De ongekende mogelijkheden van het 5G-netwerk voor V2X
V2X is ADAS 3.0 en gaat veel verder
Tekst: Luc van Rooijen*
Zelfrijdende voertuigen zijn een hot topic. Hoewel de race om de eerste volledig autonome auto op de markt te brengen door een klein aantal bedrijven wordt gestreden, neemt de competitie tussen de leveranciers van nieuwe hardware toe. Dat zorgt voor razendsnelle ontwikkelingen binnen dit domein.
Uit de jaarlijkse Autonomous Vehicles Readiness Index van KPMG blijkt dat Nederland klaar is voor de zelfrijdende auto. Dit komt onder andere door uitstekend onderhouden wegen, een sterke telecominfrastructuur en een ministerie dat testen met zelfrijdende voertuigen stimuleert. De aansturende techniek heeft zich in de afgelopen jaren flink ontwikkeld, mede dankzij de sterke competitie die op dit vlak speelt tussen grotere én kleine bedrijven.
Een van de belangrijkste voorbeelden is de ontwikkeling van Vehicle-to-X (V2X)-technologie, ook wel bekend als Vehicle-to-Everything- of Car-to-Everything (C2X)-technologie. Dankzij V2X kunnen zelfrijdende auto’s communiceren met andere systemen. De twee voornaamste categorieën binnen V2X waarin wij partijen zien toetreden, zijn Vehicle-to-Vehicle (V2V) en Vehicle-to-Infrastructure (V2I).
Vehicle-to-Vehicle
Vehicle-to-Vehicle-technologie brengt de manier van communiceren tussen auto’s naar een heel nieuw niveau. Deze technologie maakt het mogelijk om waarschuwingen en informatie van andere voertuigen te ontvangen zonder dat deze zichtbaar zijn (denk aan door voertuigen heen kijken, of ‘om de hoek kijken’). Bovendien kan er met verschillende voertuigen tegelijk worden gecommuniceerd, ook wanneer deze ver van de ontvanger verwijderd zijn.
'V2X kan worden gebruikt om de menselijke bestuurders in hedendaagse auto’s te complementeren in situaties die zij ‘van nature’ niet goed beheersen'
Deze communicatie is natuurlijk niet beperkt tot reguliere personenauto’s. Aan naderende hulpdiensten die tijdig hun route communiceren, kan een efficiëntere en kortere hulproute geboden worden aangezien auto’s vroegtijdig de ruimte kunnen bieden. Bovendien kan er op een slimme manier prioriteit gegeven worden aan openbaar vervoer om vertragingen en files tegen te gaan en auto’s bijvoorbeeld te attenderen op in- en uitvoegende bussen.
Simpele waarschuwingen van langzaam rijdende, remmende of naderende voertuigen (naast auto’s bijvoorbeeld motorrijders, hulpdiensten en openbaar vervoer) kunnen al snel een grote impact hebben. Deze communicatie vult de gaten die camera’s en radarsensoren achterlaten. Daarbij zal realtime-informatie over de omstandigheden op de weg vlak voor een auto gedeeld worden; meer up-to-date dan dat kan verkeersinformatie niet worden. Onderzoek wijst dan ook uit dat het delen van snelheid, positie en andere informatie, zoals het activeren van de ruitenwissers, tot significante vermindering van ongelukken leidt.
Vehicle-to-Infrastructure
Eenzelfde impact kan behaald worden met Vehicle-to-Infrastructure-technologie. Een test met de technologie in Duitsland leverde 35% minder ongelukken op. V2I heeft bovendien een enorm uitgebreid pakket aan mogelijke toepassingen, waaronder:
- het communiceren van de betekenis van verkeersborden – denk aan snelheid, verboden en borden die alleen bij bepaalde omstandigheden gelden;
- het communiceren van veranderingen in snelheidsbeperkingen of alternatieve routes door voertuigen die gebruikt worden bij werkzaamheden;
- stoplichten die tijdig aangeven wanneer ze gaan verspringen, waardoor de zelfrijdende auto zijn snelheid kan aanpassen;
- parkeerplaatsen die informatie geven over resterende vrije plekken.
Op veel van deze gebieden wordt al veelvoudig getest en geëxperimenteerd in het kader van smart cities en smart mobility. Een mooi voorbeeld is het C-ITS Corridor-project tussen Nederland, Duitsland en Oostenrijk – een initiatief voor coöperatieve verkeersdiensten die middels de speciale ITS-G5 WiFi-verbinding of via WiFi-P communiceren met On Board Units (OBUs) van voertuigen. Het is een van de samenwerkingen in het kader van Cooperative Intelligent Transport Systems and Services (C-ITS), geïnitieerd door de Europese Commissie. Hierbij zijn ook marktpartijen aangehaakt die de techniek verzorgen.
