Michigan plant speziellen Robocar/ADAS Smart Highway auf der I-94; Eine dumme Autobahn ist besser

A jüngste Ankündigung des Bundesstaates Michigan und der Cavnue Konsortium (ausgesprochen „Cavenue“) beschreibt, wie es 130 Millionen US-Dollar gesammelt hat und einen speziellen Korridor auf der I-95 zwischen Detroit und Ann Arbor für „CAVs“ oder Connected Autonomous Vehicles bauen wird. Es ist geplant, „vernetzte Straßen“-Funktionen zu entwickeln, „um die Fahrbahn in das vernetzte Fahrerlebnis einzufügen“. Dies widerspricht dem Entwicklungspfad der meisten, wenn nicht aller führenden Entwickler von selbstfahrenden Autos, die den dezentralen „Smart Vehicle“-Ansatz dem eher zentralisierten und infrastrukturbasierten „Smart Road“-Ansatz vorziehen.

Robocar-Entwickler haben aus einer Vielzahl von Gründen den Dumb-Road-Ansatz gewählt. Das Stärkste ist das Praktische – Sie können die Welt und die Straße nicht ändern, Sie können nur Ihr Fahrzeug ändern, also müssen Sie auf der Straße fahren, die Ihnen gegeben wird. Sogar die größten Entwickler wie Waymo/Google
GOOG
, haben keine Macht, die Welt an ihre Bedürfnisse anzupassen. Stattdessen haben sie den Ansatz der „virtuellen Infrastruktur“ wie Karten gewählt, damit sie mit den Straßen so umgehen können, wie sie sind, und das hat gut funktioniert – obwohl einige Spieler wie Tesla
TSLA
, mögen es nicht einmal, Karten zu haben, und möchten, dass das Fahrzeug auf jeder Straße, auf die es trifft, fast ausschließlich so fährt, wie es sich ein Mensch vorstellt.

Ich habe zuvor über die Lektionen des Internets geschrieben und wie sie die Idee von dummer Infrastruktur und intelligenten Geräten und damit die Idee von predigen intelligente Autos auf dummen Straßen. Das Internet eroberte die Welt, indem es dem Prinzip „Innovation an den Rändern, nicht im Netzwerk“ folgte, und führte zu mehr Veränderungen und Innovationen als alles andere in der Geschichte. Es ist sehr schwer für Menschen, die aus einer Infrastruktur-Mentalität kommen, dieses Prinzip zu akzeptieren. Wenn Sie Infrastruktur kennen, denken Sie, dass die Lösung in der Infrastruktur liegt.

Wenn es um Dinge wie Straßen geht, ist das Innovations- und Bereitstellungstempo sogar noch langsamer als bei der Netzwerkinfrastruktur. Das Internet förderte einen „Schichten“-Ansatz, der es ermöglichte, Innovationen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten stattfinden zu lassen. Während die Apps auf Ihrem Telefon wie verrückt innovativ waren, wechselten die physischen Kabel unabhängig voneinander – und viel langsamer – von Kupfer zu Glasfaser, von 2G zu 5G Wireless, von WLAN zu WLAN 6. Die unteren Ebenen versuchen, so dumm zu sein wie sie kann, und jede Interaktion zwischen den Schichten, die als „Schichtverletzung“ bekannt ist, wird dringend entmutigt und führt normalerweise zu einem Kaugummi.

Die Installation physischer Straßen und Schienen ist ein sehr langsamer Prozess. Die Planung dauert Jahre, die Aneignung dauert Jahre und auch der physische Bau dauert Jahre. Die Gesamtskalen werden oft in Jahrzehnten gemessen. Es kann schneller sein für Dinge, die am Straßenrand platziert sind, aber das Tempo ist immer noch in die Jahre gekommen. Das ist ein Problem, wenn man in der schnelllebigen Welt des Computers lebt, wie es das Auto jetzt tut.

