Járművek közötti kommunikáció

1. Felvezetés

Mielőtt még az önvezető járművek tömegesen megjelennek az utakon, van egy fontos téma, amiről elég keveset hallunk, pedig része lesz az önvezetésnek, sőt sokak szerint fontosabb is annál. Ez pedig a közlekedésben részt vevő járművek közötti kommunikáció. Sőt, ha jobban belegondolunk, minden közlekedésben részt vevő közötti kommunikáció lényeges lenne, beleértve a gyalogosokat is. Valamikor majd bizonyára a háziállatokat is elláthatjuk megfelelő jeladóval, nehogy közlekedési balesetet szenvedjenek.

Ennek a témának elég nagy szakirodalma van már, szabványok is léteznek és komplett kidolgozott rendszerek is működnek. Ha pontosan tudnánk, hogy a körülöttünk éppen közlekedők hol vannak, merre haladnak és mekkora sebességgel, vagy éppen megálltak, akkor nagyon sok baleset elkerülhető lenne. Nem is beszélve arról, hogy maga a közlekedés jelentősen felgyorsulhatna, mivel a forgalomban résztvevők koordinációja is sokkal kézben tarthatóbb lenne. De a technika csak igen lassan kerül be a járművekbe, ennek egyik fő oka pedig a GDPR (General Data Protection Regulation) nevű általános adatvédelmi törvény, mert az emberek alapvetően nem szeretnék mások tudtára adni, hogy épp merre járnak és mekkora sebességgel. De ha valahogy sikerülne ezt anonim módon megoldani, akkor ennek óriási jelentősége lenne. Baleset megelőzési szempontból ugyanis teljesen mindegy, hogy ki ül az adott autóban vagy kamionban, csak annak van jelentősége, hogy a járművek egymáshoz képest hogyan mozognak.

Példaként vegyünk egy mindennapi esetet, ami velem is gyakran előfordul. Megyek az autómmal egy keskeny utcában és egy szakaszon mindkét oldalon parkolnak az út szélén. Egyébként szabályosan parkolnak, de ezáltal közöttük már csak egy autó fér át biztonságosan. Már messziről látom, hogy jön szembe egy másik autó. Annyi biztos, hogy ha mindketten egyszerre érünk a parkoló autók mellé, akkor valakinek majd meg kell állnia, hogy elengedje a másikat. Ezért lassítani kezdek, és arra számítok, hogy ha a másik normál tempóban jön tovább, akkor ő előbb ér a parkoló autók mellé, átjön a szűkületen, aztán elmegyünk egymás mellett és én is átmegyek a parkolók között. Na de látom, hogy ő is lassít, és ha ebben a tempóban jön tovább, akkor nekem kellene normál sebességgel továbbmennem és én mehetnék át először a szűkületen. Ezért gyorsítok normál sebességre. Csakhogy látom, hogy közben ő is felgyorsít. Akkor megint lassítok, de látom, hogy közben ő is lassít. Így haladunk a szűkület felé és természetesen az lesz a vége, hogy egyszerre érünk oda és mindkettőnknek meg kell állnia. Majd egyikünk villogtat (vagy mindketten, még tovább húzva az időt) és átengedi a másikat, aztán szépen megyünk tovább. Elég bosszantó ami azt illeti. Nem maga a közlekedési helyzet, sokkal inkább az, hogy semmilyen módon nem tudunk kommunikálni menet közben, hogy eldöntsük, ki érjen előbb a szűkülethez. Pedig elvileg egyikünk nagyon minimális lassításával a helyzet megoldható lenne, olyan minimálissal, hogy gyakorlatilag a menetidőt nem is befolyásolná érdemben. Ehelyett mindketten megálltunk, ami időveszteséget, többletfogyasztást és némi bosszankodást okozott.

Most lehetne mondani, hogy ha ezt automatizálni szeretnénk akkor ehhez azért elég komoly szoftverre lenne szükség, hogy egyáltalán felismerje a szituációt, kommunikáljon a másik járművel, mérje be a pozíciókat, számolja ki a menetidőt, majd aki egy hajszálnyival is később érne a szűkülethez, annak jelezzen, hogy vegyen vissza a sebességből mondjuk 5 Km/órával. Ehhez nyilván a kiértékelő programnak „látnia” is kellene, hogy mi történik éppen, azaz kamerarendszerre is szükség lenne. Valójában azonban annyi is elég lenne, ha a szembejövő annyit tudna, hogy én visszavettem a sebességből. Ekkor maga az ember végezhetné a számítást fejben, hogy ezek szerint ki fog először odaérni és nagy valószínűséggel ezzel meg is oldódna a probléma, egyikünknek sem kellene megállnia.

