В основе научно-технического прогресса лежит стремление сделать жизнь людей лучше. Интернет и беспроводная связь делают это, позволяя практически любому пользователю в любом месте в реальном времени подключаться к всемирной сети.
Эти технологии обеспечивают коммуникации людей не только между собой, но и с целым рядом интеллектуальных устройств, прокладывая дорогу к появлению «умных» городов.
Одним из ключевых аспектов реализации концепции "умных" городов являются "умные" транспортные средства.
Последние разработки в области интеллектуальных транспортных систем (ИТС) предусматривают интеграцию коммуникационных, картографических, позиционирующих, сетевых и сенсорных технологий для обеспечения эффективной, безопасной и экономичной эксплуатации транспорта в будущем.
На протяжении десятилетий проекты по выводу на улицы «умных» транспортных средств, которые бы успешно работали, будучи частью инфраструктуры «умного» города, в основном фокусировались на совершенствовании связанных с этим вычислительных парадигм.
За последние 30 лет стабильно развивалась специализированная автомобильная сеть (VANET), представляющая собой структуру, в которой транспортные средства самоорганизуются для предоставления основных услуг, связанных с обеспечением безопасности дорожного движения.
Однако с появлением сетей 5G VANET вскоре уступит место Интернету транспортных средств (IoV), новой автомобильной среде с более мощной инфраструктурой.
«VANET задумывался прежде всего для информирования водителей о сложных дорожных условиях и чрезвычайных ситуациях. А IoV, с другой стороны, использует технологию искусственного интеллекта для предоставления услуг более высокого уровня, таких как информирование о пробках с учетом местоположения пользователя и его личных предпочтений», - объясняет специалист по компьютерным сетям и искусственному интеллекту Наэрсио Магайя из Лиссабонского университета.
Он вместе с коллегами занимается изучением вычислительных парадигм, которые формируют новые автомобильные среды. Результаты их исследования были опубликовано в журнале IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica.
IoV находится на начальной стадии развития, и есть важные аспекты, которые необходимо учитывать. Например, сколько различных сервисов и устройств можно будет включить в структуру IoV? Как можно гарантировать, что пользователь сможет получить доступ к наиболее важной для него информации с минимальной задержкой? И, конечно же, как обеспечить защиту разнородной сети с множеством устройств?
Разработчики пришли к выводу, что для естественного решения этих проблем необходимо интегрировать и улучшить два основных типа вычислительных парадигм:
- Транспортные облачные вычисления (VCC). Они аналогичны облачным вычислениям (предоставление вычислительных услуг, включая серверы, хранилище, базы данных, сети, программное обеспечение и интеллектуальные системы), но только уже сами транспортные средства функционируют как «облако» или «вычислительный кластер»;
- Транспортные туманные вычисления (VFC), в которых вычислительные узлы являются либо частью инфраструктуры в виде придорожных объектов, развернутых для расширения покрытия сети транспортных средств и повышения ее производительности, либо это сами транспортные средства.
У обеих этих парадигм есть свои преимущества и недостатки.
Несмотря на то, что VCC обладает всеми преимуществами облачных вычислений и хорошо работает в сложных ситуациях, например, при возникновении пробок, ее реализация требует больших затрат, и ей свойственны большие сетевые задержки из-за удаленного расположения всей системы Это делает ее малопригодной для работы в режиме реального времени.
VFC, с другой стороны, является более рентабельным вариантом и позволяет предоставлять услуги в реальном времени, поскольку узлы расположены близко к пользователю, которому требуются услуги. Кроме того, эту парадигму легко адаптировать к быстро меняющимся требованиям, но ей не хватает адекватного уровня безопасности и удобных беспроводных протоколов.
Доктор Магайя и его коллеги утверждают, что для того, чтобы действительно интегрировать интеллектуальные автомобильные сети с «умными» городами для работы в реальном времени, эти две парадигмы должны дополнять друг друга.
Например, в случае затора транспортные средства могут выйти из облака, одновременно выполняя вычисления в туманных узлах. И будущее именно за объединением этих парадигм с технологическими элементами следующего поколения, таких как программно-конфигурируемые сети, мобильные сети 6G и бессерверные вычисления, с этими парадигмами.
«Мы считаем, что к 2050 году из миллиардов устройств будет сформирован Интернет Всего (internet-of-everything -IoE), - говорит доктор Магайя. – Гарантированное обеспечение безопасности вождения в будущем является обязательным условием. Такого рода исследования произведут революцию в отношениях между водителем и транспортным средством во всем мире.
Транспортные средства станут «умнее», обеспечивая больший комфорт для водителя и пассажиров. С социальной точки зрения, транспортные средства станут как бы продолжением индивидуальной личности водителей, встроенным в повседневную жизнь, как это произошло со смартфонами после почти 12 лет существования в том виде, в каком мы их знаем».
Возможно, времена, о которых мечтает доктор Магайя, не за горами!
Подписывайтесь на канал, чтобы отслеживать последние новости о научных достижениях и технологиях и иметь возможность знакомиться с интересными материалами на разные темы.