Отсутствие пробок. Светофоры всегда зеленые, а аварии — большая редкость. Звучит ли это утопично? Конечно, но если получит развитие рынок Интернета транспортных средств (Internet of Vehicles, IoV), этот сценарий может вскоре стать реальностью, сообщает портал IT Business Edge.

По данным Allied Market Research, в 2017 г. объем мирового рынка IoV составил 66,08 млрд. долл. Как ожидается, до 2024 г. он будет ежегодно расти в среднем на 18% и достигнет 208,11 млрд. долл.

IoV тесно связан с Интернетом вещей (IoT), который состоит из подключенных устройств, которые могут обмениваться данными и взаимодействовать с пользователями. В этом смысле IoV не сильно отличается от IoT, разве что он сосредоточен на коммуникации между транспортными средствами (vehicle-to-vehicle, V2V) или между транспортными средствами и инфраструктурой (vehicle-to-infrastructure, V2I), а не на взаимодействии с человеком. IoV — новая технология и обладает большим потенциалом, но что именно она из себя представляет?

Что такое Интернет транспортных средств?

IoV — это следующий шаг в эволюции автомобильных самоорганизующихся сетей (Vehicular ad hoc networks, VANET). VANET — это кластер мобильных узлов (транспортных средств), использующих для связи специальные соединения по требованию. Исследователи продемонстрировали, что в VANET сети связи V2V и между транспортными средствами и объектами дорожной инфраструктуры (vehicle-to-roadside, V2R) будут существовать бок о бок для обеспечения навигации, безопасности дорожного движения и реализации других услуг. VANET являются важными компонентами интеллектуальных транспортных систем. Иногда их называют интеллектуальными транспортными сетями. Они развиваются во всеобъемлющие IoV-сети, которые в конечном итоге превратятся в Интернет автономных автомобилей (Internet of Autonomous Cars).

Транспортные средства подключаются к Интернету через беспроводную локальную сеть (WLAN), в результате чего подключенные автомобили становятся частью IoT и IoV. Это позволяет дистанционно управлять некоторыми их аспектами и обеспечивать их взаимодействие с другими устройствами, дорожной инфраструктурой и продуктами сторонних производителей. Например, водители получают предупреждения о пробках, они также могут планировать маршруты, а подключенный автомобиль может автоматически регулировать круиз-контроль для лучшего управления движением. У IoV имеется потенциал для повышения безопасности водителей, уменьшения заторов на дорогах и снижения выбросов.

Архитектура IoV и ее слои

Существует множество способов реализации и проектирования систем IoV, но его архитектура должна иметь следующие четыре уровня для надлежащей функциональности IoT.

1.Восприятие

При разработке любой IoV-системы важно учитывать факторы окружающей среды. Например, автомобиль, подключенный к IoV, должен различать препятствия, другие транспортные средства и движение людей, чтобы избегать объектов, которые могут представлять угрозу. Если объект приближается слишком быстро, автономный автомобиль должен снизить скорость, чтобы избежать столкновения. Он также должен отслеживать любые признаки неисправности или неправильной работы; водителям не имеет смысла полагаться на IoV, если их автомобили ненадежны. В этот слой входят все датчики автомобиля. Кроме того, слой восприятия собирает информацию об окружающей среде для обнаружения событий, определения манеры вождения и различных ситуаций на дороге. Он также оснащен радиочастотной идентификацией (RFID) и способен считывать окружающую обстановку, положение автомобиля и другие объекты.

2. Сеть

Это коммуникационный уровень, который обеспечивает все необходимые возможности подключения. Он включает в себя технологии сотовой связи 3G/4G LTE/5G, WLAN, Bluetooth и Wi-Fi для связи между автомобилем, другими устройствами и инфраструктурой. В частности, 5G играет решающее значение для взлета IoV. Функциональность 5G будет поддерживать высокую скорость передачи данных и пропускную способность, низкую задержку и надежное соединение. Кроме того, стандарт сотовой связи 5G IoT позволяет более эффективно и оперативно передавать большие объемы данных в режиме реального времени между многочисленными устройствами в автомобиле.

