Analizy

Przegląd technologii C-V2X i DSRC oraz konsekwencje biznesowe związane z wdrożeniami systemów zarządzania pojazdami autonomicznymi

Rozwój motoryzacji związany jest poszukiwaniem rozwiązań ułatwiających prowadzenie pojazdów, zapewniających bezpieczeństwo, eliminujących zagrożenia. Wprowadzanie coraz nowszych i bardziej innowacyjnych rozwiązań wynika z potrzeb klientów, ale także z innowacji wprowadzanych na rynku transportowym. Nie bez znaczenia są też decyzje podejmowane przez rządy czy organizacje międzynarodowe. Otwartą kwestią jest geneza takich zmian, oraz czy ich determinantem jest potrzeba klienta lub poszukiwanie przewagi konkurencyjnej przez producenta, wymagania prawne, i in. Pewnym jest natomiast, że z technologiami umożliwiającymi funkcjonowanie pojazdów drogowych w trybie autonomicznym wiąże się szereg konsekwencji biznesowych.

Niniejszy artykuł ma na celu analizę skutków biznesowych wynikających z wdrożenia technologii pojazdów autonomicznych. Zarysowuje on także dwie wiodące technologie ICT, które umożliwiają masowe wykorzystanie samochodów autonomicznych. 

Na podstawie dojrzałych rozwiązań i technologii znanych do roku 2019 można założyć, że rynek związany z transportem realizowanym przy wykorzystaniu drogowych pojazdów autonomicznych będzie się zmieniał zarówno w konkretnych branżach związanych z motoryzacją, jak produkcja (oraz wolumen produkcji) i serwis, ale także w innych, związanych jedynie z motoryzacją pośrednio, jak np. ubezpieczenia, ochrona zdrowia, produkcja paliw i energii, i in. Wybrane branże zostaną poddane analizie, a wyniki zostaną przedstawione w formie ilościowej (adekwatnie do dostępnych danych). Zostanie także przeprowadzona analiza jakościowa polegająca na próbie przedstawienia skutków oddziaływania pojazdów autonomicznych na wybrane branże rynku.

Kilka tez (lub przyszłość):

  1. Stawia się tezę, że wdrożenie rozwiązań umożliwiających autonomiczne funkcjonowanie pojazdów zmieni szereg obszarów biznesowych związanych z pojazdami drogowymi. Obszary te zostaną zaproponowane przez autora na podstawie przeglądu wybranych rozwiązań w Europie, Azji i Stanach Zjednoczonych.
  2. Technologie wspierające drogowe pojazdy autonomiczne. Kontekst dwóch najistotniejszych technologii: DSRC oraz C-V2X i ich implikacje na rozwiązania transportowe.
  3. Zdefiniowanie obszarów danych i analiza wartości dodanej z możliwych do uzyskania danych ilościowych.
  4. Zdefiniowanie obszarów jakościowych i analiza wartości dodanej. Dane jakościowe rozumiane są jako przetworzone dane ilościowe wg umów i założeń dotyczących obszaru transportowego z wykorzystaniem wiedzy dotyczącej transportu drogowego.
  5. Potwierdzenie obszarów wpływu technologicznego na poszczególne obszary biznesowe (oraz ewentualna modyfikacja zdefiniowanych na początku obszarów biznesowych).
  6. Analiza zmian biznesowych wynikających z wdrożenia technologii pojazdów autonomicznych.
  7. Kontekst polityczny wynikający z interesów wybranych krajów lub regionów geopolitycznych oraz producentów samochodów także zostanie wzięty pod uwagę.

W chwili obecnej, ze względu na stale rozwijający się rynek zarówno potrzeb klienta jak i rozwiązań technologicznych, trudno jest określić zamknięty katalog najważniejszych skutków biznesowych lub jest to nie możliwe. Możliwe jest jednak postawienie tezy dotyczącej zmian w wybranych obszarach biznesowych, ich zdefiniowanie, i przyjrzenie się im bliżej, tj.: możliwym skutkom w obszarze ubezpieczeń komunikacyjnych, kosztom zakupu użytkowania pojazdu, odpowiedzialności za wykroczenia drogowe, konkurencji z innymi środkami transportu oraz kwestiom zawodu kierowcy.

Niniejsza analiza sprowadza się do prześledzenia możliwości i uwarunkowań związanych z dwoma wiodącymi technologiami, tj. DSRC i C-V2X na obecnym etapie rozwoju.

