фирмы Gartner автономный транспорт третьего и четвертого уровней появится уже в конце этого, 2018 года в единичных экземплярах. При этом через 7 лет, в 2025 году количество таких автомобилей, курсирующих по дорогам всего мира, превысит 600 тысяч.

Внедрение автономных транспортных средств зависит от развития 5G, но изначально такие сети будут функционировать только фрагментарно, например, в густонаселённых районах.

Правительственное агентство Великобритании разработало детальную 3D карту, которая визуализирует капитальные строения, такие как здания, улицы, мосты, а также временные объекты - например, рождественские декорации и даже цветочные корзины - все, что может оказывать влияние на качество 5G сигнала (прим. iTechinfo - что позволяет проводить моделирование распространения радиосигнала и взаимодействие self-driving cars с сетью связи).

Для того, чтобы "самоуправляемые" автомобили были непрерывно подключены к сети мобильной связи, существующих объектов базовых станций 4G-LTE недостаточно - необходимо значительное количество новых, дополнительных БС, размещенных на расстоянии 200-300 метров друг относительно друга.

"На каждую базовую станцию, работающую сегодня, придется установить 60 или 70 приемопередатчиков, функционирующих в миллиметровом диапазоне" объясняет Ричард Вудлинг (Richard Woodling), консультант руководства Ordnance Survey.

К сожалению, пройдет немало времени прежде чем полностью автономные автомобили получат свое распространение. Однако американская компания Ford планирует начать выпуск автомобилей четвертого уровня автономности (по классификации SAE International) уже в 2021 году.

Для устранения опасных или аварийных ситуаций разработано программное обеспечение, обеспечивающее предсказание всех возможных вариантов, в которые может оказаться автомобиль. Однако, мистер Вудлинг к возможности скорого появления автономных автомобилей относится скептически: "Я не верю, что это произойдет уже в мою жизнь. Мы пока слишком далеко от этого."

И в заключении - посмотрите ролик "The state of self-driving cars: 2018":

Оригинал статьи можно найти на сайте BBC: https://www.bbc.com/news/business-45048264