Már az út is okos
A V2X tipikusan egy olyan terület, amiről roppant keveset tud nem csak az átlagember, de sokszor még a technológia iránt érdeklődő felhasználó is. Amikor a Commsignia azzal keresett meg, hogy a Secredas projekt lezáró tesztelésére el tudnék menni velük, akkor nekem is utána kellett olvasnom, hogy nagyjából miről is van szó, mert a járműkommunikáció egyrészt egy roppant tág fogalom, másrészt pedig rengeteg olyan megoldásról, fejlesztésről és szabványról beszélhetünk a témakörben, amit leginkább csak azok értenek, akik benne vannak a sűrűjében, miközben alapvetően határozza meg a közeljövő autós és forgalomszervezési megoldásait.
[+]
Az egész V2X alapja az az elképzelés, hogy az autók egymással és az út mentén elhelyezett szenzorokkal, kamerákkal, átjátszókkal, táblákkal és lámpákkal folyamatos kapcsolatban vannak. És nem csak az autók lehetnek részei ennek az egésznek, hanem a gyalogosok, a biciklisták és persze a forgalomirányítási központok, a segélyhívók, a mentők, a rendőrök, a tűzoltók és az útkarbantartók is, tehát minden és mindenki, aki az úton előfordulhat gyakran, vagy éppen meglehetősen ritkán, de akkor fontos tudnunk, hogy hol van pontosan és mit csinál. Éppen ezért az 5,8-5,9 GHz-es frekvenciatartomány kifejezetten erre a célra van elkülönítve az EU-ban éppúgy, mint az USA-ban (noha az FCC most pont elkezdett ebből a sávból is kereskedelmi célra értékesíteni frekvenciákat, ami miatt most épp van is egy kis iparági balhé), a szabvány támogatói között pedig ugyanúgy megvannak az autógyártók (Toyota, Tesla, VW-csoport, Stellantis, Ford, BMW, Daimler), mint a mobilszolgáltatók (Orange, China Mobile, DT), vagy a hardver és szoftver beszállítók (Qualcomm, NXP, Huawei). És persze a fent felsoroltak mellett számos kisebb, a végfelhasználó számára kevésbé ismert cég is dolgozik a V2X kapcsán különböző fejlesztéseken, ilyen a hazai Commsignia is.
[+]
A V2X alapesetben teljesen független a különböző mobilhálózatoktól, külön frekvencián, külön szabványokkal működik. Noha már 2016-ban lefektették a rendszer elméleti alapjait, a megvalósítás sokkal lassabban zajlik, mert egyrészt az autógyártóknak, másrészt a beszállítóknak, harmadrészt pedig az egyes országok útkezelőinek is fel kell készülniük, az EU-ban ezt összehangoltan végzik, de az egyes országokban az állami hivatalok és szabályozó testületek más-más szintű lelkesedéssel állnak a dologhoz. Az a jó hír, hogy a Magyar Közút kifejezetten progresszív és együttműködő, jóval több infrastrukturális fejlesztéssel rendelkezik, mint az átlag, itt pedig arra érdemes gondolni, hogy az újonnan átadott útszakaszok már fel vannak készítve arra, hogy a V2X megoldásokat később tudják használni, ráadásul közreműködnek a tesztelési folyamatban is. Talán elcsépelt lenne a V2X infrastruktúrával ellátott útszakaszokat okosútnak, vagy a csomópontokat okos kereszteződésnek nevezni, de tartok tőle, hogy előbb-utóbb ilyen neveken fognak majd akkor bekerülni a köztudatba, amikor majd ténylegesen tapasztalhatják is az autóvezetők, hogy mire is jó ez az egész.
Az összetevők
Egy ilyen V2X rendszer számos elemből állhat. Egyrészt nyilván kell az autóban legyen megfelelő hardver, ennek OBU a rövidítése (onboard unit). Ezek célhardverek, amik az autóba vannak építve, a Qualcomm és az NXP chipjei köré épített dobozok a megfelelő antennás csatlakozással és egyéb interfészekkel, amelyek a fedélzeti rendszer és az autó vezérlése közötti kapcsolatot is megteremtik. Az OBU nem egy kiemelkedően drága cucc, egy középkategóriás okostelefon képességeit sem kell tudnia, a lényeg pedig amúgy is a szoftver lesz.
