Vehicular communication systems
વાહન સંચાર પ્રણાલીઓ એ કમ્પ્યુટર નેટવર્ક છે જેમાં વાહનો અને રસ્તાની બાજુના એકમો સંચાર નોડ છે, જે એકબીજાને માહિતી પૂરી પાડે છે, જેમ કે સલામતી ચેતવણીઓ અને ટ્રાફિક માહિતી. તેઓ અકસ્માતો અને ટ્રાફિકની ભીડને ટાળવામાં અસરકારક બની શકે છે. બંને પ્રકારના નોડ્સ સમર્પિત ટૂંકા અંતરના સંચાર (DSRC) ઉપકરણો છે. ડી. એસ. આર. સી. 5.9 ગીગાહર્ટ્ઝ બેન્ડમાં 75 મેગાહર્ટ્ઝની બેન્ડવિડ્થ અને તેની અંદાજિત શ્રેણી સાથે કામ કરે છે. વાહન સંચાર સામાન્ય રીતે બુદ્ધિશાળી પરિવહન પ્રણાલીઓ (આઇ. ટી. એસ.) ના ભાગરૂપે વિકસાવવામાં આવે છે. વાહન સંચારની શરૂઆત 1970ના દાયકામાં થઈ હતી. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને જાપાનમાં અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રોનિક રૂટ ગાઇડન્સ સિસ્ટમ (ERGS) અને CACS જેવા પ્રોજેક્ટ્સ પર કામ શરૂ થયું. જ્યારે ઇન્ટર-વ્હીકલ કોમ્યુનિકેશન્સ (આઈવીસી) શબ્દનો પ્રસાર 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં શરૂ થયો હતો. માનકીકરણ પ્રવૃત્તિઓ શરૂ થાય તે પહેલાં વિવિધ માધ્યમોનો ઉપયોગ થતો હતો, જેમ કે લેસરો, ઇન્ફ્રારેડ અને રેડિયો તરંગો. 1986 અને 1997 ની વચ્ચે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં PATH પ્રોજેક્ટ વાહન સંચાર પ્રોજેક્ટ્સમાં એક મહત્વપૂર્ણ સફળતા હતી. યુરોપમાં વાહન સંચાર સંબંધિત પરિયોજનાઓ 1986 અને 1995ની વચ્ચે પ્રોમિથિયસ પરિયોજના સાથે શરૂ કરવામાં આવી હતી. ત્યારબાદની સંખ્યાબંધ પરિયોજનાઓ સમગ્ર વિશ્વમાં અમલમાં મૂકવામાં આવી છે, જેમ કે એડવાન્સ્ડ સેફ્ટી વ્હીકલ (એએસવી) પ્રોગ્રામ, ચૌફેર I અને II, ફ્લીટનેટ, કાર્ટાલક 2000 વગેરે. 2000ના દાયકાની શરૂઆતમાં, વાહન ક્ષેત્રમાં મોબાઇલ એડ-હોક નેટવર્ક (MANET) ના સિદ્ધાંતોના ઉપયોગ તરીકે વાહન એડ-હોક નેટવર્ક (VANET) શબ્દ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. VANET અને IVC શબ્દો અલગ નથી અને રસ્તાની બાજુના માળખા પર નિર્ભર અથવા તેના વગરના વાહનો વચ્ચેના સંદેશાવ્યવહારનો સંદર્ભ આપવા માટે એકબીજાના બદલે વપરાય છે, જોકે કેટલાક લોકોએ દલીલ કરી છે કે IVC એ માત્ર સીધા V2V જોડાણોનો સંદર્ભ આપે છે. ઇ. યુ., જાપાન, યુએસએ અને વિશ્વના અન્ય ભાગોમાં ઘણા પ્રોજેક્ટ દેખાયા છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઇ. ટી. સી., સેફસ્પોટ, પ્રિવેન્ટ, કોમેસેફ્ટી, નોવો, આઈવીઆઈ. વાહન સંચારના સંદર્ભમાં કેટલાક શબ્દોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. આ ટૂંકાક્ષરો ઐતિહાસિક સંદર્ભમાં, ઉપયોગમાં લેવાતી ટેકનોલોજી, પ્રમાણભૂત અથવા દેશ (વાહન ટેલીમેટિક્સ, ડી. એસ. આર. સી., વેવ, વેનેટ, આઈ. ઓ. વી., 802.11p, ITS-G5, V2X) માં એકબીજાથી અલગ પડે છે. હાલમાં, 3જી. પી. પી.