Vehicle Infrastructure Integration (VII)은 도로 안전을 향상시키기 위해 도로 차량을 물리적 인 환경에 직접 연결하는 일련의 기술에 대한 연구 및 응용 프로그램 개발을 촉진하는 이니셔티브입니다. 이 기술은 운송 공학, 전기 공학, 자동차 공학 및 컴퓨터 과학을 비롯한 여러 분야에 기반합니다. VII는 유사한 기술이 다른 운송 수단을위한 제자리에 있거나 개발 중에 있지만 도로 운송을 구체적으로 다루고있다. 예를 들어, 비행기는 자동 안내를 위해 지상 기반 표지를 사용하여 사람이 개입하지 않아도 자동 조종 장치가 비행기를 조종 할 수있게합니다. 고속도로 공학에서 도로의 안전성을 개선하면 전반적인 효율성을 높일 수 있습니다. VII는 안전성과 효율성면에서 모두 개선을 목표로합니다.

차량 인프라 통합은 도로 안전을 향상시키기 위해 도로 차량을 물리적 인 환경에 직접 연결하는 일련의 기술을 연구하고 적용하는 엔지니어링 부서입니다.

목표
VII의 목표는 안전, 효율성 및 안전성을 높이기 위해 도로상의 차량들 (차량 탑재 장비, OBE를 통해), 그리고 차량과 도로변 인프라 사이에 (Roadside Equipment, RSE를 통해) 통신 링크를 제공하는 것입니다. 운송 시스템의 편리 성. 이는 IEEE 802.11p를 통합 한 전용 DSRC (Short-Range Communication) 링크의 광범위한 배포를 기반으로합니다. VII의 발전은 관련 당사자 (산업체, 교통 당국 및 전문 기관)의 이익을 지원하는 비즈니스 모델에 의존합니다. 이니셔티브에는 다음 세 가지 우선 순위가 있습니다.

비즈니스 모델의 평가 (배포 일정 포함) 및 이해 관계자의 수용;
배치 비용에 비추어 기술 (특히 통신 시스템)의 유효성 확인; 과
장기간에 걸쳐 시스템의 성공 가능성을 높이기위한 법률 구조 및 정책 개발 (특히 개인 정보 보호 관련)

안전
현재 능동 안전 기술은 차량 기반 레이더 및 비전 시스템에 의존합니다. 예를 들어이 기술은 차량 전후의 장애물을 추적하여 후미 충돌을 줄이고 필요할 때 자동으로 브레이크를 적용 할 수 있습니다. 이 기술은 카메라의 직접적인 시선과 레이더 감지 범위 내에서 차량의 거리와 속도 만 감지한다는 점에서 다소 제한적입니다. 각진 및 좌회전 충돌에 대해서는 거의 효과가 없습니다. 정면 충돌이 임박한 경우 자동차 운전자가 차량 제어권을 잃을 수도 있습니다. 오늘날의 기술이 적용되는 후방 충돌은 일반적으로 각도, 좌회전 또는 정면 충돌보다 덜 심각합니다. 따라서 기존 기술은 도로 시스템의 전반적인 요구에 부적합합니다.

VII는 도로 위의 차량과 지정된 주변의 모든 차량 사이에 직접 연결을 제공합니다. 차량은 운전자의 인식과 의도에 대해서조차도 속도, 방향에 관한 데이터를 교환하면서 서로 통신 할 수 있습니다. 이것은 예를 들어 자동화 된 비상 조종 (조향, 감속, 제동)을보다 효과적으로 수행함으로써 VII 시스템의 전반적인 감도를 향상시키면서 근처 차량의 안전을 증가시킬 수 있습니다. 또한이 시스템은 도로 인프라와 통신하도록 설계되어 전체 네트워크에 대한 완전한 실시간 교통 정보는 물론 차량에 대한 대기열 관리 및 피드백을 향상시킵니다. 이제는 개 루프 (open-loop) 운송 시스템에 대한 피드백 루프가 궁극적으로 종료됩니다.

VII를 통해 도로 표식과 도로 표지판은 쓸모 없게 될 수 있습니다. 기존의 VII 어플리케이션은 차량 내부의 센서를 사용하여 도로의 표시를 식별하거나 도로 측면을 따라 서명하여 필요에 따라 차량 매개 변수를 자동으로 조정합니다. 궁극적으로, VII는 이러한 표시와 표시를 시스템 내에 저장된 데이터 이상으로 취급하는 것을 목표로합니다. 이것은 도로를 따라 비콘을 통해 수집되거나 중앙 데이터베이스에 저장되어 모든 VII 장착 차량에 배포되는 데이터 형태 일 수 있습니다.