Kissé túlzás az, ami a Scenic hátuljában helyet kapott, de ha tesztelés van, akkor nem egy hardvert próbálnak ki csupán [+]
Az út mentén levő eszközök lehetnek szenzorok, kamerák, átjátszók, rádiós egységek, közlekedési lámpák, vagy éppen információt közlő táblák. És mindezek az úgynevezett RSU-n (roadside unit) keresztül kommunikálnak, ami lényegében egy router, ez biztosítja az összeköttetést a fixen telepített berendezések és a járművek között. Az RSU-k és a többi útmenti kütyü is számos különböző cég termékei, a hollandiai tesztelésnél például a Canon kameráját használta a rendszer. Az út mentén elhelyezett szenzorok lehetnek egészen egyszerűek, amik csak az autók áthaladását rögzítik egy adott pontnál, de lehet egy összetett megoldás is egy-egy kereszteződésnél, ahol kamera, UWB, WiFi, 5G berendezések vannak mindenféle oszlopok tetején, vagy éppen a jelzőlámpák alatti szekrényekbe építve.
[+]
Ezeken kívül van a HMI (human-machine interfész), ami gyakorlatilag a felhasználó által látott kezelőfelület, ide tartozik az autóban levő kijelzőn megjelenő grafikus interfész, vagy éppen a gyalogosok telefonjára érkező figyelmeztetés. És persze mindezen elemek kommunikálnak egymással ezen az 5,8-5,9 GHz-es frekvencián. Maga a V2X kommunikáció teljesen remekül elvan lokálisan, tehát nem szükséges, hogy állandó netkapcsolatot is biztosítsunk az összes alkatrésznek, nyilván feltételezhetjük, hogy az autókban van internet, ahogyan a komplexebb kereszteződések is összeköttetésben állnak a forgalomirányítási központtal, de például két autó kommunikációja direktben valósul meg, ami így sokkal gyorsabb és azonnalibb.
[+]
Jelenleg azonban az autógyártók még csak készülnek arra, hogy a V2X kommunikáció majd egyszer működni fog, ráadásul van is némi háttérpofozkodás azügyben, hogy melyik gyártó milyen módon óhajt beszélgetni, mit oszt meg magáról és mennyire veszi figyelembe az összes, ezen a platformon adatot cserélő szereplőt. Bár nyilván nem elsősorban ezzel hirdeti (mert egyelőre ez a vásárló számára lényegtelen), de a VW Golf legfrissebb generációja már tartalmazza a V2X OBU-t, csak éppen még korlátozottan működik, amíg le nem zárul az összes tesztelés és azt nem mondja az EU, hogy innentől biztonságos és bekapcsolható a V2X kommunikáció az útmenti eszközökkel is, mert speciel két Golf már tud társalkodni. Ráadásul volt némi töketlenkedés bizonyos szabványok kialakításában, amit a VW meg is unt és inkább kidolgozták a specifikációt maguk, aztán korrektül átnyújtották a többi szereplőnek, hogy akkor ezzel talán haladhatnánk is akár.
Az új Golf már hirdeti a V2X képességeit [+]
A V2X viszont nem egy kőbe vésett eszközrendszerű megoldás, ha van értelme bizonyos elemekkel bővíteni a repertoárt, akkor az megtehető. A különböző szereplők pedig keresik azokat a lehetőségeket, amivel tovább növelhető az implementáció hatékonysága, a Commsignia például úgy véli, hogy az Apple és a Samsung által már végfelhasználók számára is biztosított UWB (ultrawide band) modulok bevonása kifejezetten komoly előnyökkel jár, hiszen ha a gyalogos, vagy a biciklista telefonjában ott van az UWB chip, akkor a megfelelő RSU-k telepítése után a közeledő autós is pontosan látja, hogy valaki a zebra felé közeledik sétatempóban és tudja figyelmeztetni nem csak a sofőrt, hanem magát a gyalogost is.
