वाहन संचार प्रणाली

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वाहन संचार प्रणालियाँ संगणक संजाल हैं जिनमें वाहन और सड़क के किनारे इकाइयाँ संचार नोड (नेटवर्किंग) हैं, जो एक दूसरे को जानकारी प्रदान करते हैं, जैसे सुरक्षा चेतावनी और यातायात सूचना। वे दुर्घटनाओं और यातायात की भीड़ से बचने में प्रभावी हो सकते हैं। दोनों प्रकार के नोड समर्पित लघु-श्रेणी संचार (डीएसआरसी) उपकरण हैं। DSRC 5.9 GHz बैंड में 75 MHz की बैंडविड्थ और अनुमानित रेंज के साथ काम करता है 300 metres (980 ft).[1] वाहन संचार आमतौर पर बुद्धिमान परिवहन प्रणालियों (ITS) के एक भाग के रूप में विकसित किया जाता है।

इतिहास

वाहन संचार की शुरुआत 1970 के दशक में हुई। संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में क्रमशः इलेक्ट्रॉनिक मार्ग मार्गदर्शन प्रणाली (ERGS) और CACS जैसी परियोजनाओं पर काम शुरू हुआ।[2] जबकि अंतर-वाहन संचार | इंटर-व्हीकल कम्युनिकेशंस (IVC) शब्द 1980 के दशक की शुरुआत में प्रसारित होना शुरू हुआ।[3] मानकीकरण गतिविधियाँ शुरू होने से पहले विभिन्न मीडिया का उपयोग किया गया था, जैसे कि लेज़र, इन्फ्रारेड और रेडियो तरंगें।

1986 और 1997 के बीच संयुक्त राज्य अमेरिका में उन्नत पारगमन और राजमार्ग परियोजना के लिए भागीदार वाहन संचार परियोजनाओं में एक महत्वपूर्ण सफलता थी।[4] यूरोप में वाहन संचार से संबंधित परियोजनाओं को 1986 और 1995 के बीच यूरेका प्रोमेथियस प्रोजेक्ट परियोजना के साथ शुरू किया गया था।[5] इसके बाद की कई परियोजनाओं को पूरी दुनिया में लागू किया गया है जैसे उन्नत सुरक्षा वाहन (एएसवी) कार्यक्रम,[6] चौफर I और II,[7] फ्लीटनेट,[8] कार्टॉक 2000,[9] वगैरह।

2000 के दशक की शुरुआत में, वाहन तदर्थ नेटवर्क | वेहिकल एड हॉक नेटवर्क (VANET) शब्द को वायरलेस तदर्थ नेटवर्क | मोबाइल एड-हॉक नेटवर्क (MANETs) के सिद्धांतों के एक अनुप्रयोग के रूप में वाहनों के क्षेत्र में पेश किया गया था। VANET और IVC शब्द अलग-अलग नहीं हैं और सड़क के किनारे के बुनियादी ढांचे पर निर्भरता के साथ या बिना वाहनों के बीच संचार को संदर्भित करने के लिए एक दूसरे के रूप में उपयोग किए जाते हैं, हालांकि कुछ लोगों ने तर्क दिया है कि IVC केवल सीधे V2V कनेक्शन को संदर्भित करता है।[10] यूरोपीय संघ, जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया के अन्य हिस्सों में कई परियोजनाएं सामने आई हैं, उदाहरण के लिए, ईटीसी,[11] सेफस्पॉट,[12] रोकना,[13] आओ सुरक्षा,[14] अब,[15] आईवीआई।[16] वाहनों से होने वाले संचार को संदर्भित करने के लिए कई शब्दों का उपयोग किया गया है। ये परिवर्णी शब्द या तो ऐतिहासिक संदर्भ में, उपयोग की गई तकनीक, मानक या देश (TELEMATICS , समर्पित लघु-श्रेणी संचार, WAVE,) में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।[17] वाहन तदर्थ नेटवर्क, वाहनों का इंटरनेट, IEEE 802.11p|802.11p, ITS-G5,[18] वाहन-से-सब कुछ)। वर्तमान में, सेलुलर 3GPP-रिलीज़ 16 पर आधारित है[19] और IEEE 802.11p पर आधारित वाईफाई संभावित संचार तकनीक साबित हुई है जो कनेक्टेड वाहनों को सक्षम बनाती है। हालांकि, यह नकारा नहीं जाता है कि अन्य प्रौद्योगिकियां उदाहरण के लिए, दृश्यमान प्रकाश संचार, ZigBee , वाइमैक्स, माइक्रोवेव, अत्यधिक उच्च आवृत्ति अभी भी एक वाहन संचार अनुसंधान क्षेत्र हैं।[20] कई संगठन और सरकारी एजेंसियां ​​वाहन संचार (एएसटीएम इंटरनेशनल, इंस्टीट्यूट ऑफ़ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स, ईटीएसआई, एसएई इंटरनेशनल, 3जीपीपी, एसोसिएशन ऑफ रेडियो इंडस्ट्रीज एंड बिजनेस, दूरसंचार प्रौद्योगिकी समिति, टीटीए,) के लिए मानक और विनियमन जारी करने से संबंधित हैं।[21] चीन संचार मानक संघ, अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ, 5G ऑटोमोटिव एसोसिएशन, ITS अमेरिका, ERTICO, ITS एशिया-प्रशांत[22]). 3GPP सेलुलर आधारित V2X संचार के लिए मानकों और विशिष्टताओं पर काम कर रहा है,[23] जबकि IEEE मानक 802.11bd जारी करने पर स्टडी ग्रुप नेक्स्ट जनरेशन V2X (NGV) के माध्यम से काम कर रहा है।[24]