능률
위의 모든 요소는 대부분 안전에 대한 응답이지만 VII는 운송 네트워크의 운영 효율성에서 눈에 띄는 향상을 가져올 수 있습니다. 결과적으로 차량의 반응 시간이 단축됨에 따라 차량 간의 차도가 줄어들어 도로의 빈 공간이 줄어들 수 있습니다. 따라서 트래픽에 사용 가능한 용량이 증가합니다. 차선 당 용량이 많아지면 일반적으로 차선 수가 줄어들어 도로 확장의 영향에 대한 지역 사회의 우려를 만족시킬 수 있습니다. VII는 차량 소대를 추적하여 정확한 교통 신호 조정을 가능하게 할 것이며 볼륨, 밀도 및 선회 운동을 다루는 실시간 교통 정보를 그려서 정확한 타이밍으로부터 이익을 얻을 것입니다.

또한 실시간 교통 데이터는 새로운 도로 설계 또는 기존 시스템의 수정에 사용될 수 있으므로 데이터는 운송 예측 및 교통 운영에 사용하기 위해 정확한 출발지 – 목적지 연구 및 회전 이동 횟수를 제공하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 기술은 또한 데이터를 얻고 컴파일하는 비용을 줄이면서 문제를 해결하기 위해 운송 엔지니어에게 개선을 가져다 줄 것입니다. Tolling은 도로가 자동으로 착륙 할 수있게 해주는 VII 기술의 또 다른 전망입니다. 데이터는 실시간으로 조건에 따라 가장 저렴한 비용, 최단 거리 및 / 또는 목적지까지의 가장 빠른 경로를 개략적으로 설명하면서 차량 내 디스플레이를 위해 도로 사용자에게 일괄 전송 될 수 있습니다.

기존 애플리케이션
어느 정도까지는 GPS, 휴대 전화 신호 및 차량 등록 번호판을 사용하여 전 세계에서 시행 된 시험에서 이러한 결과가 어느 정도 달성되었습니다. GPS는 많은 새로운 하이 엔드 차량에 표준으로 자리 잡고 있으며 대부분의 새로운 저전력 및 중급 차량에 옵션으로 제공됩니다. 또한 많은 사용자는 추적 가능한 신호를 전송하는 휴대 전화를 가지고 있습니다 (또한 GPS 사용 가능). 비상 사태 대응을 위해 휴대폰을 추적 할 수 있습니다. 그러나 GPS 및 휴대 전화 추적은 완전히 신뢰할 수있는 데이터를 제공하지 않습니다. 또한 차량에 휴대폰을 통합하는 것은 매우 어려울 수 있습니다. 휴대 전화의 데이터는 유용 할지라도 운전자에게 집중하는 것이 아니라 휴대 전화를 보는 경향이 있으므로 운전자의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 자동 등록판 인식은 높은 수준의 데이터를 제공 할 수 있지만 복도를 통해 지속적으로 차량을 추적하는 것은 기존 기술로는 어려운 작업입니다. 오늘날의 장비는 시행 및 요금 징수 (tolling)와 같은 데이터 수집 및 기능을 위해 설계되었으므로 응답을 위해 차량 또는 운전자에게 데이터를 반환하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 GPS는 VII 시스템의 주요 구성 요소 중 하나입니다.

제한 사항
VII 개발에는 많은 제한이 있습니다. 일반적인 오해는 VII 기술에 대한 가장 큰 도전은 차량 내부에 장착 할 수있는 컴퓨팅 성능이라는 것입니다. 이것이 실제로 도전이지만, 컴퓨터 기술은 빠르게 발전해 왔으며 VII 연구자에게는 특별한 관심사가 아닙니다. VII의 가장 기본적인 형태에 대한 기술이 이미 존재한다는 사실을 감안할 때, 아마도 VII 기술의 전개에있어 가장 큰 장애물은 대중의 수용입니다.

은둔
VII에 관한 가장 일반적인 신화는 추적 기술을 포함한다는 것입니다. 그러나 이것은 그렇지 않습니다. 이 아키텍처는 차량과 시스템 간의 모든 데이터 교환이 익명으로 이루어지면서 개별 차량의 식별을 방지하도록 설계되었습니다. 차량과 OEM 및 요금 징수 원과 같은 제 3 자 간의 교환이 발생하지만 네트워크 트래픽은 암호화 된 터널을 통해 전송되므로 VII 시스템에서 해독 할 수 없습니다.

시스템이 신호 및 속도 위반을 감지 할 수는 있지만 위반자를 식별하고보고 할 수는 없습니다. 탐지는 충돌을 방지하기 위해 위반자 및 / 또는 접근하는 차량에게 경고하기위한 것입니다.