Publiek-private samenwerking lijkt van groot belang bij de ontwikkeling van smartmobility-initiatieven. Immers, de toegepaste technologie in de auto is primair een keuze van de autofabrikant, terwijl de te installeren digitale infrastructuur een overheidsaangelegenheid is. Om deze succesvol samen te brengen is samenwerking tussen beide partijen essentieel. Zo kunnen verantwoordelijkheden, risico’s en investeringen worden gedeeld. Door het inbrengen van verschillende expertisegebieden wordt een bijdrage geleverd aan de benodigde kennisontwikkeling.
Hybride communicatiestandaarden
Een ander voorbeeld van samenwerking is het CAR 2 CAR Communication Consortium van autofabrikanten, infrastructuur- en ov-partijen, en universiteiten. De ITS-G5-verbinding is tot stand gekomen dankzij een initiatief om een ad-hocnetwerk met communicatiestandaarden mogelijk te maken dat essentieel is voor de (grensoverschrijdende) korteafstandcommunicatie van V2X-technologie. De vele toepassingen van V2X en de essentie voor autonome voertuigen vergen een betrouwbaar en sterk netwerk dat de vele ad-hocinteracties kan verzorgen.
De 3G/4G-communicatie tussen voertuig en cloud die de huidige mobiliteitsapps gebruiken, kan het toekomstige verkeer niet aan. Met de komst van het 5G-netwerk en de veel hogere bandbreedte en kortere reactietijd (latency) zullen auto’s grote hoeveelheden data sneller kunnen delen. Deze snelheid en latency zijn essentieel voor zelfrijdende auto’s, omdat de V2X-informatie dan snel genoeg gedeeld kan worden met andere (zelfrijdende) auto’s om mee te worden genomen in de besluitvorming.
De hybride communicatieprotocollen zijn bovendien in lijn met de ontwikkelingen op het gebied van Vehicle-to-Pedestrian-communicatie. Bedrijven als Panasonic en Audi zijn bijvoorbeeld bezig met het ontwerpen van toepassingen om signalen van smartphones van voetgangers te incorporeren in besluitvorming van zelfrijdende auto’s. Dit vraagt om standaarden en raamwerken voor privacy en security – een ander knelpunt in het V2X-domein, zowel voor communicatieprotocollen als voor dataverzameling en -analyse. Zie hiervoor ons rapport Mobility 2030 Data Rules.
Een aanvulling op menselijke zintuigen
Hoewel de mens in veel situaties nog altijd beter in staat is de juiste keuzes te maken, bieden geavanceerde V2X-systemen toch al veel voordelen. V2X kan worden gebruikt om de menselijke bestuurders in hedendaagse auto’s te complementeren in situaties die zij ‘van nature’ niet goed beheersen. Hierbij kan gedacht worden aan de volgende situaties:
- Repeterende taken die mensen als saai ervaren – zoals het optrekken en afremmen in files of het aanhouden van een veilige volgafstand op de snelweg.
- Activiteiten uitvoeren waar menselijke zintuigen slecht toe in staat zijn – zoals ver vooruit, met slecht weer en in het donker kijken.
- Zeer complexe taken waarbij berekeningen nodig zijn – zoals interpretatie en prioritering van grote hoeveelheden informatie, bijvoorbeeld bij het bepalen van de snelste route.
Voor deze toepassingen verwacht KMPG dat V2X veel impact op het mobiliteitsecosysteem zal hebben in de komende jaren. Echter, waar moeten overheden en markpartijen rekening mee houden om de introductie succesvol te faciliteren? Wie moet het initiatief hierin nemen, en nog belangrijker: wie gaat het betalen?
Samen V2X in goede banen leiden
Ten slotte is het belangrijk om te beseffen dat V2I en V2X in de toekomst twee van de vele technologieën zijn die een volledig autonome auto mogelijk maken. Met name voor de toepassing van deze voertuigen zijn betrouwbaarheid en soliditeit van de communicatie tussen deze technologieën essentieel. Verschillende systemen moeten tegelijkertijd en aanvullend werken fungeren als fall-back indien de primaire systemen falen.
De overheid speelt niet alleen een belangrijke rol in het aanjagen van innovatie van dit soort systemen, maar ook bij het toezien op de veiligheid – op het gebied van zowel verkeer als privacy. Samenwerken is daarom essentieel bij de uitrol van V2X-techniek, doordat deze tegelijkertijd vanuit het product en de infrastructuur tot stand komt. De implementatie van V2X en volledig autonome voertuigen blijft namelijk afhankelijk van de ondersteunende infrastructuur, regelgeving en samenwerking tussen alle belanghebbende partijen – óók voor de financiering. Alleen samen kunnen we V2X en autonoom rijden in goede banen leiden.