Az ehhez hasonló helyzetek megoldásához valamilyen jeladóra volna szükség a járművekbe. A legjobb az lenne, ha emiatt nem kellene további elektronikus kütyüket beépíteni, hanem a meglévő, már eleve a járművekben lévő berendezésekkel is létre lehetne hozni ezt a kommunikációs csatornát. Ugyan ez elvileg létezik, hiszen ma már gyakorlatilag mindenki okostelefont használ, az okostelefonok pedig minden olyan képességgel rendelkeznek, amelyek ehhez szükségesek. Van bennük GPS antenna (vagy más globális helymeghatározó rendszert használó, sőt, a legtöbb esetben többféle rendszert is használni tudnak) a hely és sebesség meghatározásához, tetszőleges programot tudnak futtatni, csatlakozni tudnak az Internetre és ezek a dolgok már elegendőek ahhoz, hogy hatékonyan felhasználhassuk őket a közlekedés biztonságának javítására. Léteznek is olyan programok, amelyek eleve képesek erre (pl.: Waze).

De ezekkel a programokkal is az a probléma, hogy nem mindenki akarja használni őket, mert esetleg nem szívesen osztják meg magántermészetű utazásaik adatait akárkivel. Itt most nem okvetlenül kell arra gondolni, hogy valaki tilosban járna, csak egyszerűen úgy vannak vele, hogy senkinek semmi köze hozzá. Továbbá nem akarnak tippeket adni esetleges rosszindulatú felhasználóknak, hogy mikor nincsenek otthon.

Akkor viszont nem marad más megoldás, mégis magába a járműbe kell beépíteni valamilyen készüléket, amely telemetriai adatok feldolgozására képes. Ezeket az adatokat aztán a felhőbe feltöltve utána a többi felhasználó számára minden szükséges információ elérhető lenne. Ezzel meg az a gond, hogy az Internet nem mindenhol érhető el ingyenesen, ha pedig mobilnetet kell használni, az természetesen igényelne egy plusz előfizetést magára a járműre. És még mindig ott van a GDPR probléma, mert bár elvileg nem tudjuk, hogy ki ül egy adott járműben, azért a felhasználói szokások könnyedén összegyűjthetőek lennének.

Szóval kellene egy olyan rendszer, ami anonim módon közli a többi forgalomban részt vevő járművel, hogy a mi autónk / kerékpárunk / kamionunk / motorunk hol van éppen és mekkora a sebessége, de ezt is csak adott, észszerű körzeten belül teszi elérhetővé és nem tölti fel az internetre, csak lokálisan látható. És időben is korlátozottan hozzáférhető, tehát ne lehessen fekete doboz jelleggel rögzíteni az információkat. Ez utóbbi amúgy is belekerül előbb-utóbb a járművekbe, törvényi előírások miatt, de ez egy önálló, független egység lesz.

Akkor mondjuk azt, hogy valamilyen rádiófrekvenciás sávban küldje szét minden közlekedő az adatait, mondjuk néhány kilométeres körzeten belül, amit a többi jármű aki a közelben tartózkodik foghat és feldolgozhat. Erősen korlátozva persze az adatok jellegét, mindenkinek elég annyit tudnia, hogy miféle jármű, merre megy és mekkora sebességgel. De ne küldjék el a rendszámot, vagy, hogy hányan utaznak az adott járműben, kik azok, mi az úti cél, minek mennek oda, mit ettek reggelire és hasonlókat, mert ez minket nem érdekel és nincs is jelentősége a céljaink szempontjából.

Na, ez már egészen jól hangzik, ilyen módon a telefonunkat csak kijelzőként használva is működhet a rendszer, csupán a megfelelő programot kell telepítenünk és mondjuk Bluetooth vagy Wifi kapcsolattal csatlakozva a saját kis fedélzeti adatfeldolgozónkhoz máris láthatjuk, hogy mennyi jármű van körülöttünk és épp merre tartanak, mekkora sebességgel. Vagy használhatjuk a járművünk saját beépített kijelzőjét, esetleg egy valamilyen utólag beépíthető kijelzőt is.

És ha minden jármű rendelkezik egy ilyen adóvevővel, akkor biztonsági szempontból máris óriásit léptünk előre. Persze eleinte ez is csak korlátozottan lenne használható, hiszen egy ilyen rendszer bevezetési időszakában még nem számíthatunk arra, hogy valóban minden járműben azonnal megjelenik, és a használata is veszélyeket rejthet, hiszen akár meg is hibásodhat (mint bármely más eszköz), és ha túlságosan megbízunk benne, akkor félrevezethet. Ilyen okok miatt azt biztosan nem tudja megmondani a rendszer, hogy adott esetben például nyugodtan lehet előzni, de azt már igen, hogy a látszat ellenére biztosan nem lehet.