Ryc. 1 Bezprzewodowe technologie V2X (Vehicle to Everything). Uproszczone porównanie technologii.

Skrócony przegląd rozwiązań technologicznych i wybrane aspekty biznesowe

W kontekście przyszłości, dobrym przykładem są tu implikacje wynikające z technologii 5G (tzw. telefonia piątej generacji), czy rozwiązania RSU (Roadside Unit). I tak np. technologia 5G będzie wykorzystywana, jako medium teletransmisyjne dla rozwiązań C-V2X, czyli pojazdy będą się komunikowały za pośrednictwem telefonii komórkowej. W przypadku DSRC komunikacja odbywa się za pomocą dedykowanej infrastruktury drogowej. Każde z tych rozwiązań jest zatem osadzone w konkretnych decyzjach ekonomicznych (a czasem politycznych), gdyż w jednym przypadku dany kraj lub region musi posiadać odpowiednią infrastrukturę telekomunikacyjną, natomiast w drugim, konieczna jest budowa dedykowanej infrastruktury drogowej (bramownic, światłowodów, dedykowanych urządzeń radiowych). Jakkolwiek na „tu i teraz” DSRC wydaje się prostsze, to nasuwa się pytanie, kto zapłaci za taką infrastrukturę dla setek tysięcy kilometrów dróg. W przypadku C-V2X można zadać podobne pytanie, co prawda innym decydentom, kto i na jakich zasadach zapłaci za telefonię 5G, i kiedy.

Ryc. 2. Etapy rozwoju technologii autonomicznych – cechy.
Źródło: https://www.sae.org/news/press-room/2018/12/sae-international-releases-updated-visual-chart-for-its-%E2%80%9Clevels-of-driving-automation%E2%80%9D-standard-for-self-driving-vehicles; dostęp: 12.2019

 

Prezentowane uproszczenie jest o tyle istotne, że w jasny sposób przedstawia odpowiedzialność kierowcy i odpowiedzialność systemu (na ostatnim etapie przekazanie pełnej odpowiedzialności za prowadzenie pojazdu technologii, bez udziału człowieka).

Standardy. Komunikacja pomiędzy pojazdem a wszystkim (V2X) polega na przekazywaniu informacji z pojazdu do dowolnego urządzenia / podmiotu, który może mieć wpływ na pojazd, i odwrotnie. Jest to system komunikacji samochodowej, który obejmuje inne bardziej specyficzne rodzaje komunikacji, takie jak V2I (pojazd-infrastruktura), V2N (pojazd-sieć teleinformatyczna), V2V (pojazd-pojazd), V2P (pojazd-pieszy), V2D (pojazd do urządzenia) i V2G (pojazd do sieci).

Głównymi motywacjami V2X są: bezpieczeństwo na drodze, wydajność ruchu i oszczędność energii. 

Istnieją dwa rodzaje technologii komunikacyjnej V2X w zależności od zastosowanej technologii bazowej:

  1. oparte na sieci WLAN, oraz
  2. oparty na sieciach komórkowych.

DSRC (ang. Dedicated short-range communications), znany także w Europie, jako ITS-G5 jest standardem opartym na dedykowanej infrastrukturze drogowej. 

Komunikacja V2X w DSRC wykorzystuje technologię WLAN i działa bezpośrednio między pojazdami i pojazdami (V2V) oraz infrastrukturą drogową (V2I), które tworzą połączenie sieciowe ad-hoc, gdy dwa nadajniki V2X znajdują się w swoim zasięgu. Sieć WLAN szczególnie dobrze nadaje się do komunikacji V2X ze względu na małe opóźnienie. W sieci takiej przekazywane są komunikaty znane jako Wiadomości kooperacyjne (CAM) oraz inne związane z bezpieczeństwem, środowiskiem i in. 

Standard DSRC funkcjonujący w Europie także pod nazwą ITS-G5 wydaje się być najdojrzalszym standardem tego typu. W Unii Europejskiej opisuje go dyrektywa 2010/40/EU. Bierze on pod uwagę także wytyczne europejskie dotyczące bezpieczeństwa, tj. Security Policy & Governance Framework for Deployment and Operation of European Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS). Warto ponadto zauważyć, że opracowano zasady techniczne w kierunku certyfikacji

– Certificate Policy for Deployment and Operation of European Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS), co jest szczególnie istotne dla producentów pojazdów, producentów rozwiązań infrastrukturalnych, IT oraz ICT.

