معرفی پروژه سامانه ارتباطات هوشمند خودرویی
تین نیوز | اجرای پروژه طراحی و پیاده‌سازی سامانه ارتباطات هوشمند خودرویی پس از امضاء توافقنامه آن در تاریخ ۹۰/۰۷/۱۶ فی مابین ریاست سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران و ریاست جهاد دانشگاهی به جهاد دانشگاهی صنعتی شریف واگذار شده است. شروع این قرارداد تاریخ ۹۱/۱۲/۲۳ تعیین شده است و زمان اختتام آن ۹۳/۰۳/۳۱ می‌باشد.
این پروژه كه به اختصار CVT نام‌گذاری شده است، باهدف اصلی به‌کارگیری فناوری DSRC و برقراری ارتباطات برد كوتاه در محیط‌های خودرویی، به منظور ایجاد زیرساخت ارتباطی لازم جهت انتقال اطلاعات و پیام‌های هشداردهنده به خودروهای در حال حركت در معابر شهری و جاده‌های برون‌شهری برای ارتقاء ایمنی سفرهای زمینی با خودرو تعریف شده است. هر چند این فناوری می‌تواند کاربردهای متعددی در صنعت حمل‌ونقل داشته باشد، اما از دید کارشناسان این حوزه، هدف راهبردی در به‌کارگیری آن، ارتقاء ایمنی حركت خودروها از طریق تولید پیام‌های هشداردهنده و کمک به راننده‌ها در رانندگی ایمن‌تر می‌باشد. این موضوع از آن جهت اهمیت دارد که کارشناسان، نقش اصلی در بروز سوانح رانندگی را متوجه عامل انسانی می‌دانند. براساس آمار منتشره در كشور، طی دوره ۱۴ساله ۱۳۷۳ تا ۱۳۸۶، بیش از ۲۶۷ هزار نفر در تصادفات جاده‌ای برون و درون‌شهری جان خود را از دست داده‌اند و در این مدت حدود سه میلیون نفر نیز دچار مصدومیت شده‌اند. براساس این آمار، تلفات جاده‌ای در كشور طی یک دوره ۱۰ ساله، با میزان تلفات انسانی جنگ هشت‌ساله ایران و عراق برابری می‌کند. از این رو تأکید این پروژه بر کسب دانش فنی لازم برای ارائه کاربردهای فناوری در حوزه ارتقاء ایمنی و بهبود مدیریت ترافیک شهری و جاده‌ای قرار گرفته است. تحقیق بر روی سامانه‌های ارتباطات هوشمند خودرویی و توسعه آن‌ها، گام بزرگی در عرصه سامانه‌های حمل‌ونقل هوشمند به حساب می‌آید. در این سامانه‌ها تجهیزاتی بر روی خودروها و محل‌های خاصی کنار جاده‌ها نصب می‌شود كه امکان برقراری ارتباط بی‌سیم خودروها با یکدیگر و نیز بین خودروها و تجهیزات کنار جاده‌ای را فراهم می‌سازد. با مبادله اطلاعات حساسی مانند موقعیت، سرعت و جهت حركت خودروها تا بردی معین، رانندگان خودروهای مجهز به این سامانه‌ها (خودروهای مرتبط) از سطح آگاهی بالاتری نسبت به خودروهای پیرامونی خود برخوردار می‌شوند و می‌توانند با دریافت اطلاعات به‌موقع، برای مقابله با شرایط خطرناك و پرهیز از ورود به موقعیت‌های حادثه‌آفرین، تصمیماتی آگاهانه اتخاذ كنند. به طور کلی کاربردهای مبتنی بر فناوری ارتباطات خودرویی در دو بخش دسته‌بندی می‌شوند:
• ارتباطات خودرو با خودرو (V2V): خودروها با تجهیزات الکترونیکی موسوم به "واحد درون‌خودرویی" یا "واحد وضعیت‌نمای خودرو" (OBU )، به صورت بی‌سیم و برمبنای یک فناوری ارتباطی مانند "پروتکل ارتباطات کوتاه‌برد اختصاصی" (DSRC) به مبادله پیام با یكدیگر می‌پردازند. این پیام‌ها با استفاده از اطلاعات قابل‌دریافت از حسگرهای درون خودرو (از جمله سرعت‌سنج، شتاب‌سنج، مكان‌یاب ماهواره‌ای، حسگر ترمز سامانه ABS و ...) و طبق استاندارد مشخصی تولید می‌شوند.
