فناوری‌های خودرویی به سرعت در حال تحول هستند و یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها، ارتباطات وسیله نقلیه با وسیله نقلیه (V2V) است که از آن با نام دیگر D2D (Device to Device) نیز یاد می‌کنند. این فناوری به خودروها این امکان را می‌دهد که با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعاتی مانند سرعت، موقعیت و جهت را به صورت آنی تبادل کنند. ارتباطات V2V به عنوان یک جزء کلیدی در ارتباط وسیله با همه‌چیز (V2X) عمل می‌کند، جایی که خودروها به زیرساخت‌ها، عابران پیاده و حتی فضاهای ابری متصل می‌شوند. این مقاله به بررسی این فناوری، تأثیرات آن، چالش‌ها و مسیر پیش روی آن می‌پردازد.

درک ارتباطات وسیله با وسیله (V2V)

ارتباطات V2V به خودروها اجازه می‌دهد که اطلاعات را به صورت مستقیم و در زمان واقعی مبادله کنند. این فناوری باعث ایجاد شبکه‌ای پویا می‌شود که ایمنی جاده‌ها را افزایش می‌دهد و به پیش‌بینی و جلوگیری از تصادفات کمک می‌کند. به عنوان مثال، اگر خودرویی ناگهان ترمز کند، خودروی پشت سر آن سریعاً هشدار دریافت می‌کند و از تصادف جلوگیری می‌شود. این موضوع نشان‌دهنده تأثیر عمیق V2V بر ایمنی جاده‌ها است.

فناوری V2V بر پایه یک پلتفرم ارتباطی بی‌سیم بنا شده که مشابه Wi-Fi عمل می‌کند. خودروها به طور مداوم داده‌ها را تبادل می‌کنند و هر خودرو به عنوان فرستنده و گیرنده عمل می‌کند. این ارتباطات در محدوده حدود 300 متر عمل می‌کنند، اما در محیط‌های پرترافیک، با استفاده از چندین واسطه (hop)، این محدوده می‌تواند تا یک و نیم کیلومتر گسترش یابد.

نقش V2V در رانندگی خودکار

با پیشرفت فناوری به سمت خودروهای کاملاً خودکار، V2V به یک بخش حیاتی تبدیل می‌شود. در حال حاضر، سیستم‌های V2V به عنوان سیستم‌های هشدار پیشرفته برای رانندگان عمل می‌کنند و هشدارهای بصری یا صوتی درباره خطرات احتمالی ارائه می‌دهند. اما با پیشرفت فناوری، V2V به جزء اساسی سیستم‌های رانندگی خودکار تبدیل می‌شود و به خودروها امکان می‌دهد که به طور خودکار به شرایط جاده واکنش نشان دهند. این شامل ترمز کردن، فرمان‌دهی و شتاب‌گیری بدون نیاز به دخالت راننده است.

یکی از مزایای کلیدی V2V، توانایی آن در برطرف کردن محدودیت‌های سیستم‌های دید فعلی خودروها است. در حالی که دوربین‌ها و حسگرها می‌توانند موانع را در دید مستقیم شناسایی کنند، V2V قادر است خطرات خارج از دید را شناسایی کرده و با دیگر خودروها ارتباط برقرار کند و به این ترتیب ایمنی خودروها را افزایش دهد.

برای اطلاعات بیشتر مقاله نقش V2V در رانندگی خودکار را از اینجا بخوانید

بحث استانداردها: DSRC در مقابل 5G

توسعه فناوری V2V موجب شده که بحث‌هایی درباره استانداردهای ارتباطی مطرح شود. دو فناوری اصلی در حال رقابت هستند: ارتباطات اختصاصی کوتاه‌برد (DSRC) و ارتباطات وسیله به همه‌چیز مبتنی بر 5G (C-V2X). DSRC که در باند 5.9 گیگاهرتز عمل می‌کند، به مدت چند دهه است که وجود دارد و در برخی از خودروها استفاده می‌شود. این فناوری ارتباطات مطمئن و سریع در فواصل کوتاه ارائه می‌دهد و مورد تأیید خودروسازان و نهادهای نظارتی است.

در مقابل DSRC، فناوری 5G (C-V2X) که توسط شرکت‌هایی مانند Qualcomm و Ericsson پشتیبانی می‌شود، پهنای باند گسترده‌تر و قابلیت همکاری بیشتری ارائه می‌دهد. این فناوری به دلیل استفاده از شبکه‌های سلولی موجود، نیاز به زیرساخت‌های جدید را کاهش می‌دهد و شرکت‌هایی مانند Volkswagen و Baidu آزمایش‌های موفقی از خودروهای خودکار متصل به 5G انجام داده‌اند. با وجود مزایای هر دو فناوری، هنوز صنعت نتوانسته به یک استاندارد واحد توافق کند که این مسئله چالشی برای طراحان سیستم‌ها ایجاد می‌کند.