Unsere Intuition kann uns täuschen. Man könnte sich eine Anwendung vorstellen, für die eine intelligente Infrastruktur eine großartige Lösung oder sogar die einzige Lösung zu sein scheint. Das Problem ist, dass es Jahre später, wenn es eingesetzt wird, sehr wahrscheinlich bereits veraltet ist. Die smarten Autos werden sich darüber ärgern, dass auf den Baustellen etwas installiert wird, was sie schon lange nicht mehr brauchen.

Das Telefon ist das deutlichste Beispiel dafür, da Menschen alle 1-2 Jahre Telefone ersetzen. Es ist fast unmöglich, dass das Telefon am Ende nicht gewinnt, auch wenn das heute lächerlich erscheint. Autos halten 20 Jahre, aber das wird sich mit Robotaxis ändern, die sich kilometerweit abnutzen und 3- bis 5-mal so viele Kilometer in einem Jahr fahren. Sie werden auch für „Feld“-Upgrades ausgelegt sein – viele Tesla-Besitzer haben bereits den Computer in ihren Autos ersetzen lassen, um Teslas Streben nach autonomem Fahren zu unterstützen. Robotaxis werden so konzipiert, dass verschiedene wichtige Komponenten durch die neuesten neuen Technologien ersetzt werden, die bei der ersten Vorstellung des Fahrzeugs noch nicht einmal vorstellbar waren.

Bei Robocars ist ein „Feld“-Upgrade nicht wirklich ein Feld-Upgrade. Diese Fahrzeuge können sich im Gegensatz zu anderen Hardwareprodukten, die im Feld eingesetzt werden, bei Bedarf selbst an Servicedepots liefern, um ihre Upgrades zu erhalten.

Wir können versuchen, ein bisschen davon mit Straßen zu machen. Wir können sicherstellen, dass in Straßen Leerrohre vergraben sind, durch die zukünftige Kabel gezogen werden können. Wir sollten dies tun, aber es ist eine Art verlorene Sache und nur die Hoffnung auf eine Layer-Verletzung. Stattdessen besteht die Lektion für Infrastruktur- und Straßenbauer darin, die Straßen einfach zu halten – nackte Gehwege – und so viele Dinge wie möglich ins Virtuelle zu verlagern. Die Infrastruktur muss innerhalb ihrer Schicht bleiben. Kommunikationsrelais können bereitgestellt werden, aber dies sollte auf die gleiche Weise erfolgen, wie wir mobile Datennetze aufbauen – die Menschen, die die Generationen mobiler Daten erneuern, werden viel schneller arbeiten als jeder andere, der in der Straßeninfrastruktur arbeitet.

Eine Lektion dazu ist bereits im DSRC-Plan sichtbar. 1995 wurde ein Plan für ein Kurzstrecken-Funkprotokoll für Autos entworfen, um miteinander zu sprechen. Es war eine Modifikation der WLAN-Protokolle. 25 Jahre später wird es immer noch nicht verwendet und wird es wahrscheinlich nie mehr sein, genauso wie die Leute ihre 25 Jahre alten Mobiltelefone benutzen. Leute in der mobilen Datenbranche haben auf der Grundlage ihrer Arbeit ein konkurrierendes Protokoll namens C-V2X entwickelt, das den Kampf mit DSRC „gewonnen“ zu haben scheint. Sogar C-V2X versucht bereits eine Schichtverletzung und wird immer noch nicht bereitgestellt oder verwendet.

Im Jahr 2010, als ich an Google Chauffeur (jetzt bekannt als Waymo) arbeitete, betrat ich die Welt der direkten Kommunikation von DSRC und V2X (Vehicle to Vehicles/Infrastructure/etc.). Es stellte sich heraus, dass es für das Google-Autoteam nichts Brauchbares gab und wahrscheinlich auch nicht geben würde. Fast alle führenden Teams für selbstfahrende Autos – diejenigen, die nicht in Autounternehmen eingebettet sind – haben noch immer keine Pläne, V2X-Kommunikation oder „Smart Road“-Technologien zu nutzen. Sie sagen höchstens, dass sie sie benutzen könnten, wenn sie auftauchen, aber sie werden keine Pläne machen, um sich auf sie zu verlassen, und keinen ihrer Pläne darauf gründen, dass sie auftauchen. Dies gilt, obwohl zwei Teams – Argo und May Mobility – Partner von Cavnue bei seinem Projekt sind. Für sie ist es ein experimentelles Projekt, keine wichtige Säule der Entwicklung.