De ez csak az egyik előnye lenne, mert például sűrű ködben gyakran történnek ráfutásos balesetek, amikor a sofőr kilátása a járműből erősen korlátozott, a sebességet rosszul választja meg és emiatt ha valaki megáll előtte, azt túl későn veszi észre és hátulról beleütközik.

Vagy a forgalmi dugók kialakulása ellen is hasznos lehet, hiszen ha látnánk, hogy előttünk sok összetorlódott jármű van, amelyek kis sebességgel haladnak, akkor esetleg még időben letérhetnénk valamerre egy kihajtón, vagy elágazásnál, elkerülve, hogy mi is a dugóban vesztegeljünk. De ha a rendszer jól működik, akkor akár „magától” is javasolhatna alternatív útvonalakat.

A jelzőlámpák figyelembe vehetnék, hogy mennyien állnak sorba és arányosíthatnák a piros / zöld időtartamokat. A mentők, tűzoltók, rendőrök még jóval azelőtt figyelmeztető jelzést küldhetnének, mielőtt meghallanánk a szirénákat. A közúton dolgozó karbantartók és útépítők jelezhetnének, hogy mindenki lassítson, mert az úton dolgoznak.

No és ha mégis baleset történik, vagy valamilyen műszaki hiba miatt valakinek meg kell állnia, akkor ez az információ mintegy riadólánc-szerűen végigterjedhetne az arra közlekedő járműveken, esetleg azt az információt is továbbküldve, ha valakinek orvosi, vagy műszaki segítségre van szüksége. De ezeken kívül még számos egyéb eset létezik, ami miatt jó lenne, ha minden járműben működne egy ilyen berendezés.

A jó hír tehát az, hogy már vannak ilyen kidolgozott rendszerek, amelyek szabványosítva vannak és arra várnak, hogy bevezetésre kerüljenek. A legegyszerűbb az lenne, ha már a gyártósoron beépítenék őket a járművekbe. A jövőben talán ez így is lesz.

Na de mi a helyzet a jelenleg már az utakon közlekedő rengeteg többi járművel? Nyilván egyik tulajdonos sem akar magának további plusz költségeket és akármit is építünk be utólag, annak bizony költsége van és sajnos sok esetben nem is kicsi. Ha ezt csak úgy ráterhelnénk a tulajdonosokra akkor ők ezt nyilván igazságtalannak éreznék (joggal), és vonakodnának a beépítéstől. Tehát úgy kellene ezt megoldani, hogy ne járjon plusz költséggel, sőt adott esetben kedvezményeket kaphasson aki beépítteti a járművébe. És igen, azt is biztosítani kell, hogy ha már egyszer be van építve, akkor működjön is a rendszer, ne lehessen kiiktatni, ne lehessen trükközni vele. Most gondolhatnánk, hogy miért iktatná ki valaki a saját biztonsága érdekében beépített rendszert, de hát az emberek gyakran tesznek furcsa dolgokat ugyebár.

2. Létező szabványok

Tehát már több ilyen rendszer is elérhető és ezek szabványosítva, tesztelve vannak.

Álljunk csak meg egy pillanatra! Érdekel ez minket? Ezek a technikai részletek fontosak a számunkra? A végén úgyis az a lényeg, hogy a rendszer ráteszi a kijelzőre a többi közlekedő adatait, figyelmeztet, ha valami veszélyes dolog történik és általában segít biztonságosan eljutni A-ból B-be. A részleteket nyugodtan meghagyhatjuk a mérnököknek meg az üzemeltetőknek. Működjön megbízhatóan a rendszer és lehetőleg ingyen. Végül is a nálunk lévő telefon is működik, meg a számítógép is működik, de hogy hogyan, meg milyen mikrokontroller van benne, vagy mikroprocesszor, az a legtöbb embert valószínűleg nem érdekli. Miért, mi a különbség a mikrokontroller meg a mikroprocesszor között? Naugye. Úgyhogy innentől kezdve ezekkel a technológiai részletekkel nem is traktálnám az olvasót, de hogy mégis valami komoly írás látszatát keltsem, a függelékben kifejtem bővebben a működést meg a frekvenciákat meg minden ilyesmit, aki kíváncsi, hamar megöregszik. Vagyis izé, aki kíváncsi, ott áttanulmányozhatja.