• ارتباطات خودرو با زیرساخت (V2I): تبادل پیام بین خودروها و شبکه ارتباطات زیرساخت با استفاده از تجهیزات موسوم به "واحدهای كنارجاده‌ای" (RSU) صورت می‌پذیرد. در این بخش، داده‌های ردیابی خودروها و اطلاعاتی مانند زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی، داده¬های آب و هوایی و شرایط ترافیکی جاده‌ها توسط واحدهای كنار مسیر، گردآوری و متناسب با آن، پیام‌های لازم به خودروهای عبوری از محدوده تحت پوشش واحدهای کنارجاده‌ای ارسال می‌شوند. پیام‌های ارسالی به خودروها براساس تحلیل اطلاعات گردآوری‌شده در مركز كنترل و پایش واحدهای کنارجاده‌ای تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با به‌کارگیری ارتباطات V2V و V2I کاربردهایی با هدف ارتقاء سطح ایمنی، افزایش تحرک‌پذیری و بهبود کارآیی سوخت خودروها در این سامانه‌ها تعریف می‌شوند که هدف نهایی به‌کارگیری این سامانه‌ها است. شكل ۱ نمای کلی یک سامانه ارتباطات هوشمند خودرویی را نشان می‌دهد.
این پروژه كه به اختصار CVT نام‌گذاری شده است، باهدف اصلی به‌کارگیری فناوری DSRC و برقراری ارتباطات برد كوتاه در محیط‌های خودرویی، به منظور ایجاد زیرساخت ارتباطی لازم جهت انتقال اطلاعات و پیام‌های هشداردهنده به خودروهای در حال حركت در معابر شهری و جاده‌های برون‌شهری برای ارتقاء ایمنی سفرهای زمینی با خودرو تعریف شده است. هر چند این فناوری می‌تواند کاربردهای متعددی در صنعت حمل‌ونقل داشته باشد، اما از دید کارشناسان این حوزه، هدف راهبردی در به‌کارگیری آن، ارتقاء ایمنی حركت خودروها از طریق تولید پیام‌های هشداردهنده و کمک به راننده‌ها در رانندگی ایمن‌تر می‌باشد. این موضوع از آن جهت اهمیت دارد که کارشناسان، نقش اصلی در بروز سوانح رانندگی را متوجه عامل انسانی می‌دانند. براساس آمار منتشره در كشور، طی دوره ۱۴ساله ۱۳۷۳ تا ۱۳۸۶، بیش از ۲۶۷ هزار نفر در تصادفات جاده‌ای برون و درون‌شهری جان خود را از دست داده‌اند و در این مدت حدود سه میلیون نفر نیز دچار مصدومیت شده‌اند. براساس این آمار، تلفات جاده‌ای در كشور طی یک دوره ۱۰ ساله، با میزان تلفات انسانی جنگ هشت‌ساله ایران و عراق برابری می‌کند. از این رو تأکید این پروژه بر کسب دانش فنی لازم برای ارائه کاربردهای فناوری در حوزه ارتقاء ایمنی و بهبود مدیریت ترافیک شهری و جاده‌ای قرار گرفته است. تحقیق بر روی سامانه‌های ارتباطات هوشمند خودرویی و توسعه آن‌ها، گام بزرگی در عرصه سامانه‌های حمل‌ونقل هوشمند به حساب می‌آید. در این سامانه‌ها تجهیزاتی بر روی خودروها و محل‌های خاصی کنار جاده‌ها نصب می‌شود كه امکان برقراری ارتباط بی‌سیم خودروها با یکدیگر و نیز بین خودروها و تجهیزات کنار جاده‌ای را فراهم می‌سازد. با مبادله اطلاعات حساسی مانند موقعیت، سرعت و جهت حركت خودروها تا بردی معین، رانندگان خودروهای مجهز به این سامانه‌ها (خودروهای مرتبط) از سطح آگاهی بالاتری نسبت به خودروهای پیرامونی خود برخوردار می‌شوند و می‌توانند با دریافت اطلاعات به‌موقع، برای مقابله با شرایط خطرناك و پرهیز از ورود به موقعیت‌های حادثه‌آفرین، تصمیماتی آگاهانه اتخاذ كنند. به طور کلی کاربردهای مبتنی بر فناوری ارتباطات خودرویی در دو بخش دسته‌بندی می‌شوند:
• ارتباطات خودرو با خودرو (V2V): خودروها با تجهیزات الکترونیکی موسوم به "واحد درون‌خودرویی" یا "واحد وضعیت‌نمای خودرو" (OBU )، به صورت بی‌سیم و برمبنای یک فناوری ارتباطی مانند "پروتکل ارتباطات کوتاه‌برد اختصاصی" (DSRC) به مبادله پیام با یكدیگر می‌پردازند. این پیام‌ها با استفاده از اطلاعات قابل‌دریافت از حسگرهای درون خودرو (از جمله سرعت‌سنج، شتاب‌سنج، مكان‌یاب ماهواره‌ای، حسگر ترمز سامانه ABS و ...) و طبق استاندارد مشخصی تولید می‌شوند.