Ein Team, Baidu
BIDU
, engagiert sich für V2X. Sie haben sogar Experimente durchgeführt, Autos ohne Sensoren selbstfahrend zu machen, indem sie sich nur auf Sensoren am Straßenrand verlassen. Das ist machbar – es gibt sogar Vorteile, Ansichten von entfernten Orten in Ihrer Wahrnehmung zu erhalten – aber macht ein Auto, das nur auf einer so speziellen Straße fahren kann und erfordert, dass Sie der Straße und ihrer Kommunikation mit Ihrem Leben vertrauen, was die meisten Spieler nicht wollen machen.

Baidu verfolgt dies, weil sie glauben, dass sie ein Auto ohne V2X sicherer machen können als einen menschlichen Fahrer, aber sie glauben, dass V2X ihnen helfen wird, den Rest des Weges zu nahezu null Zwischenfällen zu gehen. Das sollte besser eine kleine Distanz sein, da Sie auf allen Straßen sehr sicher sein müssen, nicht nur auf den Straßen mit V2X

May Mobility hält es für interessant, dass Autos Ampeln mitteilen, dass sie sich nähern, sodass sich die Signale ändern können, ohne dass das Auto über einen Sensor fahren muss, um erkannt zu werden. Argo sagt, dass sie V2X nicht aus Sicherheitsgründen benötigen, sondern „daran interessiert sind, zu untersuchen, wie autonome Fahrzeuge der V2X-Technologie helfen können, den Verkehrsfluss noch weiter zu verbessern, und ob umgekehrt unsere eigenen Kartierungs- und Vorhersagefähigkeiten durch die Integration mit intelligenter Infrastruktur verbessert werden können.“

Schon heute kommunizieren und kooperieren Autos, sogar mit menschlichen Fahrern, über Tools wie Waze, wo Autos ihre Bewegungen und Menschen auf der Straße beobachtete Dinge melden. Dies ist ein „dummer Infrastruktur“-Ansatz, bei dem die Intelligenz im Telefon und im Fahrer/Beifahrer steckt, und es ist bereits draußen und funktioniert gut.

Dieser Konflikt ist auch der Konflikt zwischen zentralen und dezentralen Ansätzen. Zentralisierte Pläne wie Baidus „Apollo Air“-Straße können sinnvoll sein und an dem Tag, an dem Sie sie entwerfen, sogar billiger und überlegener erscheinen, aber sie erlauben nur das Fahren auf dieser Straße, und kein einzelnes Autoteam kann an seinen Sensoren innovativ sein, weil sie darauf angewiesen sind die Straßenbehörde dazu zu bringen, ihre Innovation umzusetzen. Der dezentrale Plan, bei dem sich alles um das Fahrzeug dreht, ermöglicht Wettbewerb und Innovation in einer Art und Weise, auf die immer gewettet werden kann.