Secredas projekt
Az EU nyilvánvalóan komoly követelményeket támaszt a V2X bevezetésének minden lépcsőjéhez. Secredas projektnek nevezték el azt fejlesztést, amely azt célozza, hogy a V2X rendszer akkor is biztonsággal működjön, ha esetleg rosszindulatú támadás éri. Itt rengeteg esetet próbálnak kivédeni, többek között olyasmit, hogy valaki megbabrálja a közlekedési lámpákat és minden irány egyszerre mutat zöldet, vagy olyasmit, hogy egy autó hamis jelet sugároz magából a holléte és a sebessége kapcsán. A Secredas projekt nem arra vállalkozott, hogy feltörhetetlenné tegye a V2X-et, hanem arra, hogy ha ez mégis megtörténik, akkor azt a forgalomban résztvevő egységek és RSU-k érzékeljék és kivédjék. Ezt pedig leginkább úgy lehet detektálni, ha anomáliákat, logikai és fizikai képtelenségeket keresünk az adatokban, illetve ha “vétójogot” adunk a rendszernek arra, hogy ha egy összetevő valamit állít magáról, de a többi berendezés ezt nem igazolja vissza, akkor az adott összetevőt kizárhassuk a megbízható források közül. Ugyanakkor persze az az alapvetés, hogy a V2X egyelőre nem feltörhető, ám ha mégis megtörténik egy ilyen eset, akkor maga a rendszer tud majd védekezni.
[+]
Egy ilyen példa, hogy valaki úgy babrál meg egy OBU-t, hogy az azt ordítja magáról, hogy ő egy helyben áll, miközben az autó amúgy éppen nagy sebességgel halad a belső sávban. Ilyenkor a kamerák, a többi autó szenzorai, az útmenti berendezések mind azt látják, hogy itt halad valami, ami egyébként azt állítja magáról, hogy út szélén áll, tehát anomália van a rendszerben, magyarán ki kell zárni a meghibásodott OBU-t és nem vehetjük figyelembe az általa közölt információkat. Ilyen példa az is, hogy egy kereszteződésben rosszul működik a lámpa és minden irányból zöldet mutat, akkor a közlekedő autók is ezt az információt kapják meg, ami nyilván rögtön kiüti az anomália-detektort és a rendszer inkább az összes irányból érkező autót figyelmezteti (és adott esetben fékezi), hogy a balesetet elkerülje.
A teszt helyszíne felülről [+]
A Secredas projekt lezáró tesztelésére Hollandiában került sor, az Eindhoventől nem messze fekvő Helmond városában. Helmondban épült ugyanis meg az Automotive Campus nevű központ, ahol számos autóipari fejlesztést zajlik, itt van a TNO-nak is autóipari központja. A TNO gyakorlatilag a holland SZTAKI, egy független fejlesztői szervezet, amely rengeteg informatikai projektet visz, az autóipari vonal csak egy a sok közül. De itt az Automotive Campusban van annak a Lightyear nevű cégnek is a közponja, amely a futurisztikus napelemes e-autót fejleszti. Helmond városa pedig abszolút partner abban, hogy ezek a tesztelések le tudjanak futni, a Campus ugyanis az Eindhovenhez vezető 2x2 sávos autóútról nyílik, ezt a kereszteződést pedig a tesztelések idejére a forgalom elől elzárják.
Az Automotive Campus [+]
Nem mellesleg ez a kereszteződés — noha ez egyáltalán nem tűnik fel — az egyik prototípusa a bevezetőben is említett “okos” csomópontnak, átjátszók, kamerák, szenzorok, felokosított jelzőlámpák vannak itt, nem különösebben bonyolult, de a két irányt járdasziget választja el zebrával és bicikliúttal, szóval elég sokféle szcenáriót végig lehet itt játszani. A tesztelés napja előtt már mindenhol jelezték a városban, hogy szombaton le le zárva az út, Helmond reggel 8 és este 8 között biztosította az útszakaszt, noha a Secredas projekt ezt nem használta ki, az első tesztek jóval 10 óra után kezdődtek, addig pedig még nyitva volt a forgalom számára is és csak akkor zárták le, amikor valóban elkezdődött a dolog.
[+]
A TNO két Renault Scenicet használt, mindkettő tömve volt különféle hardverekkel hátul, a műszerfalon is számos kijelzőt lehetett látni, meg persze volt bedobálva pár notebook is. A legtöbb szcenárió nem volt különösebben látványos, csak annyit láthatott a kívülálló, hogy 50-nel jön egy kék Scenic a főúton, 30-cal egy fehér a bekötőúton és a lámpa előtt mindkettő megáll, vagy a fehér kikanyarodik, de a kék megáll, vagy pont fordítva. És ez ment egész nap.
