Od dróg po przestworza. Czym jest connected vehicle?

W MakoLab od lat łączymy światy IT, transportu drogowego i transportu lotniczego za pomocą rozwiązań typu connected. W tym artykule wykorzystujemy nasze know-how, aby przedstawić podstawy technologii connected vehicle oraz zaprezentować zastosowania i korzyści dla obu tych form transportu, a także związane z tym wyzwania. Zachęcamy również do zgłębienia tematu poprzez zapoznanie się z naszą ofertą w zakresie connected vehicle.

Termin „pojazd podłączony” (ang. connected vehicle) odnosi się do systemów transportowych wyposażonych w dostęp do internetu, czujniki oraz technologie komunikacyjne. Wchodzą one w interakcje zarówno ze sobą nawzajem, jak i z systemami zewnętrznymi, takimi jak infrastruktura drogowa czy usługi chmurowe. Podłączone pojazdy drogowe zbierają i udostępniają dane w czasie rzeczywistym, aby zwiększać bezpieczeństwo, efektywność i wygodę jazdy.

W kontekście technologii łączności, komunikację między pojazdem drogowym a innym obiektem określa się mianem Vehicle-to-Everything (V2X). Umożliwia ona pojazdom komunikację nie tylko między sobą, ale także z infrastrukturą, sieciami oraz elementami otoczenia.

Dla większej precyzji litera „X” bywa zastępowana inną literą. Dzięki temu powstają na przykład:

• Vehicle-to-Vehicle (V2V). Pojazdy mogą komunikować się ze sobą bezpośrednio, wymieniając informacje o prędkości, pozycji i kierunku jazdy. Ten rodzaj komunikacji umożliwia wymianę informacji między poruszającymi się pojazdami niezależnie od infrastruktury przydrożnej;
• Vehicle-to-Infrastructure (V2I). W tym przypadku pojazdy mogą łączyć się z sygnalizacją świetlną, znakami drogowymi i inną infrastrukturą, zbierając dane o niej w celu poprawy bezpieczeństwa i zwiększenia mobilności dzięki zgromadzonym informacjom.

Technologie te nie ograniczają się jedynie do samochodów. Samoloty, inne środki transportu oraz drony również korzystają z systemów łączności, aby usprawnić nawigację i zwiększyć bezpieczeństwo. Efektem jest bardziej zintegrowana i inteligentna sieć transportowa.

Łączność w pojazdach przeszła w ciągu ostatnich kilku dekad znaczącą ewolucję. Początkowo ograniczała się do podstawowych systemów radiowych i telekomunikacyjnych. Początków podłączonych pojazdów drogowych można doszukiwać się już w latach 80. XX wieku, kiedy to BMW wprowadziło komputer pokładowy w swoim bolidzie Formuły 1. W 1996 roku wdrożono system eCall, zaprojektowany do automatycznego kontaktu z najbliższym centrum ratunkowym w razie wypadku, co zrewolucjonizowało bezpieczeństwo drogowe. Pod koniec lat 90. General Motors, we współpracy z Motorolą, uruchomił system OnStar, a Mercedes-Benz wprowadził pierwszy bezprzewodowy kluczyk w modelach z serii W220 klasy S.

Pierwszym znaczącym przełomem było wprowadzenie technologii GPS, która umożliwiła nawigację w czasie rzeczywistym. Systemy GPS zamontowano w pojazdach po raz pierwszy w 1999 roku, a w tym samym roku Mercedes-Benz wprowadził automatyczny system powiadamiania o wypadkach TeleAid, który umożliwiał nie tylko zdalne śledzenie skradzionych samochodów, ale także zapewniał pomoc drogową.