सुरक्षा लाभ

वाहन संचार प्रणालियों के लिए मुख्य प्रेरणा सुरक्षा और यातायात टक्करों की अत्यधिक लागत को समाप्त करना है। विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) के अनुसार, दुनिया भर में हर साल सड़क दुर्घटनाओं में लगभग 1.2 मिलियन लोगों की मौत होती है; चोट के कारण होने वाली सभी मौतों में से एक चौथाई। साथ ही लगभग 50 मिलियन लोग यातायात दुर्घटनाओं में घायल होते हैं। यदि निवारक उपाय नहीं किए जाते हैं, तो सड़क मृत्यु 1990 में नौवें स्थान से 2020 में मृत्यु का तीसरा प्रमुख कारण बनने की संभावना है।[25] अमेरिकन ऑटोमोबाइल एसोसिएशन (एएए) के एक अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला है कि कार दुर्घटनाओं से संयुक्त राज्य अमेरिका को प्रति वर्ष $300 बिलियन का नुकसान होता है।[26] इसका उपयोग स्वचालित यातायात चौराहे नियंत्रण के लिए किया जा सकता है।[1]

हालांकि कार दुर्घटनाओं से होने वाली मौतों को सैद्धांतिक रूप से टाला जा सकता है। संयुक्त राज्य परिवहन विभाग|यू.एस. परिवहन विभाग का कहना है कि अमेरिका में वार्षिक 43,000 सड़क दुर्घटनाओं में से 21,000 मौतें सड़क मार्ग से प्रस्थान और चौराहे से संबंधित घटनाओं के कारण होती हैं।[27] वाहन संचार के माध्यम से स्थानीय चेतावनी प्रणाली को तैनात करके इस संख्या को काफी कम किया जा सकता है। प्रस्थान करने वाले वाहन अन्य वाहनों को सूचित कर सकते हैं कि वे राजमार्ग छोड़ने का इरादा रखते हैं और चौराहे (सड़क) पर आने वाली कारें उस चौराहे पर चलने वाली अन्य कारों को चेतावनी संदेश भेज सकती हैं। वे यह भी सूचित कर सकते हैं कि वे कब लेन बदलना चाहते हैं या यदि कोई ट्रैफिक जाम है।[28] अमेरिकी राष्ट्रीय राजमार्ग यातायात सुरक्षा प्रशासन द्वारा 2010 के एक अध्ययन के अनुसार, वाहन संचार प्रणाली सभी यातायात दुर्घटनाओं के 79% तक बचने में मदद कर सकती है।[29] अध्ययनों से पता चलता है कि पश्चिमी यूरोप में औसत वाहन गति में केवल 5 किमी/घंटा की कमी से मृत्यु दर में 25% की कमी हो सकती है।[30]