[+]
De ha az ember egyrészt beszélget nem csak Commsignia fejlesztési igazgatójával, Váradi Andrással minden fázis előtt, hanem beül valamelyik TNO-s autóba, akkor rögtön értelmet nyer az egész. Az autókban levő OBU egy teljesen átlagos tableten jelenítette meg az információkat, ami fel volt helyezve a középkonzolra. A legtöbb teszt során nagyjából a kereszteződéstől egy kilométerre indult az egyik Scenic, rádión tartották a sofőrök egymással a kapcsolatot és fontos volt az időzítés, hogy a másik tesztautó pont úgy induljon el, hogy triggereljen egy elkerülhető baleseti szcenáriót. Tehát jött a kék Renault 50-nel a főúton, zöld lámpát kapott, miközben pont úgy jött 30-cal keresztbe a másik autó, hogy ütköztek volna, ha az OBU nem szól mindkét esetben, hogy baj van. Ez a tesztelésnél egy tök primitív “warning” feliratot jelentett a tableten (miközben nyilván a térképen pontosan látszódott, hogy hol vannak a teszt szereplői), ha megjelent, akkor a teszt sikeres volt, mert ezután már csak szabályozási és autógyártói döntés az, hogy ilyen esetben mit fog csinálni a gépkocsi. Csipog, fékez, megáll, bármi is legyen, itt a fontos a vészhelyzet detektálása volt csupán.
Videót is forgattak a tesztelésről [+]
Emlékeim szerint 8-9 szcenáriót játszottak végig a nap folyamán, főleg anomáliákat keresve és rosszindulató behatolást szimulálva. Ezen a szombati napon végig ott volt a TNO mérnökcsapata és a tesztelés vezetője, ott volt a Commsignia csapata, az NXP-től is jött ember, Helmond önkormányzata is képviseltette magát, az EU-tól is volt delegálva egy fickó, minden pontosan volt ütemezve és dokumentálva. Elvileg a britektől is hívtak két újságírót, de ők a koronavírus miatt nem vállalták az utat, tehát az a megtiszteltetés ért, hogy a sajtót csak én képviseltem.
A Commsignia szerepe
A Commsignia 2012-ben jött létre, kifejezetten járműkommunikációval foglalkoznak. Magyar startup, most már rengeteg befektető szállt be, van központjuk Kaliforniában is és számos önvezetéssel és V2X-szel kapcsolatos projektben és fejlesztésben vesznek részt. Többek között a Las Vegasban járó önvezető busz (amit a Navya gyárt) implementációjában is dolgoztak, de természetesen rengeteg autógyártó beszállítójaként is működnek. A V2X kapcsán most azt mondják, hogy az odáig eléggé egyértelmű, hogy pár éven belül ezek a megoldások bekerülnek az új autókba, nekik viszont az is feladatuk lesz, hogy az RSU-kat és a háttérrendszereket, valamint a kapcsolódó szoftvereket leszállítsák városoknak, útkezelőknek, ezért az autóipari szerepkör mellett egyre fontosabb, hogy ne csak iparági résztvevők tudjanak arról, hogy mivel is foglalkoznak.
UWB eszköz a lámpaoszlopon [+]
A hollandiai tesztelés ugyanakkor jó alkalom volt arra is, hogy a Commsignia kipróbálja az UWB technológiával kapcsolatos megoldásait is. Ehhez nem volt semmi egyébre szükségük, csak egy olyan telefonra, amiben benne van az UWB, de egyelőre inkább egy külön UWB-s taget hurcoltak magukkal. És hát persze az is kellett, hogy a helmondi kereszteződésben a közlekedési lámpák oszlopain legyen UWB-s vevő, illetve a kereszteződés középpontjában levő oszlopra tettek egy gatewayt, ami a kommunikációt továbbította a V2X átjátszóhoz, ami pedig aztán továbbította az autóhoz az információkat.