Na początku lat 2000. producenci zaczęli integrować bardziej zaawansowane systemy telematyczne, oferujące takie funkcje jak automatyczne powiadamianie o wypadkach, diagnostyka pojazdu czy zdalne odblokowywanie. Rozwój technologii telematycznych postępował szybko – w 2001 roku po raz pierwszy zintegrowano zdalną diagnostykę pojazdu. W 2004 roku BMW zaczęło stosować karty SIM w swoich samochodach, a na rynku pojawiły się pierwsze rozwiązania telematyczne oparte na danych. Premiera iPhone’a rok później przyniosła aplikacje mobilne, dzięki którym łączność z samochodem stała się rzeczywistością.

Kolejnym ważnym kamieniem milowym było pojawienie się w latach 2010. technologii 4G LTE, która umożliwiła udostępnianie danych w czasie rzeczywistym oraz bardziej zaawansowane systemy multimedialne w samochodach. Kolejne innowacje, takie jak Apple CarPlay w 2014 roku czy system zdalnego parkowania Mercedes-Benz w 2015 roku, jedynie potwierdziły rosnącą rolę technologii łączności w branży motoryzacyjnej. W 2019 roku Unia Europejska wprowadziła wymóg wyposażania wszystkich nowych modeli samochodów w system eCall, podkreślając rosnące znaczenie bezpieczeństwa drogowego i łączności. Obecnie wdrożenie technologii 5G oznacza, że podłączone pojazdy będą korzystać z ultraniskich opóźnień i wyższych prędkości transmisji danych, co umożliwi zaawansowane zastosowania, takie jak jazda autonomiczna czy zarządzanie ruchem w czasie rzeczywistym.

Przewiduje się, że do 2030 roku 96% nowych samochodów na świecie będzie podłączonych do sieci, co sprawia, że technologia ta stanie się kluczowym elementem przyszłości branży motoryzacyjnej. Jednocześnie ta ewolucja odzwierciedla szerszy trend zmierzający w kierunku w pełni zintegrowanego ekosystemu transportowego, w którym każda forma podróży komunikuje się bezproblemowo, aby zwiększyć ogólne bezpieczeństwo i efektywność.

Co właściwie mamy na myśli, mówiąc tu o „pojeździe”? W MakoLab nie ograniczamy się do wykorzystywania naszych umiejętności i know-how jedynie w odniesieniu do pojazdów drogowych i terenowych. Pracujemy również z technologiami, które przyczyniają się do rozwoju lotnictwa.

Pojazdy połączone opierają się na kombinacji zaawansowanych technologii, które umożliwiają spójną komunikację i rozszerzoną funkcjonalność.

Zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS) odgrywają kluczową rolę, oferując funkcje takie jak adaptacyjny tempomat (ACC), asystent utrzymania pasa ruchu (LKA) oraz automatyczne awaryjne hamowanie (AEB). Wykorzystują one kombinację kamer, radarów i czujników LIDAR do monitorowania otoczenia pojazdu i odpowiedniego reagowania.

Systemy telematyczne zapewniają diagnostykę pojazdu w czasie rzeczywistym, monitorowanie zdalne oraz aktualizacje oprogramowania przesyłane bezprzewodowo (over-the-air). Dzięki temu pojazd jest zawsze w optymalnym stanie i wyposażony w najnowsze udoskonalenia oprogramowania.

Wreszcie, łączność 5G zapewni wszystkie korzyści, które opisaliśmy już w poprzedniej sekcji.

Samoloty wykorzystują zaawansowany zestaw technologii, aby zachować łączność podczas całego lotu. Jednym z podstawowych systemów jest komunikacja satelitarna (Satcom), umożliwiająca stałą wymianę danych między samolotem a kontrolą naziemną. Dzięki temu piloci otrzymują aktualizacje w czasie rzeczywistym dotyczące warunków pogodowych, trasy lotu i innych istotnych informacji.

Kolejną kluczową technologią jest Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B). Umożliwia ona samolotom przekazywanie informacji o swojej pozycji, prędkości i innych danych innym pobliskim samolotom oraz kontroli ruchu lotniczego, co zwiększa świadomość sytuacyjną i usprawnia zarządzanie ruchem lotniczym.