वाहन से वाहन

Main article: Vehicular ad hoc network

पिछले कुछ वर्षों में, इस क्षेत्र में काफी शोध और परियोजनाएं हुई हैं, जिसमें सुरक्षा से लेकर नेविगेशन और कानून प्रवर्तन तक विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए VANETs को लागू किया गया है। दिसंबर 2016 में, अमेरिकी परिवहन विभाग ने मसौदा नियमों का प्रस्ताव किया जो धीरे-धीरे V2V संचार क्षमताओं को हल्के-ड्यूटी वाहनों के लिए अनिवार्य बना देगा।[31] तकनीक पूरी तरह से निर्दिष्ट नहीं है, इसलिए आलोचकों ने तर्क दिया है कि निर्माता इस दस्तावेज़ में क्या है और यह नहीं जान सकते कि संघीय मोटर वाहन सुरक्षा मानकों के तहत उनकी ज़िम्मेदारी क्या होगी।[31]सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना (सार्वजनिक कुंजी अवसंरचना) वर्तमान सुरक्षा प्रणाली है जिसका उपयोग V2V संचार में किया जा रहा है।[32]


स्पेक्ट्रम पर संघर्ष

V2V केबल टेलीविजन और अन्य तकनीकी फर्मों से खतरे में है जो वर्तमान में इसके लिए आरक्षित रेडियो स्पेक्ट्रम का एक बड़ा हिस्सा लेना चाहते हैं और उच्च गति वाली इंटरनेट सेवा के लिए उन आवृत्तियों का उपयोग करना चाहते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, V2V का रेडियो स्पेक्ट्रम का वर्तमान हिस्सा 1999 में सरकार द्वारा अलग रखा गया था, लेकिन अप्रयुक्त हो गया है। मोटर वाहन उद्योग यह कहते हुए सभी को बनाए रखने की कोशिश कर रहा है कि उसे V2V के लिए स्पेक्ट्रम की सख्त जरूरत है। ऑटोमोटिव उद्योग की स्थिति का समर्थन करने वाले राष्ट्रीय परिवहन सुरक्षा बोर्ड के साथ संघीय संचार आयोग (FCC) ने तकनीकी कंपनियों का पक्ष लिया है। इंटरनेट सेवा प्रदाता (जो स्पेक्ट्रम का उपयोग करना चाहते हैं) दावा करते हैं कि स्वायत्त कारें V2V संचार को अनावश्यक बना देंगी। यूएस ऑटोमोटिव उद्योग ने कहा है कि यदि V2V सेवा को धीमा या बाधित नहीं किया जाता है तो वह स्पेक्ट्रम साझा करने को तैयार है; और FCC कई साझाकरण योजनाओं का परीक्षण करने की योजना बना रहा है।[33] V2V संचार के लिए असंगत स्पेक्ट्रा का समर्थन करने वाले विभिन्न स्थानों में सरकारों के साथ, वाहन निर्माताओं को कुछ बाजारों के लिए प्रौद्योगिकी अपनाने से हतोत्साहित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलिया में V2V संचार के लिए कोई स्पेक्ट्रम आरक्षित नहीं है, इसलिए वाहनों को गैर-वाहन संचार से हस्तक्षेप का सामना करना पड़ेगा।[34] कुछ लोकेशंस में V2V संचार के लिए आरक्षित स्पेक्ट्रा इस प्रकार हैं:

Locale Spectra
USA 5.855-5.905 GHz[34]
Europe 5.855-5.925 GHz[34]
Japan 5.770-5.850 GHz; 715-725 MHz[34]
Australia 5.855-5.925 GHz[35]