C-V2X (ang. Cellular Vehicle-to-everything) to standard rozwijany przez organizację 3GPP. W odróżnieniu od DSRC dla komunikacji z infrastrukturą wykorzystuje transmisję radiową w standardzie sieci komórkowej.

Cellular-V2X (C-V2X) zdefiniowany początkowo jako LTE V2X w 3GPP Release 14 jest przeznaczony do działania w kilku trybach. Kolejne wersje standardu, nad którymi w chwili obecnej trwają prace wykorzystują komunikację komórkową 5G. Standard zapewnia jedno rozwiązanie dla zintegrowanej pracy V2V, V2I i V2P z V2N poprzez wykorzystanie istniejącej infrastruktury sieci komórkowej, np. urządzenie z urządzeniem to bezpośrednia komunikacja między pojazdem (V2V), infrastrukturą między pojazdem (jezdnia) (V2I), a bezpośrednią komunikacją między pojazdem a pieszym (V2P), bez konieczności angażowania sieci w planowanie. „Urządzenie z siecią” to rozwiązanie V2N wykorzystujące tradycyjne łącza komórkowe, aby umożliwić usługom w chmurze integralną część kompleksowego rozwiązania.

W trybie urządzenie-urządzenie (V2V, V2I, V2P) C-V2X niekoniecznie wymaga infrastruktury sieciowej. Może działać bez karty SIM.

Standard C-V2X jest preferowany w Azji, szczególnie w Państwie Środka. O takich decyzjach donoszą światowe media, w tym Bloomberg. W tych rejonach, wdrożenie technologii 5G jest obecnie najbardziej zaawansowane, a biorąc pod uwagę ogromną sieć dróg i ich dynamiczny rozwój, taki kierunek wydaje się być optymalnym. W Chinach ponadto uruchomione są największe projekty pilotażowe na świecie, jeśli chodzi o technologie komunikacji z pojazdami autonomicznymi, np. w mieście Wuxi.

Dzięki wymianie danych V2V i V2I możliwa jest optymalizacja kongestii, upłynnienie ruchu, a co za tym idzie podniesienie (zapewnienie) bezpieczeństwa ruchu i de facto umożliwienie trybu autonomicznego dla pojazdu. Szczegóły technologiczne związane ze szczegółami wymiany danych nie będą omawiane w niniejszej pracy.

V2X oznacza „pojazd do wszystkiego”, gdzie „wszystko” ma znaczenie dla bezpieczeństwa i wydajności pojazdu. W dużej mierze dotyczy to komunikacji z pojazdami zlokalizowanymi blisko siebie i systemem kontroli ruchu. C-V2X to jeszcze dojrzewająca technologia, i wydaje się, że jej postęp będzie ostatecznie zależeć od rozwoju 5G. 5G sprawi, że komunikacja za pośrednictwem chmury będzie łatwiejsza i bardziej wydajna, otwierając jeszcze więcej potencjalnych zastosowań.

Mówiąc o technologii 5G nie wolno ponadto zapominać, że na jej bazie powstanie szereg usług IoT, których nie można jeszcze przewidzieć. Część z tych usług będzie prawdopodobnie dedykowana dla rynku pojazdów autonomicznych.

Konsekwencje. Teza mówiąca konsekwencjach biznesowych wynikających z wprowadzenia pojazdów funkcjonujących w pełnym trybie autonomicznym (docelowo) może być poparta przesłankami wynikającymi zarówno ze wskaźników ilościowych, jak i z przesłanek jakościowych.

Do przesłanek jakościowych można zaliczyć np. poziom zadowolenia użytkownika pojazdu związany z łatwiejszym przemieszczaniem się, niższy poziom stresu związany z wyeliminowaniem konieczności prowadzenia pojazdu, prawdopodobnie wymagania profesjonalne stawiane kierowcom, statystycznie szybsze przemieszczanie się (szczególnie w miastach), możliwość wykonywania innych aktywności w trakcie podróży i wiele innych. 

Przesłanki ilościowe są łatwiejsze do zdefiniowania. Ma na to wpływ istniejąca dokumentacja standardów technologicznych dla pojazdów autonomicznych oraz dostępna wiedza na temat możliwych do wymiany danych. Dla określenia przesłanek wywodzących się z analiz ilościowych możliwe jest wykorzystanie danych zarówno ITS (Inteligentnych Systemów Transportowych), jak
i danych statystycznych dostępnych na rynku, dotyczących wybranych procesów biznesowych powiązanych z transportem autonomicznym. 

Czytaj dalej >