Wi-Fi i systemy rozrywki pokładowej stają się standardem w lotnictwie komercyjnym, zapewniając pasażerom dostęp do internetu i szeroką gamę opcji rozrywkowych za pomocą systemów wykorzystujących kombinację sieci satelitarnych i naziemnych, które razem zapewniają spójną łączność.

Wspólnie te technologie sprawiają, że samoloty pozostają połączone, bezpieczne i wydajne.

Technologia pojazdów połączonych niesie ze sobą wiele korzyści. Główną zaletą jest zwiększone bezpieczeństwo. Wymiana danych w czasie rzeczywistym między pojazdami i infrastrukturą może zapobiegać wypadkom, ostrzegając kierowców o potencjalnych zagrożeniach, takich jak nagłe hamowanie czy niekorzystne warunki pogodowe.

Kolejną istotną zaletą technologii pojazdów połączonych jest efektywność, ponieważ umożliwia ona optymalizację trasy na podstawie danych o ruchu drogowym w czasie rzeczywistym, co skraca czas podróży i ogranicza zatory. To z kolei prowadzi do niższego zużycia paliwa i mniejszej emisji, co przyczynia się do zrównoważonego rozwoju środowiskowego.

Komfort użytkownika to kolejny obszar, który stale się rozwija. Funkcje takie jak zdalna diagnostyka, aktualizacje oprogramowania przesyłane bezprzewodowo oraz spersonalizowane systemy infotainment znacząco poprawiają doświadczenie jazdy. Jednocześnie flotom komercyjnym zyskuje się na lepszej organizacji i zarządzaniu zasobami, które zapewniają pojazdy połączone, co przekłada się na oszczędności kosztów i większą niezawodność.

W skrócie, integracja łączności z pojazdami zmienia transport drogowy i doświadczenie jazdy, czyniąc je bezpieczniejszymi, bardziej inteligentnymi, efektywniejszymi i wysoce wygodnymi zarówno dla osób prywatnych, jak i firm.

Przyszłość pojazdów podłączonych do sieci będzie kształtowana przez kilka istotnych trendów. Postępy w dziedzinie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego umożliwiają pojazdom poruszanie się w złożonych środowiskach przy minimalnej ingerencji człowieka, dlatego jazda autonomiczna zdecydowanie znajduje się w awangardzie tych zmian.

Kolejnym istotnym trendem jest integracja sieci 5G, która zapewni ultraniskie opóźnienia oraz wysoką przepustowość danych niezbędną do komunikacji i przetwarzania w czasie rzeczywistym. Poprawi to funkcjonowanie takich rozwiązań jak omawiana wcześniej komunikacja V2V i V2I, czyniąc drogi bezpieczniejszymi i bardziej efektywnymi.

Technologia blockchain zyskuje na znaczeniu jako narzędzie zwiększające bezpieczeństwo i przejrzystość w pojazdach podłączonych do sieci. Dzięki możliwości bezpiecznego udostępniania danych i realizacji transakcji między pojazdami a innymi podmiotami, obiecuje ograniczenie ryzyka cyberataków.

Pojazdy elektryczne (EV) stają się coraz bardziej połączone, oferując spójną integrację z inteligentnymi sieciami energetycznymi i odnawialnymi źródłami energii. Nie tylko zwiększy to efektywność samych pojazdów elektrycznych, ale również przyczyni się do stworzenia bardziej zrównoważonego ekosystemu transportowego.

Te trendy wskazują na przyszłość, w której podłączone samochody będą inteligentniejsze, bezpieczniejsze i lepiej zintegrowane niż kiedykolwiek wcześniej.

W niniejszym artykule przedstawiliśmy przegląd transformacyjnego wpływu technologii pojazdów podłączonych do sieci na pojazdy drogowe i statki powietrzne. Pojazdy podłączone do sieci wyposażone są w zaawansowane czujniki, oprogramowanie oraz łączność internetową, co umożliwia komunikację w czasie rzeczywistym z innymi pojazdami, infrastrukturą i systemami zewnętrznymi. Technologia ta sprawia, że transport staje się inteligentniejszy, poprawiając integrację oraz zwiększając bezpieczeństwo, efektywność i wygodę użytkowników.

Przedstawiliśmy również podstawowe pojęcia związane z pojazdami podłączonymi do sieci oraz krótki zarys historyczny rozwoju tej technologii, poruszając także kwestię ewolucji od 4G do 5G. Omówiliśmy korzyści płynące z użytkowania pojazdów podłączonych do sieci, w tym poprawę bezpieczeństwa, redukcję zatorów drogowych oraz lepsze doświadczenia użytkowników, a także przyjrzeliśmy się technologiom wspierającym podłączone samochody oraz systemom utrzymującym łączność statków powietrznych podczas lotu.

Aby dowiedzieć się więcej o naszej pracy nad rozwojem przyszłości podłączonych pojazdów drogowych, odwiedź stronę poświęconą motoryzacji lub skontaktuj się z nami, aby omówić swoje potrzeby w zakresie podłączonych samochodów.

Czym jest pojazd połączony z siecią?

Pojazd połączony z siecią jest wyposażony w dostęp do internetu, czujniki i technologie komunikacyjne, które umożliwiają mu interakcję z innymi pojazdami, infrastrukturą i systemami zewnętrznymi, zwiększając bezpieczeństwo, efektywność i wygodę.

Jak ewoluowały pojazdy połączone z siecią na przestrzeni lat?

Technologia pojazdów połączonych z siecią zapoczątkowana została w latach 80. XX wieku wraz z podstawowymi systemami telekomunikacyjnymi, a następnie ewoluowała, przechodząc przez kolejne kamienie milowe, takie jak integracja GPS i telematyka. Wprowadzenie sieci 4G, a obecnie 5G, jeszcze bardziej rozszerzyło możliwości pojazdów połączonych z siecią, umożliwiając wymianę danych w czasie rzeczywistym oraz zaawansowane funkcje, takie jak jazda autonomiczna.

Jakie technologie są kluczowe dla pojazdów połączonych z siecią?

Do kluczowych technologii należą zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS), telematyka umożliwiająca diagnostykę w czasie rzeczywistym oraz łączność 5G. W lotnictwie kluczową rolę w utrzymaniu łączności i bezpieczeństwa odgrywają komunikacja satelitarna, system automatycznego zależnego nadzoru (ADS-B) oraz Wi-Fi na pokładzie samolotu.

Jakie są przyszłe trendy w technologii pojazdów połączonych z siecią?

Do przyszłych trendów należą rozwój sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego na potrzeby jazdy autonomicznej, integracja sieci 5G umożliwiająca szybszy transfer danych, technologia blockchain zwiększająca bezpieczeństwo oraz rosnąca łączność pojazdów elektrycznych z inteligentnymi sieciami energetycznymi i odnawialnymi źródłami energii.

1. Compass, Part 1: A Brief Background on Connected Vehicles
2. D. Kanthavel, K.P. Keerthana, S.K.B. Sangeetha, An empirical study of vehicle to infrastructure communications - An intense learning of smart infrastructure for safety and mobility, International Journal of Intelligent Networks, Volume 2, 2021
3. Jinfeng Liu, Jiyan Zhou, Research on key technologies for connected vehicle autonomous driving based on 5G big data, Applied Mathematics and Nonlinear Sciences, Issue 9 (1), 2023
4. Kun Jiang, DianGe Yang, ChunLei Yu, Ding Zhao, Intelligent and connected vehicles: Current status and future perspectives, Science China Technological Sciences, Issue 61(10), 2018
5. Statista, Connected cars worldwide - statistics & facts
6. Wathiq Mansoor, Tahereh Mohammadi, Hamed Vahdat-Nejad, Azam Ramazani, A survey on context-aware vehicular network applications, Vehicular Communications, Volume 3, 2016
7. Wikipedia, Automatic Dependent Surveillance–Broadcast
8. Wikipedia, Vehicle-to-everything

Przetłumaczone z języka polskiego przez Caryl Swift