Die Cavnue-Straße

Eine Darstellung von Cavnues Vision ist auf ihrer Website zu finden, nämlich eine eigene Fahrspur für vernetzte und autonome Fahrzeuge. Während dedizierte Fahrspuren ein schlechter Ansatz sind, hat das Design von Cavnue zumindest die Fahrspur, die von allen Fahrzeugtypen geteilt wird, solange sie über ausreichende Technologie verfügen. Frühere Bemühungen um dedizierte Vorfahrten für den Transit waren sehr verschwenderisch, da Transitfahrzeuge normalerweise nicht mit Raten von mehr als einer Minute pro Minute erscheinen, während normale Fahrspuren mit 30 Fahrzeugen pro Minute fahren. Es ist nicht unbekannt, dass es RoWs gibt, die nur alle 5 bis 10 Minuten ein Fahrzeug sehen. Zuglinien (in Tunneln oder an der Oberfläche) fahren normalerweise bestenfalls alle 3 Minuten ein Fahrzeug, haben aber häufiger Zugabstände von 5, 10 oder sogar 30 Minuten. Sie gleichen dies durch den Einsatz sehr großer Fahrzeuge aus, verschwenden aber immer noch den größten Teil ihrer RoW-Kapazität. Bahngleise können nur Züge transportieren, während Gehwege wie die von Canvue jede Art von Fahrzeug befördern können (einschließlich noch nicht erfundener Fahrzeuge), aber sie sind möglicherweise nicht für Fußgänger oder Radfahrer geeignet.

Diese dargestellte Vision geht über den angekündigten I-94-Korridorplan hinaus, der laut Cavnue nur eine speziell verwaltete Fahrspur umfasst, die für alle Autos offen ist, einschließlich nicht verbundener. In der Tat wird der anfängliche Fokus mehr auf der ADA liegen
ADA
S-Pilot-Fahrzeuge, die jetzt auf den Markt kommen, und möglicherweise Standby-Fahrer (fälschlicherweise als „Level 3“-Systeme bezeichnet), sobald sie entstehen. Sie hoffen auch, Dienstleistungen für Trucker anbieten zu können, obwohl es wiederum nicht klar ist, warum man eine Infrastruktur auf der Straße und nicht in Fahrzeugen haben möchte, um ihnen die benötigten Daten zu liefern.

In dem vorausschauenderen Bild oben sehen wir einen Lieferwagen, der angehalten hat, um eine Rampe auszufahren und einen Passagier zu besteigen. Dieses Fahrzeug blockiert die Fahrspur und stoppt den Bus und alle anderen Fahrzeuge dahinter. Während ein Rollstuhlfahrer zusätzliche Zeit zum Einsteigen benötigt, ist dies selbst für schnelleres Einsteigen kein guter Plan. Stadtbusse, die normale Fahrspuren benutzen, neigen dazu, zum Einsteigen aus dem Verkehr auszuscheren, und natürlich tun dies auch private Autos – auch wenn Ubers und Cruise-Fahrzeuge dafür bekannt sind, dabei zu schummeln. Offline-Halten, das es ermöglicht, den Verkehr fortzusetzen, wenn Fahrzeuge anhalten, um Passagiere auszutauschen, ist eine äußerst nützliche Funktion, aber es ist schwierig, mit zentralen Fahrspuren umzugehen, wo Sie plötzlich Haltespuren und Fußgängerplattformen erstellen müssen. Dies ist viel einfacher an den Seiten der Straße (weshalb Bushaltestellen normalerweise dorthin führen), wo Sie Platz wegnehmen von Parkplätzen, Straßenrestaurants oder sogar Gebäuden, wenn Sie von Grund auf neu entwerfen. Das Problem dabei ist jedoch, dass der reguläre Verkehr die eigene Spur überqueren muss, um die Straße zu betreten oder zu verlassen.

Robocar-Entwickler haben sich nach einem kurzen Flirt in den Experimenten der 1990er Jahre vor speziellen Fahrspuren und spezieller Infrastruktur gescheut. Im Allgemeinen benötigen Sie entweder die dedizierte Fahrspur oder nicht. Wenn Sie dies nicht tun, gibt es keinen großen Anreiz, die Kosten für die Herstellung zu bezahlen. Wenn Sie es brauchen, haben Sie ein Fahrzeug, das nur an Orte fahren kann, an denen Sie eine neue Infrastruktur aufgebaut haben, was ganz und gar nicht das ist, was Robocar-Entwickler bauen wollen. Sobald Sie Sicherheit von der eigenen Spur erwarten, bedeutet dies, dass Sie außerhalb davon weniger sicher sind, was ein gefährlicher Ansatz ist. Sie möchten die meisten Orte befahren und müssen an den meisten Orten eine ausreichende Sicherheit erreichen, nicht nur an Orten, an denen Sie über eine spezielle Infrastruktur verfügen.