-રીલીઝ 16 પર આધારિત સેલ્યુલર અને આઇ. ઇ. ઇ. ઇ. <આઇ. ડી. 1> પર આધારિત વાઇફાઇ કનેક્ટેડ વાહનોને સક્ષમ કરતી સંભવિત સંચાર તકનીકો સાબિત થઈ છે. જો કે, આ એ વાતને નકારતું નથી કે વીએલસી, ઝિગબી, વાઇમેક્સ, માઇક્રોવેવ, એમએમવેવ જેવી અન્ય તકનીકો હજુ પણ વાહન સંચાર સંશોધન ક્ષેત્ર છે. ઘણી સંસ્થાઓ અને સરકારી એજન્સીઓ વાહન સંચાર (ASTM, IEEE, ETSI, SAE, 3GPP, ARIB, TTC, TTA, CCSA, ITU, 5GAA, ITS અમેરિકા, ERTICO, ITS એશિયા-પેસિફિક) માટે ધોરણો અને નિયમન જારી કરવા સાથે સંબંધિત છે. 3GPP સેલ્યુલર આધારિત V2X સંચાર માટે ધોરણો અને વિશિષ્ટતાઓ પર કામ કરી રહ્યું છે, જ્યારે IEEE અભ્યાસ જૂથ નેક્સ્ટ જનરેશન V2X (NGV) દ્વારા પ્રમાણભૂત 802.11bd જારી કરવા પર કામ કરી રહ્યું છે. સલામતી લાભો વાહન સંચાર પ્રણાલીઓ માટેની મુખ્ય પ્રેરણા સલામતી છે અને ટ્રાફિક અથડામણના અતિશય ખર્ચને દૂર કરે છે. વિશ્વ આરોગ્ય સંસ્થા (ડબલ્યુ. એચ. ઓ.) અનુસાર, માર્ગ અકસ્માતો દર વર્ષે વિશ્વભરમાં આશરે 12 લાખ લોકોના મૃત્યુનું કારણ બને છે, જે ઈજાના કારણે થતા તમામ મૃત્યુનો ચોથો ભાગ છે. તેમજ ટ્રાફિક અકસ્માતોમાં લગભગ 50 મિલિયન લોકો ઘાયલ થાય છે. જો નિવારક પગલાં લેવામાં નહીં આવે તો 1990માં નવમા સ્થાનેથી 2020માં માર્ગ મૃત્યુ મૃત્યુનું ત્રીજું અગ્રણી કારણ બની શકે છે. અમેરિકન ઓટોમોબાઇલ એસોસિએશન (એએએ) ના એક અભ્યાસમાં તારણ કાઢવામાં આવ્યું છે કે કાર અકસ્માતોથી યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સને દર વર્ષે 300 અબજ ડોલરનો ખર્ચ થાય છે. તેનો ઉપયોગ સ્વચાલિત ટ્રાફિક આંતરછેદ નિયંત્રણ માટે થઈ શકે છે. જો કે કાર અકસ્માતોને કારણે થતા મૃત્યુ સૈદ્ધાંતિક રીતે ટાળી શકાય તેવા છે. યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ટ્રાન્સપોર્ટેશન જણાવે છે કે યુ. એસ. માં વાર્ષિક 43,000 માર્ગ અકસ્માતોમાંથી 21,000 મૃત્યુ માર્ગ પ્રસ્થાન અને આંતરછેદ સંબંધિત ઘટનાઓને કારણે થાય છે. વાહન સંચાર દ્વારા સ્થાનિક ચેતવણી પ્રણાલીઓને તૈનાત કરીને આ સંખ્યાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે. પ્રસ્થાન કરતા વાહનો અન્ય વાહનોને જાણ કરી શકે છે કે તેઓ ધોરીમાર્ગ છોડવાનો ઇરાદો ધરાવે છે અને આંતરછેદો પર પહોંચતી કાર તે આંતરછેદમાંથી પસાર થતી અન્ય કારને ચેતવણી સંદેશો મોકલી શકે છે. તેઓ ક્યારે લેન બદલવાનો ઇરાદો ધરાવે છે અથવા ટ્રાફિક જામ છે કે કેમ તે પણ સૂચિત કરી શકે છે. યુ. એસ. નેશનલ હાઇવે ટ્રાફિક સેફ્ટી એડમિનિસ્ટ્રેશન દ્વારા 2010ના એક અભ્યાસ અનુસાર, વાહન સંચાર પ્રણાલીઓ તમામ ટ્રાફિક અકસ્માતોમાંથી 79 ટકા સુધી ટાળવામાં મદદ કરી શકે છે. અભ્યાસો દર્શાવે છે કે પશ્ચિમ યુરોપમાં વાહનની સરેરાશ ઝડપે માત્ર 5 કિમી/કલાકનો ઘટાડો થવાથી મૃત્યુમાં 25 ટકાનો ઘટાડો થઈ શકે છે. વર્ષોથી, આ ક્ષેત્રમાં નોંધપાત્ર સંશોધન અને પ્રોજેક્ટ કરવામાં આવ્યા છે, જેમાં સલામતીથી લઈને નેવિગેશન અને કાયદા અમલીકરણ સુધીની વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે VANET નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ડિસેમ્બર 2016માં, યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ટ્રાન્સપોર્ટેશને મુસદ્દા નિયમોની દરખાસ્ત કરી હતી જે ધીમે ધીમે લાઇટ-ડ્યુટી વાહનો માટે વી2વી સંચાર ક્ષમતાઓને ફરજિયાત બનાવશે. તકનીકી સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી, તેથી ટીકાકારોએ દલીલ કરી છે કે ઉત્પાદકો "આ દસ્તાવેજમાં શું છે તે લઈ શકતા નથી અને ફેડરલ મોટર વાહન સલામતી ધોરણો હેઠળ તેમની જવાબદારી શું હશે તે જાણી શકતા નથી". પી. કે. આઈ. (પબ્લિક કી ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર) એ વી2વી સંચારમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વર્તમાન સુરક્ષા પ્રણાલી છે. સ્પેક્ટ્રમ વી2વી પરનો સંઘર્ષ કેબલ ટેલિવિઝન અને અન્ય ટેક કંપનીઓ તરફથી જોખમમાં છે જે હાલમાં તેના માટે આરક્ષિત રેડિયો સ્પેક્ટ્રમનો મોટો હિસ્સો છીનવી લેવા માંગે છે અને તે આવર્તનોનો ઉપયોગ હાઇ-સ્પીડ ઇન્ટરનેટ સેવા માટે કરે છે. યુએસએમાં, રેડિયો સ્પેક્ટ્રમમાં વી2વીનો વર્તમાન હિસ્સો 1999માં સરકાર દ્વારા અલગ રાખવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો નથી. ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ તે શક્ય તેટલું જાળવી રાખવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો છે, એમ કહીને કે તેને V2V માટે સ્પેક્ટ્રમની સખત જરૂર છે. ફેડરલ કોમ્યુનિકેશન્સ કમિશન (એફસીસી) એ ટેક કંપનીઓનો પક્ષ લીધો છે, જેમાં નેશનલ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સેફ્ટી બોર્ડે ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગની સ્થિતિને ટેકો આપ્યો છે. ઇન્ટરનેટ સેવા પ્રદાતાઓ (જેઓ સ્પેક્ટ્રમનો ઉપયોગ કરવા માગે છે) દાવો કરે છે કે સ્વાયત્ત કાર વી2વી સંચારને બિનજરૂરી બનાવશે. યુ. એસ. ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગે કહ્યું છે કે જો વી2વી સેવા ધીમી અથવા વિક્ષેપિત ન થાય તો તે સ્પેક્ટ્રમ વહેંચવા તૈયાર છે; અને એફસીસી ઘણી વહેંચણી યોજનાઓનું પરીક્ષણ કરવાની યોજના ધરાવે છે. વિવિધ સ્થળોની સરકારો વી2વી સંચાર માટે અસંગત વર્ણપટને ટેકો આપી રહી હોવાથી, વાહન ઉત્પાદકો કેટલાક બજારો માટે ટેકનોલોજી અપનાવવાથી નિરાશ થઈ શકે છે. દાખલા તરીકે, ઓસ્ટ્રેલિયામાં વી2વી સંચાર માટે કોઈ સ્પેક્ટ્રમ અનામત નથી, તેથી વાહનોને બિન-વાહન સંચારથી દખલગીરીનો સામનો કરવો પડશે. કેટલાક સ્થળોએ V2V સંચાર માટે આરક્ષિત સ્પેક્ટ્રા નીચે મુજબ છેઃ વાહન-થી-માળખાગત સુવિધા 2012 માં, ઓસ્ટિનમાં યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્સાસના કમ્પ્યુટર વૈજ્ઞાનિકોએ સ્વચાલિત કાર માટે રચાયેલ સ્માર્ટ આંતરછેદો વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું. રસ્તાની દરેક કાર સાથે સીધો સંપર્ક સાધતા કોમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામનો ઉપયોગ કરવાને બદલે આ આંતરછેદો પર કોઈ ટ્રાફિક લાઇટ અને સ્ટોપ સાઇન નહીં હોય. સ્વાયત્ત વાહનોના કિસ્સામાં, સૌથી વધુ અસરકારક રીતે કામ કરવા માટે તેમના માટે અન્ય 'ઉપકરણો' સાથે જોડાવું જરૂરી છે. સ્વાયત્ત વાહનો સંચાર પ્રણાલીઓથી સજ્જ હોય છે જે તેમને અન્ય સ્વાયત્ત વાહનો અને રસ્તાની બાજુના એકમો સાથે વાતચીત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેથી તેમને અન્ય વસ્તુઓની સાથે, રસ્તાના કામ અથવા ટ્રાફિકની ભીડ વિશેની માહિતી પૂરી પાડી શકાય. વધુમાં, વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે ભવિષ્યમાં કોમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ્સ હશે જે દરેક વ્યક્તિગત સ્વાયત્ત વાહનને જોડે છે અને તેનું સંચાલન કરે છે કારણ કે તે આંતરછેદમાંથી પસાર થાય છે. આ પ્રકારની લાક્ષણિકતાઓ સ્વાયત્ત વાહનોના બજારમાં અન્ય ઉત્પાદનો અને સેવાઓ (જેમ કે આંતરછેદ કોમ્પ્યુટર સિસ્ટમ્સ) ને સમજવા અને સહકાર આપવા માટે સ્વાયત્ત વાહનોની ક્ષમતાને આગળ ધપાવે છે અને વિકસાવે છે. આખરે, આ નેટવર્કનો ઉપયોગ કરીને વધુ સ્વાયત્ત વાહનો તરફ દોરી શકે છે કારણ કે માહિતીને અન્ય સ્વાયત્ત વાહનોના ઉપયોગ દ્વારા માન્ય કરવામાં આવી છે. આવી હિલચાલ નેટવર્કના મૂલ્યને મજબૂત બનાવશે અને તેને નેટવર્ક બાહ્યતાઓ કહેવામાં આવે છે. 2017 માં, એરિઝોના સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ 1/10 સ્કેલ આંતરછેદ વિકસાવ્યું અને ક્રોસરોડ્સ નામની આંતરછેદ વ્યવસ્થાપન તકનીકની દરખાસ્ત કરી. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે ક્રોસરોડ્સ V2I સંચાર અને આંતરછેદ વ્યવસ્થાપકના સૌથી ખરાબ-કેસ એક્ઝેક્યુશન સમય બંનેના નેટવર્ક વિલંબ માટે ખૂબ જ સ્થિતિસ્થાપક છે. 