기타 대중의 관심사
다른 대중의 수용에 대한 우려는 레크리에이션 주행의 옹호자와 요금 징수 비평가들로부터 나온다. 이전은 VII가 차량의 자동화를 증가시켜 운전자의 즐거움을 감소시킬 것이라고 주장한다. 레크리에이션 주행에 대한 우려는 특히 스포츠카 소유주들 사이에서 널리 퍼져 있습니다. 그들은 VII가없는 차량의 존재를 보상하거나 VII가없는 차량이 주행 할 수있는 도로를 유지함으로써 감쇠 될 수 있습니다.

요금 징수에 반대하는 사람들은 모두가 동등한 서비스를 제공하려는 일반 희망과 충돌하여 저소득층 운전자에게 운전을 엄청나게 비싸게 만들 것이라고 믿습니다. 이에 대응하여 공인 된 개인 및 / 또는 가족을 대상으로 대중 교통 할인이나 도로 사용 할인을 고려할 수 있습니다. 이러한 조항은 현재 수많은 도로 통행로에 대해 존재하며 VII를 통해 통행되는 도로에 적용될 수 있습니다. 그러나 VII가 모든 VII 가능 도로의 통행을 허용 할 수 있기 때문에 모든 지역에 이용자가 효율적인 대중 교통 서비스를 제공 할 필요가 증가함에 따라 조항이 효과적이지 않을 수 있습니다.

기술적 문제

동등
VII의 배치에 직면 한 주요 문제는 처음에 시스템을 어떻게 세우는가의 문제입니다. 차량에 기술을 설치하고 모든 교차로에서 통신 및 전력을 제공하는 것과 관련된 비용은 상당합니다. 자동차 제조업체의 협력없이 길가에 기반한 인프라를 구축하는 것은 반대 상황과 마찬가지로 비참 할 것입니다. 따라서 양 당사자는 VII 개념 개념을 만들기 위해 함께 협력해야 할 것입니다.

미국 DOT 및 자동차 제조업체에 의해 평가 될 미시간 및 캘리포니아에서 수행되는 개념 증명 테스트가 있으며, 그 당시 시스템 구현으로 전진할지 여부에 대한 공동 결정이 공동으로 이루어질 것입니다.

유지
기술 배포와 관련하여 고려해야 할 또 다른 요소는 장치를 업데이트하고 유지 관리하는 방법입니다. 교통 시스템은 매일 새로운 교통 통제가 구현되고 도로가 건설되거나 수리되는 등 매우 역동적입니다. 차량 기반 옵션은 인터넷 (선호 무선)을 통해 업데이트 될 수 있지만, 이후 모든 사용자가 인터넷 기술에 액세스 할 것을 요구할 수 있습니다. 많은 지방 정부 기관들은 휴게소와 같이 도시와 도로에 인터넷 시설 배치를 테스트 해왔다. 이 시스템은 VII 업데이트에 사용될 수 있습니다.

추가 옵션은 차량을 검사 또는 정비를 위해 반입 할 때마다 업데이트를 제공하는 것입니다. 여기서 중요한 제한은 업데이트가 사용자의 손에 달려 있다는 것입니다. 일부 차량 소유자는 차량을 자체적으로 유지 관리하며 정기적 인 검사 또는 서비스는 업데이트하기에 너무 드문 것으로 간주됩니다. 자동차 운전자는 인터넷 사용이 가능한 도시에서 운전할 가능성이없는 경우 업데이트를 위해 휴게소에 들르는 것을 꺼릴 수도 있습니다.

또는 수신기가 모든 차량에 배치되고 VII 시스템이 주로 도로변을 따라 위치한다면 정보를 중앙 데이터베이스에 저장할 수 있습니다. 이를 통해 언제든지 업데이트를 담당 할 책임이 있습니다. 이것들은 운전자를지나 가기 위해 길가에 보급 될 것입니다. 운영 방식으로 볼 때이 방법은 현재 가장 효과적이지만 비용이 많이 드는 것으로 간주됩니다.

보안
단위의 보안은 또 다른 관심사이며, 특히 대중 수용 문제에 비추어 우려됩니다. 범죄자는 차량 내부 나 길가에 설치 여부에 상관없이 VII 유닛을 조작하거나 제거하거나 파기 할 수 있습니다. 그들이 차량 안에있을 경우, 주행 거리계를 조작하는 것과 유사한 법률이 제정 될 수 있습니다. 검사 나 서비스 중에 부당하게 조작 된 흔적을 조사 할 수 있습니다. 이 방법은 검사의 빈도 및 자체 서비스를 수행하는 운전자와 관련하여 언급 된 많은 한계를 가지고 있습니다. 또한 검사를 수행하는 차량 기술자의 정직에 대한 우려가 제기됩니다. 기술자가 변조의 징후를 식별 할 수있는 능력은 VII 시스템 자체에 대한 지식에 달려 있습니다.