3. Искусственный интеллект

После того, как IoV соберет все данные, их необходимо использовать для принятия решений и обеспечения соответствующей реакции автомобиля. ИИ становится ключевым компонентом IoV, поскольку он позволяет прогнозировать, принимать решения и выполнять действия. Он включает в себя ПО для анализа больших данных, специализированные системы (приложения компьютерного зрения в автономных автомобилях для идентификации объектов на дороге) и компоненты облачных вычислений. Уровень ИИ имеет встроенную облачную инфраструктуру и требует бесперебойной связи между службами обработки и низкоуровневыми системными компонентами.

4. Применение

Наконец, результаты, полученные на уровне ИИ, передаются на прикладной уровень. Именно здесь они, собранные посредством восприятия, обрабатываются с помощью приложений, таких как ПО для предотвращения столкновений. Это пользовательская сторона IoV, которая может применяться для различных целей — развлечений, GPS-навигации и в автомобильных сервисах. Прикладной уровень включает все сетевые приложения в системе IoV, телематику (GPS), информационно-развлекательные и общие функции автомобиля (например, контроль работы двигателя). IoV также включает в себя глобальные идентификационные терминалы (GID) всех подключенных автомобилей. Он решает все проблемы с RFID, включая низкую скорость и ограниченное покрытие. Более того, GID дают транспортным средствам цифровые идентификаторы, которые очень важны с точки зрения обеспечения кибербезопасности автомобиля.

Примеры применения IoV

Ниже приведено несколько примеров конкретных сценариев применения компаниями, которые считаются первопроходцами в этой области.

Uber

Ее подразделение Advanced Technologies Group (ATG) занимается IoV и автономными автомобилями. Одной из областей, в которых Uber использует IoV для получения конкурентного преимущества, улучшения обслуживания клиентов и возвращения рентабельности, являются транспортные расходы. Согласно данным Frost & Sullivan, на водителя приходится 80% общих затрат на километр пробега в неавтономных системах совместного использования транспортных средств. Полностью автономные автомобили значительно снизят стоимость поездки и расширят рынок сбыта. Uber планирует сделать стоимость поездки за счет роботизированного автопарка настолько низкой, что владение автомобилем станет нецелесообразным.

Tesla

Это своего рода вундеркинд IoV. Подход Tesla объединяет несколько технологий на одной платформе, которая включает усовершенствованную систему помощи водителю (ADAS), автоматизированные средства управления, позволяющие автомобилям самостоятельно передвигаться без участия человека, и маршрутизацию автопарка с помощью машин, управляемых ИИ (например, автономные автобусы или коммерческие грузовики).

CarStream

Это система обработки больших данных для автосервисов. CarStream собирает и анализирует различные виды данных о вождении, включая состояние автомобиля, поведение водителя и информацию о поездках пассажиров. На основе собранных данных предоставляются различные услуги. За последние три года промышленного использования CarStream собрала более 40 Тб данных о вождении. Она также предоставляет критически важные для IoV услуги безопасности и разработала трехслойную систему мониторинга, которая охватывает уровень приложений вплоть до уровня инфраструктуры. Для решения проблем обработки данных в реальном времени, больших данных, низкого качества данных и хранения разреженных значений CarStream использует кэширование в памяти и потоковую обработку.

IoV как развивающийся сектор

IoV — это развивающийся сектор, способный оказать глубокое влияние на автомобильную промышленность. Сферы его применения простираются от навигации, развлечений, автомобильных сервисов до маршрутизации автопарка с помощью машин, управляемых ИИ. Поскольку IoT объединяет все больше устройств, неудивительно, что автомобили тоже становятся умнее. Благодаря таким инновациям, как беспилотные автомобили, потребители могут рассчитывать на большее количество функций безопасности и снижение стоимости владения автомобилем. Среди других преимуществ — более чистая окружающая среда и более высокое качество жизни.