2018 માં, એક મજબૂત અભિગમ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો જે મોડેલ મેળ ખાતો નથી અને પવન અને બમ્પ્સ જેવા બાહ્ય વિક્ષેપો બંને માટે સ્થિતિસ્થાપક છે. નવેમ્બર 2019 માં, 5G પર આધારિત સેલ્યુલર V2X (સેલ્યુલર વ્હીકલ-ટુ-એવરીથિંગ) ની એપ્લિકેશન્સનું તુરિનમાં ખુલ્લી શહેરની શેરીઓ અને ટેસ્ટ ટ્રેક પર પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું. વી2વી સજ્જ કાર સંભવિત જોખમી પરિસ્થિતિ વિશે સમયસર સૂચિત કરવા માટે અચાનક બ્રેક લગાવવાના કિસ્સામાં નીચેના વાહનોને સંદેશ પ્રસારિત કરે છે. અન્ય એપ્લિકેશનોએ ઉપયોગના કિસ્સાઓ દર્શાવ્યા જેમ કે; ક્રોસિંગ પદયાત્રી વિશે ડ્રાઇવરોને ચેતવણી આપવી. ઇન્ટેલિજન્ટ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સોસાયટી ઓફ અમેરિકા (આઇ. ટી. એસ. એ.) નો ઉદ્દેશ જાહેર અને ખાનગી ક્ષેત્રની સંસ્થાઓ વચ્ચે સહકાર વધારવાનો છે. આઇ. ટી. એસ. એ. તેના મિશન સ્ટેટમેન્ટનો સારાંશ "વિઝન ઝીરો" તરીકે આપે છે, જેનો અર્થ થાય છે કે તેનો ધ્યેય જીવલેણ અકસ્માતો અને વિલંબને શક્ય તેટલો ઘટાડવાનો છે. ઘણી યુનિવર્સિટીઓ વાહનોના કામચલાઉ નેટવર્કનું સંશોધન અને વિકાસ કરી રહી છે. ઉદાહરણ તરીકે, યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલે કેલિફોર્નિયા પાર્ટનર્સ ફોર એડવાન્સ્ડ ટ્રાન્ઝિટ એન્ડ હાઇવેઝ (PATH) માં ભાગ લઈ રહી છે. આર્ટિફિશિયલ પેસેન્જર કાર્પ્યુટર ડિવાઇસ-ટુ-ડિવાઇસ ઇન્ટેલિજન્ટ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સિસ્ટમ ઇન્ટેલિજન્ટ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સિસ્ટમ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ મોબાઇલ એડહોક નેટવર્ક મોબાઇલ ફોન ટ્રેકિંગ રેડિયો સેલ્ફ-ડ્રાઇવિંગ કાર વેહિક્યુલર એડહોક નેટવર્ક વાયરલેસ લેન સંદર્ભો ઇન્ટરસેક્શન્સ પર અથડામણ ટાળવા માટે વેહિક્યુલર નેટવર્ક્સ, સોસાયટી ફોર ઓટોમોટિવ એન્જિનિયર્સ (SAE) વર્લ્ડ કોંગ્રેસ, એપ્રિલ, 2011, ડેટ્રોઇટ, એમઆઇ, યુએસએ. યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ટ્રાન્સપોર્ટેશન (યુએસડીઓટી), આઇટીએસ જોઇન્ટ પ્રોગ્રામ ઓફિસ હોમ ઇન્ટેલિજન્ટ ટ્રાન્સપોર્ટેશન સિસ્ટમ્સ, ટ્રાન્સપોર્ટ કેનેડા પાથ પ્રોજેક્ટ, યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલે સ્ટેટસ ઓફ પ્રોજેક્ટ IEEE 802.11 ટાસ્ક ગ્રુપ પી કેવી રીતે જોડાયેલા વાહનો કામ કરે છે ફેક્ટશીટ-યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ટ્રાન્સપોર્ટેશન એડવાન્સ્ડ ડ્રાઈવર આસિસ્ટન્સ સિસ્ટમ્સ ડ્રાઇવિંગ ઇમર્જિંગ ટેક્નોલોજીસ વ્હીકલ ટેકનોલોજી વ્હીકલ ટેલિમેટિક્સ વાયરલેસ નેટવર્કિંગ