Quản lý giao thông bằng công nghệ kết nối không dây cho xe hơi

Nguyên tắc hoạt động của V2V

Trước sự phát triển không ngừng của internet và các công nghệ liên lạc không dây, mới đây các nhà khoa học, tập đoàn chế tạo xe hơi hàng đầu thế giới đã bắt đầu phát triển các công nghệ kết nối và cảnh báo xe hơi thông qua kết nối không dây, với tên gọi là V2V (Vehicle to Vehicle).

GIAO THỨC KẾT NỐI KHÔNG DÂY GIỮA XE HƠI (V2V)

Nằm trong khuôn khổ những công nghệ làm nền tảng cho sự ra mắt của xe hơi không người lái, công nghệ liên lạc xe hơi V2V là một mạng lưới thông tin, trong đó các xe hơi tự chia sẻ với nhau các dữ liệu liên quan đến hoạt động hiện tại của phương tiện, địa điểm đến và đi, tốc độ xe và tình trạng hiện tại của xe. V2V sử dụng các công nghệ thông tin liên lạc tầm ngắn chuyên dụng (DSRC), sử dụng dải tầng 5.9 GHz, giống với các thiết bị thu phát wifi đang có mặt trên thị trường, với phạm vi hoạt động trong khoảng 300m.

Về mặt cấu trúc, V2V giống với một mạng lưới thông tin liên lạc, trong đó các đơn vị (xe hơi, biển báo tín hiệu giao thông thông minh…) sẽ phát, gửi các tín hiệu liên lạc cho nhau, thông qua thông tin các đơn vị liên lạc gửi về, hệ thống xử lý trên mỗi xe hơi có thể xây dựng được biểu đồ tình hình giao thông trong vòng bán kính 1,6km, giúp các tài xế có nhiều thời gian để xử lý các tình huống trước mắt.

Đối với những xe hơi có nguy cơ vướng vào tai nạn, hệ thống V2V sẽ phát tín hiệu cảnh báo cho các tài xế liên quan, dưới những hình thức nháy đèn cảnh báo trên hệ thống giải trí với các màu sắc khác nhau biểu lộ các cấp độ cấp thiết. Ngoài ra, hệ thống cũng giúp tài xế xác định được vị trí có nguy cơ xảy ra tai nạn như các điểm mù, đường rẽ ngang hoặc nơi có lịch sử xảy ra nhiều vụ tai nạn. Thậm chí các xe không cần thiết phải giáp mặt để có thể biết được sự hiện diện của nhau trên đường.

Để có thể phát huy hiệu quả mạng lưới V2V đến mức tối đa, hệ thống giao thông thông minh với các đèn tín hiệu,

camera giao thông là một phần không thể thiếu (V2I - Vehicle to Infrastructure). Các đèn tín hiệu giao thông được kết nối với hệ thống V2V sẽ giúp cho việc quản lý tín hiệu giao thông trở nên chủ động, không cần tới sự can thiệp của con người. Hệ thống đèn sẽ tự điều chỉnh theo nhu cầu và mật độ lưu thông trên thực tế, thay vì thụ động theo thời gian xếp đặt như truyền thống.

Hiện tại, các tập đoàn xe hơi cũng đang dần phát triển các phương tiện của mình theo xu hướng liên lạc không dây, với nhiều hãng xe phát triển hệ thống V2V của riêng mình với nhiều cái tên khác nhau như Car to X hoặc TLA.

Áp dụng V2V sẽ giúp giảm thiểu TNGT

HOẠT ĐỘNG CỦA V2V VÀ V2I

Hiện nay, các hệ thống V2V đang được phát triển có đầy đủ khả năng thu thập các dữ liệu hoạt động chi tiết của các xe lưu thông trên đường, trong đó có:

- Tốc độ trên đường, vị trí, hướng đi, tình trạng tăng tốc và giảm tốc;

- Điều kiện của hệ thống phanh và khóa phanh;

- Dự định chuyển làn, khả năng điều khiển của tài xế, hoạt động của kính gạt mưa, điều hòa trong xe.