[+]
Ezután pedig azt szimulálták, hogy egy gyalogos közeledik a zebrához, miközben pirosat mutat neki a lámpa, egy autó pedig szintén érkezik a kereszteződésbe, és annak ellenére, hogy neki zöldet mutat a lámpa, mégis kap a HMI egy figyelmeztetést, hogy óvatosak legyünk. Ezt akkor csinálja meg, ha a gyalogos mozgása azt sejteti, hogy nem figyel oda és ha továbbra is ebben az ütemben halad, akkor pont le fog lépni az autó elé, ha csak áll a zebra szélén, akkor nincs notifikáció. Ez nyilván egy elég hosszas finomhangolást igénylő trigger, hiszen nem cél az, hogy minden gyalogosnál ráijesszünk a sofőrre, viszont az UWB pont a kifejezetten pontos lokációs képességei miatt jó választás arra, hogy erre a célra használhassuk.
[+]
Természetesen nem csak az autóst, hanem a gyalogost is figyelmezteti a rendszer egy telefonos alkalmazás segítségével, ami akár arra is alkalmas lehet, hogy egy okosórát is megrezgessen, a helmondi teszt legfontosabb kérdése viszont az volt, hogy tud-e az egész megoldás annyira gyors lenni, hogy időben notifikálja az összes résztvevőt. Ez ugyanis egy nagyon fontos aspektusa az UWB-s fejlesztésnek, a Commsignia például ismer olyan esetet, amikor ugyan a figyelmeztetés megtörténik, de már csak azután, hogy jól elgázoltunk egy gyalogost. Ők inkább úgy fogalmaztak meglehetősen finoman, hogy a technológia nem bizonyult elég gyorsnak, ami annak is köszönhető, hogy itt akár hónapok alatt csiszolódik annyit a technológia, hogy már sokkal reszponzívabb legyen. Helmondban ki is derült, hogy a hazai cég megoldása képes a vektorok alapján tényleg úgy megjósolni egy potenciális balesetet, hogy még el tudja küldeni a megfelelő pillanatban a jelzést. Hogy aztán erre miképpen reagál a sofőr és az autó, az már a implementáció kérdése lesz.
Önvezető busz Las Vegasban a Commsignia közreműködésével [+]
Viszont nyilván tovább lehet folytatni az UWB-vel kapcsolatos kísérleteket. Takarásból kilépő gyalogos, kacsázva haladó biciklista kapcsán is jól jöhet, ráadásul a V2X megoldásnak többek között az is a lényege, hogy az autók is beszélgetnek egymással. Egy út szélén parkoló teherautó mögött álló gyalogosról nem riaszt minden autó, ami elhalad mellette, de tudnak egymásnak szólni, hogy ott egy potenciális veszélyforrás, és ha az a gyalogos az úttest felé indul, akkor már felkészülten várhatja nem csak az első arra haladó autó a veszélyt, hanem az utána érkező további öt is azt, hogy lehet, hogy itt lesz egy vészfékezés és nem rohannak egymásba. A V2X egyébként pont erre a “közösségi” szerepre épít leginkább, ha egy autó elüt egy vadat, akkor a következő már tudja, hogy előtte közvetlenül baleset történt és figyelmeztet, értesíti a forgalomirányítást, a rendőrséget, vagy akármilyen olyan segélyhívót, ami illetékes az adott kérdésben az adott területen, ráadásul egy másik nézőpontból is rálát az eseményekre és tudja pontosítani és kiegészíteni az adatokat, amiket majd a többi közlekedő megkap.
Nem kell nagy fantázia ahhoz, hogy lássuk, hogy a V2X mennyi helyzetben használható. A legtriviálisabb megoldástól kezdve (a busz érkezése zöldre kapcsolja a lámpát) az egészen komplex esetekig nyújt majd könnyebbséget, egy idő után feleslegesek lesznek az információs táblák az utak mellett, mert közvetlenül a fedélzeti rendszer kijelzőjén ugranak fel a tudnivalók, az autók tudni fogják, hogy mennyivel érdemes menni, hogy a következő lámpánál zöldet kapjanak, tudják, ha pár száz méterrel mögöttünk érkezik egy mentő (és ezt már a Golf VIII tudja), számítanak arra, hogy a kanyar után egy csapat kerékpáros teker, szóval végtelen azoknak az eseteknek a száma, amelyek még egy tapasztalt sofőr reflexeit is próbára teszik jelenleg, de a jövőben ezekre előre fel lehet készülni és időben tudunk majd vagy mi, vagy az autó reagálni.
Bog
