CC BY
9
УДК 007.032; 004
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-156-159
ОБЗОР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГРУППЫ РОБОТИЗИРОВАННЫХ АВТОНОМНЫХ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Д.А. Стручев
В данной статье проводится анализ беспроводной связи взаимодействия группы автономных транспортных средств. Проведен анализ достоинств и недостатков каждого из методов, приведены схемы взаимодействия транспортных средств, а также варианты использования того или иного метода.
Ключевые слова: автономноетранспортное средство, беспроводная связь, топология, группа транспортных средств.
В настоящее время происходит широкое внедрение роботизированных систем в быт человека. Их можно встретить абсолютно повсеместно, как на производствах, где без их использования невозможно достичь необходимого качества продукта, так и в обычной закусочной в качестве робота официанта или робота повара. Следует особенно отметить сферу транспортной автоматизации. На рынке появляются фирмы, доставляющие различные посылки и вещи с помощью квадрокоптеров. В сфере доставки и передвижения людей, тестируются автотранспортные средства, способные передвигаться без водителя и вырабатываются оптимальные алгоритмы действий и движения в той или иной ситуации. Пока это все производится под присмотром человека, но уже можно с абсолютной точностью сказать, что развитие в данной отрасли есть и будет развиваться дальше. Следующий этап развития -группы автономных транспортных средств. В данной статье рассмотрим варианты их взаимодействия в группе.
Вариант взаимодействия «базовая станция - транспортное средство». Аналог взаимодействия базовая станция - транспортное средство ежедневноиспользуется и повсеместно применяется. Это сотовая связь. При помощи связанных между собой базовых станций производится взаимодействие с абонентами повсеместно. Сеть сотовой связи широко распространена и позволяет обмениваться данными в крупных городах и населенных пунктах, а также, что важно в нашем варианте применения, на магистральных трассах.
Данный тип реализации взаимодействия приведен на рис. 1. Транспортное средство (ТС) взаимодействует с сетью базовых станций (БС), с помощью которых поддерживает связь с группой. Как можно увидеть на рисунке, конечному абоненту недоступна информация о количестве базовых станций, через которые прошло информационное сообщение. Этот накладывает свои ограничения по оценке и расчету времени, потраченного на переходы между базовыми станциями и от одного ТС к другому.
станции
Этот метод позволяет поддерживать связь между группой в зонах действия сети, что является недостатком - зависимость от наличия сети сотовой связи или иной сети базовых станций в зоне передвижения группы транспортных средств. При выходе из зоны покрытия одной единицы группы, связь с ним будет полностью потеряна. Также будет невозможно определить расположение данной единицы в момент последней связи, так как информация с какой из базовых станций последний раз взаимодействовала данная единица недоступна.
156
Системный анализ, управление и обработка информации
Вариант взаимодействия «Mesh-сеть». Данный вид сети предполагает наличие среди транспортных средств терминалов, которые образуют единую сеть. Особенностью сети, построенной с использованием MESH-топологии, является отсутствие общей точной синхронизации от единого центра управления. Все терминалы имеют равноправное положение в сети и разное начальное время внутренних часов, что соответствует отсутствию точной синхронизации.
При перемещении терминалов и их значительном удалении, сеть может разбиваться на кластеры или подсети, несвязанные между собой. Синхронизация в этих кластерах будет своя, но если узлы вновь окажутся в одной зоне действия, то они опять образуют одну общую сеть. Динамическая маршрутизация позволяет выстраивать маршруты передачи информации по цепочке из нескольких терминалов [1].
На рис. 2 показана работа группы транспортных средств (ТС) посредствам терминалов (ТС-Т), установленных в некоторых транспортных средствах. Как видно из рисунка, в данном построении сети взаимодействия, исключается зависимость от стационарных базовых станций. Это позволяет группе быть более мобильной и разбиваться на подгруппы, во главе с транспортным средством - терминалом.
средства
Вариант взаимодействия MANET сети. MANET (MobileAd-hocNETworks) сеть-это одноранговая беспроводная децентрализованная самоорганизующаяся сеть, состоящая из мобильных устройств, в нашем случае транспортных средств, способных устанавливать соединения между произвольными узлами. Каждыйабонент может независимо передвигаться в любых направлениях, и часто разрывать и устанавливать новые соединения между рядом располагающимися транспортными средствами.
Главное достоинство самоорганизующихся сетей, при использовании для связи мобильных транспортных средств, заключается в том, что площадь зоны устойчивой радиосвязи значительно превосходит зону действия одного малогабаритного мобильного абонентского приемопередатчика с автономным питанием и ограниченной мощностью излучения. И чем больше абонентских терминалов, рассредоточенных на местности, тем больше радиус действия сети и меньше вероятность потери связи. Преимуществом самоорганизующихся сетей является возможность быстрого и автоматического восстановления связей в случае их разрыва за счет формирования новых маршрутов через транзитные устройства [2].
На рис. 3 отображено взаимодействие транспортных средств при использовании MA-NETсети. Такое объединение позволяет абонентам сети максимально сокращать количество промежуточных узлов. Это позволяет разгрузить, ненужные для связи, транспортные средства. Но есть и свои недостатки. Для реализации данной сети необходимо устанавливать на все транспортные средства приемопередатчики и каждому ТС необходимо производить дополнительные расчеты.
децентрализованной сети
Каждый из приведенных вариантов взаимодействия имеет свои достоинства и недостатки. Так вариант «базовая станция - транспортное средство» возможно использовать в городах на магистральных трассах при передвижении группы грузоперевозчиков. Систему MESHœra лучше всего применять при наличии ведущего транспортного средства, или, например, транспортного средства которое ведет человек, а также при проведении спасательных операций на пересеченной местности. Вариантвзаимодействия MANETприменим как для наземного, так и для воздушного транспорта. В мире уже прорабатываются варианты реализации данной системы в авиации, так как стоит проблема диспетчеризации БПЛА и их безопасностью полетов. Уже существует специальное ответвление сетей MANET, использующихся на автомобилях для сокращения аварий на дорогах общего пользования и предотвращения пробок [3].
Список литературы
1. Мухамадиева З.Б. Технология mesh-сети // Молодой ученый. 2018. № 2 (188). С. 5-6.
2. Клименко И.С. Обзор беспроводных транспортных сетей VANET // Современные инновации. 2018. № 5(27). С. 16-20.
3.Кулаков М.С.Анализ особенностей функционирования мобильных самоорганизующихся сетей MANET на уровне доступа к среде MAC // T-Comm Телекоммуникации и транспорт ТОМ 8. №10-2014. С. 39-42.
Стручев Денис Александрович, аспирант, nedrf@mail.ru, Россия, Тула, Тульский Государственный университет
AN OVERVIEW OF THE INTERACTION OF A GROUP OF ROBOTIC AUTONOMOUS VEHICLES
D.A. Struchev
This article analyzes the wireless communication interaction of a group of autonomous vehicles. The analysis of the advantages and disadvantages of each of the methods is carried out, the schemes of interaction of vehicles are given, as well as options for using one or another method.
Key words: autonomous vehicle, wireless communication, topology, group of vehicles.
Struchev Denis Aleksandrovich, postgraduate, nedrf@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