Hệ thống V2I có thể xác định được tình trạng mật độ giao thông và điều kiện thời tiết, bao gồm:

- Tình trạng hoạt động của đèn tín hiệu, các biển báo hiện có trên tuyến đường;

- Các hướng rẽ đột ngột, đèn tín hiệu từ các xe hơi khác, nhiệt độ ngoài trời;

- Khoảng cách giữa phương tiện sở hữu và các phương tiện khác.

Các dữ liệu trên được thu thập nhờ vào các thiết bị cảm ứng được gắn trên các xe lưu thông, giúp xây dựng bức tranh toàn cảnh giao thông trực tiếp. Ví dụ, nếu nhiều xe hơi cùng khởi động cần gạt nước trong một thời điểm, hệ thống sẽ có thể xác định tình trạng trời mưa, kết hợp với dữ liệu tốc độ trung bình, tuyến đường, V2V có thể nhanh chóng dự doán được tỷ lệ nguy cơ đối mặt với tai nạn của các xe hơi riêng biệt, qua đó sẽ có biện pháp cảnh báo nhanh chóng.

TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI

Hiện tại, nhiều quốc gia trên thế giới cũng đang bắt đầu thử nghiệm và xây dựng cơ chế luật pháp cho giao thức liên lạc xe hơi V2V. Tại Singapore, Đại học quốc gia Singapore (NTU) vừa công bố mức chi 22 triệu USD dành cho dự án phát triển V2V trong năm 2015. Cùng với sự tài trợ và quan sát của Ủy ban Phát triển kinh tế Singapore, bước đầu được áp dụng thử nghiệm trên 100 xe hơi và 50 thiết bị giao thông được lắp đặt trên các tuyến đường thuộc khuôn viên trường NTU. Khu vực thử nghiệm có diện tích lên tới 200ha, với 36.000 người cùng với các nhà hàng, siêu thị, cửa hàng, bệnh viện, thậm chí là quán rượu.

Theo các nhà nghiên cứu thuộc NTU, nếu hệ thống này được áp dụng vào thực tế sẽ giúp giảm thương vong do TNGT tới 70 - 80% liên quan tới các vụ tai nạn do tài xế không nắm rõ tình hình trên đường. Thậm chí, V2V cũng có thể áp dụng đối với những người đi bộ, lái xe đạp hoặc các phương tiện giao thông khác.

Tại Hoa Kỳ, các nhà làm luật cũng tuyên bố sẽ đẩy nhanh tiến trình hợp pháp hóa hệ thống kết nối không dây giữa các xe hơi, giúp cho hệ thống này mau chóng được áp dụng trên các xe hơi, đồng thời giúp cho quá trình đưa vào sử dụng xe hơi lái tự động trở nên dễ dàng hơn.

Thư ký Bộ Giao thông Hoa Kỳ Anthony Foxx cho biết, ông hi vọng sẽ có đầy đủ khung pháp lý cho công nghệ trên vào cuối năm nay. “Tôi tin rằng công nghệ này sẽ đóng vai trò rất lớn đối với việc ngăn các vụ tai nạn đáng tiếc xảy ra, ngoài ra, chúng còn giúp con người tạo ra những chiếc xe có khả năng lái tốt hơn nhiều người”.

Về chi phí lắp đặt một hệ thống liên lạc trên sẽ tiêu tốn khoảng 350 USD/xe và sẽ giúp giảm tới 592.000 vụ tai nạn, cứu sống 1.083 người/năm chỉ tính riêng tại Hoa Kỳ. Cơ quan An toàn Đường cao tốc Quốc gia Hoa Kỳ đã thử nghiệm hệ thống V2V của riêng mình từ năm 2012. Hệ thống này có khả năng xác định tỉ lệ an toàn khi chiếc xe chuyển hướng dựa trên tốc độ các xe tham gia giao thông xung quanh, thậm chí có khả năng chiếm quyền điều khiển các xe đối với những trường hợp khẩn cấp.

Các tập đoàn xe hơi nổi tiếng trên thế giới như Mercedes, Toyota hay BMW cũng đang tích cực tham gia phát triển hoàn thiện công nghệ V2V nhằm làm bước đệm cho một kỷ nguyên giao thông mới: Xe hơi tự động lái.