वाहन-से-बुनियादी ढांचे

2012 में, ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के कंप्यूटर वैज्ञानिकों ने स्वचालित कारों के लिए डिज़ाइन किए गए स्मार्ट चौराहों को विकसित करना शुरू किया। सड़क पर प्रत्येक कार के साथ सीधे संवाद करने वाले कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करने के बजाय चौराहों पर कोई ट्रैफिक लाइट नहीं होगी और न ही रुकने के संकेत होंगे।[36] स्वायत्त वाहनों के मामले में, सबसे प्रभावी ढंग से कार्य करने के लिए उनके लिए अन्य 'उपकरणों' से जुड़ना आवश्यक है। स्वायत्त वाहन संचार प्रणालियों से लैस हैं जो उन्हें अन्य स्वायत्त वाहनों और सड़क के किनारे की इकाइयों के साथ संवाद करने की अनुमति देते हैं, अन्य बातों के अलावा, सड़क के काम या यातायात की भीड़ के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। इसके अलावा, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि भविष्य में कंप्यूटर प्रोग्राम होंगे जो प्रत्येक व्यक्तिगत स्वायत्त वाहन को कनेक्ट और प्रबंधित करेंगे क्योंकि यह एक चौराहे के माध्यम से नेविगेट करता है।[36]इस प्रकार की विशेषताएं स्वायत्त वाहनों के बाजार में अन्य उत्पादों और सेवाओं (जैसे इंटरसेक्शन कंप्यूटर सिस्टम) को समझने और सहयोग करने के लिए स्वायत्त वाहनों की क्षमता को और विकसित करती हैं। आखिरकार, यह नेटवर्क का उपयोग करने वाले अधिक स्वायत्त वाहनों को जन्म दे सकता है क्योंकि सूचना को अन्य स्वायत्त वाहनों के उपयोग के माध्यम से मान्य किया गया है। ऐसे संचलन नेटवर्क के मूल्य को मजबूत करेंगे और उन्हें नेटवर्क बाह्यताएं कहा जाता है।

2017 में, एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने 1/10 पैमाने का चौराहा विकसित किया और चौराहा नामक एक चौराहा प्रबंधन तकनीक प्रस्तावित की। यह दिखाया गया था कि चौराहा V2I संचार और वर्स्ट-केस निष्पादन समय दोनों के नेटवर्क विलंब के लिए बहुत लचीला है। चौराहे प्रबंधक का वर्स्ट-केस निष्पादन समय।[37] 2018 में, एक मजबूत दृष्टिकोण पेश किया गया था जो मॉडल बेमेल और बाहरी गड़बड़ी जैसे हवा और धक्कों दोनों के लिए लचीला है।[38]


वाहन-से-सब कुछ

Main article: Vehicle-to-everything

नवंबर 2019 में, 5G पर आधारित सेलुलर V2X (सेलुलर व्हीकल-टू-एवरीथिंग) के एक एप्लिकेशन को खुले शहर की सड़कों और ट्यूरिन में एक परीक्षण ट्रैक पर प्रदर्शित किया गया था।[39] V2V से लैस कारें संभावित खतरनाक स्थिति के बारे में उन्हें समय पर सूचित करने के लिए अचानक ब्रेक लगाने की स्थिति में निम्नलिखित वाहनों को एक संदेश प्रसारित करती हैं। अन्य अनुप्रयोगों ने उपयोग के मामलों का प्रदर्शन किया जैसे; एक क्रॉसिंग पैदल यात्री के बारे में ड्राइवरों को सचेत करना।[40]


प्रमुख खिलाड़ी

इंटेलिजेंट ट्रांसपोर्टेशन सोसायटी ऑफ अमेरिका (आईटीएसए) का उद्देश्य सार्वजनिक और निजी क्षेत्र के संगठनों के बीच सहयोग में सुधार करना है। ITSA ने अपने मिशन स्टेटमेंट को विजन जीरो के रूप में सारांशित किया है, जिसका अर्थ है कि इसका लक्ष्य घातक दुर्घटनाओं और देरी को यथासंभव कम करना है।

कई विश्वविद्यालय वाहनों के तदर्थ नेटवर्क के अनुसंधान और विकास का अनुसरण कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, कैलिफोर्निया उन्नत पारगमन और राजमार्गों के लिए कैलिफ़ोर्निया पार्टनर्स (PATH) में भाग ले रहा है।[4]


यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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