자석, 전기 충격 및 악의적 인 소프트웨어 (바이러스, 해킹 또는 방해)는 장치가 차량 내부에 있는지 또는 길가에 있든 관계없이 VII 시스템을 손상시키는 데 사용할 수 있습니다. 기술자가 차량 내의 VII 장치를 검사하기 위해서는 광범위한 교육 및 인증이 필요합니다. 길가를 따라 장비가 손상되지 않고 내구성을 높이려면 높은 수준의 보안이 요구됩니다. 그러나 길가의 단위가 공공 도로에 위치 할 수 있기 때문에 (종종 도로의 가장자리에 가깝습니다) 차량이 (의도적이든 우발적이든) 충돌하는 것에 대한 우려가있을 수 있습니다. 단위는 자동차 운전자에게 위협이되지 않도록 건설되어야합니다. 어쩌면 저 프로파일 및 / 또는 저 질량 객체의 형태로 실행되거나 분리 될 수 있습니다 (상대적으로 저렴한 단위를 수반 할 것입니다). 또는 장치는 난간과 같은 장치에 의해 차폐되어야하므로 자체 안전 문제가 제기됩니다.

데이터 투입
또 다른 한계는 VII 시스템의 입력을 디지털화하는 것입니다. VII 시스템은 기존 표지판과 도로 표시를 계속해서 감지하지만 목표 중 하나는 그러한 표지판과 표식을 모두 없애는 것입니다. 이를 위해서는 각 항목의 위치와 메시지를 VII 시스템 형식으로 변환해야합니다. 이 작업에 대한 책임은 거의 모든 자금, 인력 및 가용 시간에 어려움을 겪고있는 고속도로 기관에 해당합니다. 따라서 VII 시스템을 구현하고 유지 관리하는 데는 국가 차원에서 지원이 필요할 수 있습니다.

통신 및 권한 부여
VII는 다수의 운송 기관이 관여하는 공동 연구 기업으로 주로 개발되고 있지만 초기 제품은 개별 응용 분야에 맞춰질 가능성이 큽니다. 따라서 시스템이 확장됨에 따라 호환성 및 서식 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서는보다 포괄적 인 접근법을 개발하기 위해 서로 다른 시스템간에 복잡한 번역 프로그램이나 기존 VII 시스템의 완전한 분해가 필요할 수 있습니다. 두 경우 모두 소프트웨어의 버그 및 비용이 발생할 가능성이 높습니다.

법령은 해당 기관 간의 VII 데이터 및 통신에 대한 액세스를 설정해야합니다. 예를 들어 미국의 주간 고속도로는 주에 의해 유지되는 연방 도로이지만 지방 카운티 또는 지방 자치 단체도 참여할 수 있습니다. 이 법안은 각 기관의 권한 수준을 설정해야합니다. 예를 들어, 펜실베니아에서는 시정촌이 카운티와 때로는 주보다 권위가있는 경향이있는 반면, 이웃 한 메릴랜드는 지방 수준보다는 군 수준에서 더 많은 권한을 가지고 있습니다. 주 도로는 거의 독점적으로 주에 의해 통제됩니다. 또한 어떤 다른 기관이 데이터를 사용할 수 있는지 (예 : 법 집행, 센서스 등) 그리고 정보를 어느 정도 허용 할 수 있는지 결정해야합니다. 데이터 오용을 최소화하기 위해서는 법 집행이 필요합니다. 다양한 권한 수준은 또한 비 호환성을 증가시킬 수 있습니다.

최근 개발
현재 연구 및 실험의 대부분은 자동차 제조업체 (포드, 제너럴 모터스, 다임러 크라이슬러, 도요타, 닛산, 혼다, 폭스 바겐, BMW), IT 공급 업체 및 자동차 제조사로 구성된 자동차 인프라 통합 컨소시엄을 통해 조정이 이루어지는 미국에서 진행됩니다. 미국 연방 및 주 교통 부서 및 전문 협회. Trialling은 미시간과 캘리포니아에서 일어나고 있습니다.

미국 이니셔티브에 따라 개발중인 특정 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

안전하지 않은 조건 또는 충돌이 임박하다는 경고.
운전자가 도로에서 달아나거나 커브를 너무 빨리 지나칠 경우 경고 드라이버.
실시간 혼잡, 날씨 및 인시던트에 대해 시스템 운영자에게 알립니다.
운영자에게 실시간 관리를위한 회랑 역량에 대한 정보를 제공하고, 운전자에게 복도 전반에 대한 조언을 계획 및 제공합니다.
2007 년 중반에 디트로이트 근처의 20 평방 마일 (52 평방 킬로미터)에 해당하는 VII 환경이 20 개의 프로토 타입 VII 응용 프로그램을 테스트하는 데 사용됩니다. 몇몇 자동차 제조업체는 또한 자체적 인 VII 연구 및 시연을 실시하고 있습니다.