3. Gazdasági megfontolások

Szóval léteznek megbízható megoldások, azonban ezek gyártása és beépítése költségekkel jár, jóllehet összességében a társadalom nyerne a bevezetésükkel, de ezeket a költségeket meg kellene finanszírozni, sőt, működő üzleti modellt kéne kidolgozni úgy, hogy a végfelhasználónak lehetőleg ne kerüljön semmibe a rendszer használata. A gazdasági haszna az, hogy ha az emberek, másodsorban pedig járművek és a hozzájuk kapcsoló vállalkozások, szolgáltatások nem esnek ki a mindennapi termelésből. Kissé ridegnek tűnhet ez a megközelítés, de azt mindenképpen látni kell, hogy az elsődleges cél az emberi élet védelme, az pedig pénzben nem kifejezhető.

Hogyan lehet olyan üzleti modellt felállítani, ami biztosítja a készülékgyártók megélhetését, de a végfelhasználók nem fizetnek érte? Nézzük meg, hogy mennyi baleset történik és a biztosítók mekkora összeget fizetnek ki ezekre. Itt most nem csak a járműbiztosításra kell gondolni, hanem az egészségügyi biztosításra is, mivel a sérültek ellátása további költségeket jelent, ráadásul az orvosi ellátáson kívül esetleg táppénzt kell fizetni a felépülés idejére, ami nem szimpla bevételkiesés az adók szempontjából, hanem pluszköltséget jelent a vállalkozásoknak és az államnak. Ha valaki hosszabb időre kiesik a munkából, annak a gazdasági jelentősége pedig már óriási, összegben nehezen kifejezhető.

Ideális rendszer nem létezik, még a legtökéletesebben kivitelezett és működtetett műszaki megoldás is meghibásodik időnként, így a balesetek száma még legjobb esetben sem lesz nulla. Vannak olyan balesetek, ahol nem ütköznek járművek, illetve ha valaki szándékosan balesetet okoz, az ezekkel a rendszerekkel nem elkerülhető egyelőre. De tegyük fel a példa kedvéért, hogy a balesetek száma hatvan százalékkal csökken a jelenlegi szinthez képest. Ez is ambiciózus vállalásnak tűnhet, de tegyük fel, hogy a rendszerünk nyolcvan százalékos megbízhatósági rátával működik. Ettől még nem fog nyolcvan százalékkal csökkenni a balesetek száma, mivel az autókat továbbra is emberek fogják vezetni és lehet, hogy éppen nem veszik észre a jelzéseket, vagy félreértik, pánikba esnek, vagy csak későn reagálnak. De egy idő után megszokják a rendszert és többnyire jól fognak reagálni a jelzésekre. Ha a műszaki berendezések üzemeltetőit kérdeznénk szinte az élet bármely területéről, akkor bizonyára egyetértenének abban, hogy egy nyolcvan százalékos rendelkezésre állás minden további nélkül vállalható. Természetesen meg kell határoznunk egy észszerű életciklust, azaz, hogy a járművekbe épített eszközök mennyi ideig tudják megbízhatóan ellátni a feladatukat mielőtt cserére szorulnának. Ez igaz minden egyes alkatrészre amit beépítenek, minden egy adott ideig, vagy bizonyos kilométerig működik megbízhatóan, gondoljunk csak az autók kerekeire, a gumikat is cserélni kell időnként, vagy azért mert elkopnak, vagy azért, mert elöregednek és már nem lehet velük biztonságosan közlekedni. Az elektronikus eszközök estében, amennyiben nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, a kilométerfutás nem annyira lényeges, sokkal fontosabb az időtartam. Átlagos használat mellett megcélozhatunk egy tíz éves időtartamot, azután az eszközt cserélni kell, akármennyit volt vagy nem volt használva a jármű. Oldtimer mininősítést 30 év felett kaphat egy jármű Magyarországon, tehát ha feltételezzük, hogy nullkilométeres korában beépítenek egy ilyen készüléket, akkor legalább kétszer cserélni kell majd, mire ilyen minősítést kaphat. A legtöbb járművet persze nem használják ilyen sokáig, de legalább egy cserével szinte minden jármű esetében számolhatunk.