Dadurch bleibt die dedizierte Spur ein teurer Weg zu bescheidenem Nutzen, was nie ein großartiges Unterfangen ist, selbst wenn es nicht Jahrzehnte gedauert hat, um es zu bauen und veraltet zu sein, bevor es fertig ist.

Der Wert der direkten Kommunikation zwischen Fahrzeugen und anderen Fahrzeugen und Infrastruktur wird stark überbewertet und ist es auch wohl negativ aus Gründen der Computersicherheit. Nahezu alle Anwendungen werden mit „Vehicle to HQ (Cloud)“ besser bedient, wobei die HQ-Server die Zusammenarbeit zwischen den Fahrzeugen arrangieren. Dank des heutigen 5G kann die Latenz bei der Kommunikation zur und von der Cloud unter 10 Millisekunden liegen und funktioniert auch dann, wenn zwischen den Fahrzeugen keine Sichtverbindung besteht. Während V2HQ im Vergleich zur direkten Kommunikation wohl zentralisiert ist, ist dies einer der wenigen Fälle, in denen die Zentralisierung gewinnt, weil sie Probleme in Bezug auf Vertrauen, Interoperabilität, Innovation und, wie bereits erwähnt, Nicht-Sichtverbindung löst. Innovationen in der direkten Kommunikation erfordern die Änderung beider Endpunkte, während in V2HQ nur ein Unternehmen aktualisieren muss.

Virtuelle eigene Fahrspuren

Während Leute aus der Welt der Infrastruktur Fahrspuren als physische Dinge betrachten, können sie in der Softwarewelt virtuelle Dinge sein. Die gute Nachricht ist, dass wir das „vernetzte Auto“ bereits vor vielen Jahren erreicht haben, da fast jedes Auto auf der Straße ein Smartphone hat und ein großer Teil von ihnen während der Fahrt eine Art Navigations-App laufen lässt . Die Nutzung der bestehenden, sich ständig verbessernden „Infrastruktur“ mobiler Datennetze und Smartphones in Kombination mit Bordcomputern, die regelmäßig Software-Updates erhalten, bietet viele Möglichkeiten zum Nulltarif und wird auch immer besser Exponentialpfad kostenlos. Kein benutzerdefinierter Ansatz kann es für mehr als eine sehr kurze Zeit schlagen.

Städte können ihre Straßen mithilfe der virtuellen Ebene verwalten, ohne eine neue physische Infrastruktur zu schaffen, ohne andere Kosten als Software und gelegentliche zufällige Absperrungen. Man markiert Fahrspuren als bewirtschaftet, und um sie befahren zu können, benötigt man eine mit dem System kompatible Fahrzeug- oder Smartphone-App. (Beliebte Apps wie Waze, Apple Maps usw. würden einfach kompatibel werden, um ihren Benutzern zu dienen.) Benutzer der virtuell verwalteten Fahrspuren würden ihrer App gehorchen – wie sie es bereits weitgehend tun – und diejenigen, die versuchen, die Fahrspuren zu verwenden, ohne dies zu tun, würden es tun Gefangen und mit einem Ticket versehen von gelegentlichen Überwachungssensoren. Heute ist es geschafft (HOT
HEISS
/carpool) Fahrspuren tun dies fast, aber sie installieren eine überraschend teure Infrastruktur, um mit Transpondern in Autos zu sprechen, da sie in der Zeit vor dem Smartphone entwickelt wurden. Wie immer wird jedes Design, das nicht in Smartphones oder herunterladbarer Software enthalten ist, schnell veraltet, egal wie sinnvoll es damals war.

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