برای اطلاعات بیشتر مقاله مقایسه و مزایای استانداردهای DSRC و 5G را از اینجا بخوانید.

چالش‌های طراحی و نقش قطعات passive

طراحی سیستم‌های V2V پیچیده است و نیاز به توجه دقیق به عواملی مانند استانداردهای ارتباطی، تداخل سیگنال و ادغام سیستم‌ها دارد. یکی از چالش‌های مهم، جلوگیری از قطع ارتباطات در محیط‌های پر از منابع تداخل مانند دستگاه‌های بی‌سیم و سیستم‌های الکتریکی قوی است.

قطعات passive، به ویژه آنتن‌ها، نقش مهمی در غلبه بر این چالش‌ها دارند. آنتن‌های سرامیکی پچ (patch)که برای DSRC یا چند باند طراحی و بهینه شده‌اند، آنتن‌های کوچکی هستند که به طور خاص برای ارتباطات بین خودروها استفاده می‌شوند. این آنتن‌ها با اندازه جمع‌وجور خود، عملکرد مؤثری در انتقال داده‌ها دارند و برای سیستم‌های ارتباطی خودروها مناسب هستند. علاوه بر این، قطعات پیشرفته RF و سیستم‌های حفاظتی برای جلوگیری از اختلالات ناگهانی ضروری هستند تا اطمینان حاصل شود که ارتباطات V2V هم مطمئن و هم ایمن باقی بمانند. 

چالش‌های امنیتی، حریم خصوصی و نظارتی

ارتباطات V2V همانند هر فناوری متصل دیگری، نگرانی‌هایی در مورد امنیت داده‌ها و حریم خصوصی ایجاد می‌کند. خودروهایی که به طور مداوم اطلاعات را مبادله می‌کنند، ممکن است در معرض حملات سایبری قرار بگیرند. اطمینان از امنیت سیستم‌های V2V نیازمند پروتکل‌های رمزنگاری و احراز هویت قوی است. همچنین، حریم خصوصی نیز مسئله‌ای حیاتی است زیرا V2V شامل تبادل مداوم داده‌های موقعیت و حرکت است. محافظت از این اطلاعات برای جلوگیری از سوءاستفاده ضروری است.

علاوه بر این، قوانین و مقررات مربوط به V2V در حال توسعه هستند و ناهماهنگی‌های موجود می‌تواند به پذیرش جهانی این فناوری آسیب بزند و طراحی و پیاده‌سازی خودروهای مجهز به V2V را پیچیده کند.

آینده V2V و شهرهای هوشمند

آینده فناوری V2V روشن به نظر می‌رسد، به ویژه در زمینه شهرهای هوشمند. در یک شهر هوشمند، جایی که خودروها، زیرساخت‌ها و حتی عابران به هم متصل هستند، V2V بخش مهمی از یک سیستم جابجایی شهری هماهنگ و کارآمد خواهد بود. خودروها نه تنها با یکدیگر بلکه با چراغ‌های راهنمایی، علائم جاده و حتی گوشی‌های هوشمند عابران نیز در تعامل خواهند بود، و این تعامل باعث ایجاد محیط حمل‌ونقل امن‌تر و بهینه‌تر می‌شود.

با پذیرش گسترده‌تر فناوری V2V، راه برای سیستم‌های رانندگی خودکار پیشرفته‌تر هموار می‌شود. V2V با امکان اشتراک‌گذاری داده‌های زمان واقعی بین خودروها، قابلیت‌های تصمیم‌گیری خودروهای خودکار را افزایش می‌دهد و آنها را ایمن‌تر و قابل‌اعتمادتر می‌کند.

برای اطلاعات بیشتر مقاله کشف چگونگی تاثیر V2V بر شهرهای هوشمند و آینده حمل‌ونقل را از اینجا بخوانید.

نتیجه‌گیری

ارتباطات وسیله به وسیله (V2V) یک پیشرفت بزرگ در فناوری خودروها است که می‌تواند تغییرات اساسی در ایمنی جاده‌ها، مدیریت ترافیک و رانندگی خودکار ایجاد کند. هرچند چالش‌هایی از جمله استانداردها، امنیت و مقررات وجود دارد، اما مزایای V2V غیرقابل انکار است. این فناوری با ادامه تکامل خود، نقش مهمی در توسعه خودروهای هوشمند و شهرهای هوشمند خواهد داشت و شیوه رانندگی و تعامل ما با محیط را تغییر خواهد داد. آینده رانندگی به سمت ارتباطات بیشتر پیش می‌رود و V2V پیشگام این مسیر است.