• ارتباطات خودرو با زیرساخت (V2I): تبادل پیام بین خودروها و شبکه ارتباطات زیرساخت با استفاده از تجهیزات موسوم به "واحدهای كنارجاده‌ای" (RSU) صورت می‌پذیرد. در این بخش، داده‌های ردیابی خودروها و اطلاعاتی مانند زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی، داده¬های آب و هوایی و شرایط ترافیکی جاده‌ها توسط واحدهای كنار مسیر، گردآوری و متناسب با آن، پیام‌های لازم به خودروهای عبوری از محدوده تحت پوشش واحدهای کنارجاده‌ای ارسال می‌شوند. پیام‌های ارسالی به خودروها براساس تحلیل اطلاعات گردآوری‌شده در مركز كنترل و پایش واحدهای کنارجاده‌ای تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با به‌کارگیری ارتباطات V2V و V2I کاربردهایی با هدف ارتقاء سطح ایمنی، افزایش تحرک‌پذیری و بهبود کارآیی سوخت خودروها در این سامانه‌ها تعریف می‌شوند که هدف نهایی به‌کارگیری این سامانه‌ها است. شكل ۱ نمای کلی یک سامانه ارتباطات هوشمند خودرویی را نشان می‌دهد.
شکل ۱- نمایی از فضای به‌کارگیری فناوری ارتباطات هوشمند خودرویی
کاربردهای مورد آزمون در اجرای پایلوت
كاربردهای سامانه در بخش V2I، شامل:
• پرداخت الكترونیكی عوارض تردد خودروها،
• اولویت دهی عبور برای خودروهای عمومی و اورژانسی در تقاطع‌های مفروض،
• ردیابی خودروهای عبوری و جمع آوری داده‌های ترافیكی،
• هشداردهی ورود خودرو از مسیر فرعی به جاده اصلی،
• اعلام وضعیت ترافیكی جاده در نقاط خارج از دید راننده در نقاط مفروض،
• اعلام وضعیت جاده به لحاظ پدیده‌های هواشناسی و محدودیت‌های ترافیكی،
• بروز رسانی تابلوهای پیام‌نمای متغیر،
كاربردهای سامانه در بخشV2V، شامل:
• اعلام توقف ناگهانی خودرو،
• هشداردهی عبور خودروی اورژانسی به خودروهای واقع در مسیر،
• اعلام رخداد تصادف خودرو،
می‌باشند.
محدوده مکانی و ابعاد اجرای پایلوت
با توجه به نتیجه نهایی ارزیابی مسیرهای پیشنهادی مختلف برای اجرای آزمایشی پروژه و براساس جمع‌بندی نظرات کارشناسی پیرامون این موضوع، مسیر آزادراهی تهران-رشت برای آزمون کاربردهای جاده‌ای و نقاطی از منطقه ۲۲ شهرداری تهران و شهر قزوین برای اجرای آزمون کاربردهای شهری سامانه در نظر گرفته‌شده‌اند. در این محدوده از تعداد ۳۵ دستگاه RSU (زیرساخت کنارجاده‌ای) استفاده‌شده و تعداد ۳۰۰ خودرو به طور داوطلبانه در اجرای پایلوت مشارکت خواهند داشت. در تمام این نقاط، کاربرد ردیابی خودروهای عبوری و جمع‌آوری داده‌های ترافیکی مورد آزمون قرارگرفته و در هر نقطه،
بسته به موقعیت مکانی نصب RSU، حداقل یکی از کاربردهای دیگر نیز اجرا می‌شود. در شکل ۲، موقعیت حدودی RSUهای نصب‌شده در کنار آزادراه تهران - رشت نشان داده شده است.
شکل ۲- موقعیت مکانی نقاط نصب تجهیزات RSU در کنار مسیر اجرای آزمایشی پروژه