A mi készülékünk tehát elegendő számítási kapacitással rendelkezik és tud Bluetooth-on, wifi-n vagy egyéb vezeték nélküli kommunikációval kapcsolódni más készülékekhez, van egy rádióantennája, hogy más járművekkel tartsa a kapcsolatot és képes túlélni tíz évet bármilyen jármű elektromos rendszerére kapcsolódva. Egy, ezeknek a műszaki feltételeknek megfelelő készülék már nagyjából beárazható. Nem fejlesztünk ki új kommunikációs protokollokat, hanem használjuk a létező szabványokat, ennyivel is olcsóbb és gyorsabb a procedúra. Persze mondhatnánk, hogy akkor valószínűleg licencdíjat kell fizetni, de összességében még mindig jobb használni egy tesztelt és szabványosított rendszert, mint kifejleszteni egy teljesen újat, hacsak nem jár a fejlesztés olyan előnyökkel, ami miatt mégis megéri befektetni. Ekkor azonban számolnunk kell azzal, hogy az új rendszer nem kompatibilis a meglévőkkel és hosszadalmas szabványosítási procedúrába kell kezdenünk és el kell terjesztenünk saját, egyedi kommunikációs rendszerünket. Mondom ezt úgy, hogy nekem senki nem fizet a meglévő rendszerek „reklámozásáért”. Egyébként a meglévő szabványokhoz képest aligha tudnánk többet nyújtani, mivel azok már lefedik a szükséges kommunikációs igényeket. Habár idővel változhat a kommunikációs csatorna, mint ahogy zajlik az átállás az 5G rendszerek irányába.

Szóval kell egy bedobozolt elektronikai eszköz, amit be is kell építeni a járművekbe ingyen. Csak hazánkban közel ötmillió jármű van nyilvántartva, ami azt jelenti, hogy a forgalmi engedéllyel nem rendelkező járművek (pl.: rollerek, kerékpárok) számáról csak becsléseink lehetnek, uszkve tízmillió járműről nyugodtan beszélhetünk. Ilyen volumennél már nagy szériás gyártásról van szó, amit csak nagyüzemi körülmények között lehet megbízhatóan kivitelezni. Habár az elektronikai iparban egy tízmilliós széria még nem számít kiugróan magas termelési volumennek. Ugyanakkor, a darabár tekintetében minél nagyobb a volumen, annál alacsonyabb lesz az előállítási költség egy darabra vetítve. A gyártást érdemes több gyártó között elosztani, hogy ha az egyiknél valami probléma lépne fel, akkor se álljon le teljesen a termelés. Hazánkban, illetve az Európai Unióban erre létezik megfelelő kapacitás, szóval ezzel nem lenne gond.

Mennyi lenne a darabár? Ez amiatt nehéz kérdés, mert bármilyen összeget is írnék ide, az csak a jelenlegi állapotok szerint lenne igaz, hiszen van infláció, változnak a gazdasági körülmények és szereplők, a piaci feltételek, az adótörvények, a nyersanyag ára, az energia ára s a többi. De, hogy mégis legyen valamiféle viszonyítási alapunk, azt mondanám, hogy a technológiai követelményeket figyelembe véve a létező legolcsóbb okostelefon árával lenne körülbelül egy magasságban.

4. Függelék

A lista folyamatosan bővül, igyekszem összegyűjteni és ismertetni a kidolgozott és szabványosított, vagy még nem szabványosított kommunikációs rendszereket is.

Vehicle-to-Vehicle Communication (Jármű-Jármű közti Kommunikáció), vagy ennek a kiterjesztett formája a V2X Communication, itt az „X” arra utal, hogy nem csak járművek között, hanem bármivel kommunikálni tudó rendszerről van szó. Ennek az egyik fajtája egy úgynevezett dedicated short-range communication (DSRC), azaz dedikált rövid hatótávolságú kommunikáció, amely 5,9 GHz-en működik (nem szabványosított), a másik fajtája pedig4G/5G-re épülve hoz létre egy IOT (Internet Of Things, Dolgok Internete) lokális rendszert. Ez utóbbit C-V2X-nek nevezik (Cellular V2X). Na, hát ez elég tömény így elsőre, de a lényeg, hogy a közlekedésben részt vevő valamennyi szereplőt be akarja vonni a rendszer a kommunikációba. Ajövőben az 5G használata valószínűleg dominássá válik majd, ahogy az 5G fokozatosan egyre jobban kiépül, de a DSRC továbbra is fontos lesz a lokális információcserében. LTE-V2X, amely a mobilhálózatokat használja, ez szabványosított a 3GPP által, az 5G NR V2X, amely az 5G hálózatokat használja (fejlesztés alatt áll, de nagyobb sebességet és hatótávolságot ígér, mint a V2X, vagy a Beacon technológia, amely szintén nem szabványosított, de egyszerű adókat használ az információcseréhez, ezért olcsó és könnyen telepíthető.