ما يجب معرفته عن C-V2X، مستقبل سلامة السيارات

أصدرت وزارة النقل خطة لتسريع نشر جيل جديد من تكنولوجيا سلامة المركبات التي يعتقد الخبراء أنها يمكن أن تمنع مئات الآلاف من حوادث المرور كل عام وتحسن كفاءة الطرق في البلاد.

ستسمح أنظمة الاتصال الخلوية من السيارة إلى كل شيء – والتي غالبًا ما يتم اختصارها إلى C-V2X – للمركبات المتصلة بالتواصل بسرعة وبشكل مستمر مع بعضها البعض ومع البنية التحتية على جانب الطريق. إنه يعمل على مسافات أكبر من أنظمة تجنب الاصطدام الحالية وحول الحواجز المادية مثل المباني والسيارات الأخرى، مما يمنح السائقين إشعارًا أكثر تقدمًا بالمخاطر مثل التوقف المفاجئ أمامهم، ومركبة أخرى على وشك تجاوز الإشارة الحمراء، وظروف الطريق السيئة.

تقدر الإدارة الوطنية للسلامة المرورية على الطرق السريعة (NHTSA) أن ميزتين فقط من طراز C-V2X – مساعدة السائقين في الانعطاف إلى اليسار وتحذيرهم عندما لا يكون الدخول إلى تقاطع آمنًا – يمكن أن تمنع ما يصل إلى 615000 حادث وتنقذ أكثر من 1300 حياة كل عام. . لكن نشر أنظمة C-V2X على نطاق واسع يعد مسعى معقدًا استغرق إعداده أكثر من عقدين من الزمن، ويتطلب من شركات صناعة السيارات وشركات تصنيع الأجهزة وقائمة طويلة من الوكالات الحكومية والفدرالية التغلب على سلسلة من العقبات التقنية والموافقة على معايير عالمية لـ كيف تتواصل الأنظمة.

وقالت ديبرا بيزينا، المديرة الإدارية لمركز النقل المتصل والآلي بجامعة ميشيغان: “هذه هي ميزة السلامة القصوى”. “يعتقد الكثير منا أننا ربما نكون على أعتاب نشر هذا على المستوى الوطني. أعتقد أننا مستعدون. أنا فقط أتساءل متى سيكتشف المستهلكون هذا الأمر حقًا ويريدونه على سياراتهم.

ما هو C-V2X؟

تأتي معظم السيارات الحديثة مزودة بأنظمة تجنب الاصطدام التي تعتمد على مجموعة من الرادار والكاميرات وأجهزة استشعار الليزر لاكتشاف متى تتباطأ المركبات الأخرى في المنطقة المجاورة لها بشكل مفاجئ أو تنحرف بالقرب من السيارة بشكل مريح. اعتمادًا على الشركة المصنعة، يقومون بعد ذلك بإخطار السائقين بالخطر من خلال ضوء تحذير أو صوت أو أي شكل آخر من أشكال التنبيه.

هذه الأنظمة جيدة في اكتشاف المخاطر في المنطقة المجاورة مباشرة ولكنها تقتصر على خط رؤيتها.

سيتم تجهيز السيارات التي تدعم تقنية C-V2X بأنظمة راديو خلوية ترسل في نطاق طيف 5.9 جيجا هرتز منخفض الكمون الذي خصصته لجنة الاتصالات الفيدرالية خصيصًا لهذا الغرض. كل عُشر جزء من الثانية، ترسل الأنظمة حزم بيانات تتضمن موقع السيارة وأبعادها وسرعتها واتجاه سفرها ومعلومات السلامة الأخرى إلى جميع السيارات الأخرى المحيطة بها وأجهزة الإرسال الموجودة على جانب الطريق. حتى بدون وجود خط رؤية مباشر، يمكن للأنظمة التواصل مع بعضها البعض من مسافة 300 متر على الأقل، مما يعني أنه لن يتم تنبيه السائق فقط إذا توقفت السيارة التي أمامه فجأة – بل من المحتمل أن يتم تنبيهه إذا توقفت السيارة التي أمامه فجأة. نصف الشاحنات أمامهم سائق يضغط على الفرامل.

في حين أن أنظمة C-V2X لا تتطلب شبكات خلوية للاتصال من جهاز إلى جهاز، إلا أنها تعمل وفقًا لمعايير 3GPP نفسها التي تحكم الاتصالات الخلوية. في المناطق التي تتوفر فيها الخدمة الخلوية، هذا يعني أنه يمكن ربط الأنظمة بالشبكة لجمع وتوصيل المعلومات في الوقت الفعلي حول أنماط حركة المرور الأكبر حجمًا.

يجلب هذا الاتصال المتزايد مجموعة من تحديات الأمن السيبراني والخصوصية. لمنع اختطاف الاتصالات أو انتحالها أو إعادة توظيفها في نظام تتبع السائق على مستوى البلاد، تقول وزارة النقل إن C-V2X ستستخدم نظام اعتماد أمني مبني على بنية تحتية للمفتاح العام.

