Op weg naar slimme steden: waar slimme voertuigen staan ​​en waar ze naartoe gaan

Onderzoekers verkennen het verleden, het heden en de toekomst van slimme voertuigen en wat er nodig is voor hun integratie met slimme steden. Credit: IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica

Centraal bij elke technologische vooruitgang staat de verrijking van het menselijk leven. Het internet en de draadloze connectiviteit hebben dat gedaan door niet alleen vrijwel iedereen overal in realtime verbinding te laten maken, maar ook door verbindingen mogelijk te maken tussen mensen en een reeks intelligente apparaten zowel binnen als buiten, waardoor slimme steden aan de horizon verschijnen.

Een belangrijk aspect bij het realiseren van slimme steden zijn ‘slimme voertuigen’, de nieuwste ontwikkeling op het gebied van intelligente transportsystemen (ITS), die de integratie van communicatie-, mapping-, positionerings-, netwerk- en sensortechnologieën omvatten om coöperatieve, efficiënte, intelligente, veilige, en economisch transport.

Decennialang heeft onderzoek naar het op straat brengen van slimme voertuigen die met succes werken als onderdeel van slimme stadsinfrastructuur zich gericht op het verbeteren van computerparadigma’s voor netwerkconnectiviteit van voertuigen. In de afgelopen 30 jaar heeft het ad-hocnetwerk voor voertuigen (VANET), een raamwerk waarin voertuigen zichzelf organiseren om essentiële diensten met betrekking tot verkeersveiligheid te verlenen, een stabiele ontwikkeling doorgemaakt. Met de komst van 5G-netwerken maakt VANET echter binnenkort plaats voor het internet van voertuigen (IoV), een nieuwe voertuigomgeving met krachtigere infrastructuren.

“VANET is in de eerste plaats bedoeld om chauffeurs te informeren over zware omstandigheden of noodsituaties in de buurt. IoV daarentegen gebruikt kunstmatige intelligentie (AI) -technologie om diensten op een hoger niveau te bieden, zoals informatie over verkeersopstoppingen op basis van de locatie van de gebruiker en persoonlijke voorkeuren, “legt Dr. Naercio Magaia van de Universiteit van Lissabon, Portugal, uit, die werkt aan computernetwerken en AI, en die met een wereldwijd team onlangs computerparadigma’s heeft onderzocht die vorm geven aan opkomende voertuigomgevingen. Hun onderzoek is gepubliceerd in IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica.

IoV bevindt zich in de kinderschoenen en er zijn bepaalde cruciale aspecten waarmee u rekening moet houden. Hoeveel verschillende services en apparaten kunnen er bijvoorbeeld in een IoV-framework worden opgenomen? Hoe kunnen we ervoor zorgen dat een gebruiker met de minste vertraging toegang heeft tot informatie die voor hem het meest relevant is? En natuurlijk, hoe beveilig je een heterogeen netwerk met verschillende apparaten?

In hun analyse vinden Dr. Magaia en team dat om deze problemen op natuurlijke wijze op te lossen, in grote lijnen twee hoofdtypen computerparadigma’s moeten worden geïntegreerd en verbeterd: 1) voertuigcloud computing (VCC), vergelijkbaar met cloud computing (levering van computerdiensten, waaronder servers, opslag, databases, netwerken, software en intelligentie, via internet of cloud), behalve hier, functioneren de voertuigen als de cloud of een rekencluster; en 2) Vehicle Fog Computing (VFC), waarbij de rekeneenheden (knooppunten) ofwel worden gedistribueerd als Roadside Units (RSU) – infrastructuren die worden ingezet om de dekking van voertuigen en netwerkprestaties te vergroten – of de voertuigen zelf.

Aan beide paradigma’s kleven voor- en nadelen. Hoewel VCC alle voordelen heeft van algemene cloud computing en goed is voor verkeersopstoppingen, is het kostbaar om het toe te passen en heeft het te kampen met een grote netwerkvertraging vanwege het feit dat de locatie van het algehele systeem afgelegen is, waardoor het ongeschikt is voor realtime toepassingen. VFC daarentegen is kosteneffectief en maakt realtime services mogelijk omdat de knooppunten zich dicht bij de gebruiker bevinden waar de service vereist is. Het kan ook worden aangepast aan verschillende vereisten, maar het mist voldoende beveiliging en handige draadloze protocollen.

Dr. Magaia en zijn team stellen dat om intelligente voertuignetwerken echt te integreren met slimme steden in real-time toepassingen, deze twee paradigma’s elkaar moeten aanvullen. Tijdens een verkeerscongestie kunnen de voertuigen bijvoorbeeld vanuit een wolk tegelijkertijd mistknooppuntberekeningen uitvoeren. Bovendien is de combinatie van technologische elementen van de volgende generatie, zoals softwaregedefinieerde netwerken, mobiele 6G-netwerken en serverloos computergebruik, met deze paradigma’s waar de toekomst ligt.

“Wij geloven dat tegen 2050, met dergelijk onderzoek, miljarden apparaten een internet-van-alles (IoE) zullen vormen”, zegt Dr. Magaia over zijn visie. “Toekomstig veiliger rijden is absoluut noodzakelijk. Dit soort onderzoek zal naar verwachting een revolutie teweegbrengen in de manier waarop de relatie tussen bestuurder en verkeer over de hele wereld werkt. Voertuigen zullen” slimmer “zijn en meer comfort bieden aan de bestuurder en passagiers. Vanuit een sociaal perspectief worden voertuigen een uitbreiding van de individualiteit van de bestuurder, ingebed in het dagelijks leven, net zoals smartphones dat zijn na bijna 12 jaar bestaan ​​zoals wij die kennen. “

Deze tijden die Dr. Magaia voor ogen heeft, zijn misschien niet al te ver weg.