سيتلقى كل جهاز C-V2X سلسلة من الشهادات ذات الأسماء المستعارة التي لا تحدد هوية السيارة أو مالكها ولكنها تؤكد للأجهزة الأخرى أنه تم التحقق من صحتها من قبل سلطة المصادقة المناسبة. وللتأكد من عدم إمكانية التعرف على المركبة وتتبعها باستخدام الشهادات، سيقوم جهاز C-V2X بتغيير شهادة الاسم المستعار التي يستخدمها كل 5 دقائق أو 2.5 كيلومتر، وفقًا للمتحدثة باسم وزارة النقل نانسي ويلوتشكا. لن تحتوي رسائل C-V2X أيضًا على أي معلومات تعريفية حول السيارة، مثل الطراز أو الطراز أو رقم VIN، فقط أبعادها المادية.

متى سيتم نشر C-V2X؟

السيارات التي تخرج من خطوط الإنتاج لم يتم تركيبها بعد على C-V2X. تدعو خطة وزارة النقل إلى طرح أول سيارات ركاب تعمل بتقنية C-V2X في السوق بين عامي 2029 و2031، وعند هذه النقطة تقول إن 50 بالمائة من نظام الطرق السريعة في البلاد و40 بالمائة من جميع التقاطعات يجب أن تكون مجهزة أيضًا بأجهزة إرسال C-V2X. .

وقد بدأت بعض الولايات والبلديات بالفعل في نشرها. يوجد في ولاية يوتا حاليًا أكثر من 500 جهاز إرسال C-V2X عند التقاطعات وعلى طول الطرق السريعة وتخطط لإضافة 300 جهاز آخر بحلول نهاية العام. في الوقت الحالي، يتواصلون حصريًا مع المركبات المملوكة للقطاع العام مثل شاحنات Utah DOT والمحاريث والحافلات الإقليمية المجهزة بأجهزة إرسال ما بعد البيع. لا يتيح هذا الوصول المحدود النطاق الكامل لتنبيهات السلامة التي صممت التكنولوجيا من أجلها، ولكنه يسمح لولاية يوتا بالاستفادة من فائدة أخرى متوقعة للغاية: تحسين كفاءة النقل العام.

تتواصل الحافلات في ولاية يوتا المجهزة بـ C-V2X مع إشارات المرور، وإذا كانت متأخرة عن الجدول الزمني، فإنها تطلب تلقائيًا أن تتحول الأضواء الحمراء إلى اللون الأخضر مبكرًا أو تظل خضراء لفترة أطول. أظهرت إحدى الدراسات التي أجرتها الولاية أنه خلال ساعات الذروة المرورية، أدى تحديد أولويات الإشارة إلى تحسين موثوقية الحافلات بنسبة 6 بالمائة، وهو “صفقة ضخمة” في عالم النقل العام، كما قال بلين ليونارد، مهندس تكنولوجيا النقل في وزارة النقل بولاية يوتا.

عدة عقبات أخرى

في الوقت الحالي، تتطلب الوكالات الحكومية والشركات المصنعة للأجهزة التي تعمل على C-V2X تنازلات خاصة من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لنشر هذه التقنية. ولكن بحلول نهاية العام، من المتوقع أن تضع الوكالة اللمسات الأخيرة على قواعدها بشأن كيفية بث أجهزة C-V2X العاملة في نطاق الطيف 5.9 جيجا هرتز، مما يخلق اليقين للمصنعين ويمهد الطريق لعمليات نشر أوسع.

بالإضافة إلى توحيد كيفية بث الأجهزة، يتعين على الوكالات والشركات المختلفة العاملة على C-V2X أيضًا ضمان قابلية التشغيل البيني المثالية بين البرنامج الذي يرسل إشارات السلامة ويعالجها.

يمكن لأنظمة C-V2X المختلفة أن تنقل معلومات مختلفة قليلاً حول نفس الخطر. على سبيل المثال، قد يحتوي نظام Utah C-V2X على 10 نقاط بيانات مختلفة حول منحنى حاد على الطريق السريع ويرسلها إلى السائق على بعد ميل قبل المنعطف بينما يمكن لنظام الدولة المجاورة إرسال رسالة تحتوي على 8 نقاط بيانات وإصدار التحذير قال ليونارد: “على بعد 1.5 ميل”. وبموجب منحة فيدرالية بقيمة 20 مليون دولار، تعمل وكالات النقل في يوتا وكولورادو ووايومنغ على تسوية هذه الاختلافات وإنشاء إطار يمكن أن يصبح نموذجا وطنيا.

بمجرد توحيد الأجهزة والبرامج وإصدار الشركات المصنعة للمركبات النماذج الأولى المزودة بتقنية C-V2X المدمجة، يتوقع مسؤولو النقل أن رغبة المستهلكين في الحصول على سيارات أكثر أمانًا ستؤدي إلى توسع سريع في المركبات المتصلة. وكلما زاد عدد أنظمة C-V2X على الطريق، أصبح النظام أكثر فعالية في منع الاصطدامات.

وقال ليونارد: “اليوم، سيموت 150 شخصاً على الطرق في الولايات المتحدة، أي 40 ألفاً سنوياً، كثيرون منهم لا ذنب لهم”. “هذا ما يحفزنا، وهذا ما يدفعنا، وهذا ما يحبطنا عندما لا نتمكن من تحقيق ذلك عاجلاً. لكننا هنا على أعتاب بعض الأشياء الكبيرة حقًا ونحن متحمسون لها.