מהפיכת התחבורה העולמית מתחילה בישראל

זמן קריאה 8 דק'

הרכב המקושר: עולם חדש של בטיחות בדרכים

בשנים הקרובות צפויה להתקבל בארה"ב הנחייה לצייד את המכוניות ביכולת תקשורת, מרכז אפקה לתשתיות תחבורה ולוגיסטיקה, מתווה קווים מנחים להיערכות לקליטת הרכב המתוקשר ומסביר על היתרונות לתעשיית ההייטק בישראל.

העולם נמצא על סף מהפכה בתחום התחבורה, פרי הבשלה צרכנית וטכנולוגית. ממשלים בעולם מכירים בתועלת העצומה שעשויה לצמוח לחברה ולמשק משינויים בענף התחבורה ומכירים בהכרח לנקוט צעדים לקידום שינויים אלה. בתחום התחבורה היבשתית מתפתחות בשנים האחרונות ארבע טכנולוגיות: הנעה חשמלית, תקשור לרכב (connectivity), נהיגה אוטומטית ואוטונומית וניידות מגוונת ובכללה דפוסים של שיתוף כלי רכב ונסיעות.

בשנים הקרובות צפויה להתקבל בארה"ב הוראה שתחייב את תעשיית הרכב לצייד את המכוניות ביכולת תקשור. היכולת לתקשר נועדה לאפשר לכלי הרכב לקבל ולמסור מידע מהסביבה (כגון ממערכות שילוט ומרמזורים) ומכלי רכב אחרים. "המכונית המתוקשרת תוכל לתקשר ישירות עם כלי רכב ועם רכיבי תשתית בסביבתה, ללא תיווך של מכשיר נייד ייעודי ברכב" מסביר פרופ' אראל אבינרי, ראש המסלול להנדסה וניהול מערכות תשתית במכללת אפקה והעומד בראש מרכז אפקה לתשתיות תחבורה ולוגיסטיקה (Acitral), "מערך התקשור יוכל להציע לנהג יישומים רבים ומגוונים: תשלום בעבור שימוש בתשתיות ניווט מקוון, או ניתוב דינמי המתחשב במצבי תנועה, במזג האוויר, בתנאי הדרך ובמקומות חנייה. יישומים שונים המסתמכים על טכנולוגיה זו יאפשרו לנסוע בצורה בטוחה, מהירה וחלקה יותר ולהתאים את המהירות לתנאי הכביש ולמזג האוויר".

מערך התקשור יבצע ניתוב דינמי המתחשב במזג האוויר ובמצב התנועה

"היישומים הללו יאפשרו ניהול אופטימלי של רשת הכבישים, הגדלת קיבולת התשתית וויסות של ביקושים לניידות" מוסיף פרופ' אבינרי, "הטכנולוגיה, המשולבת בדגמים חדשים של כלי הרכב, מסוגלת גם להגביר את ערנותם של הנהגים ושל משתמשי דרך לסכנות בכביש ומעבר לפינה ומאפשרת להקטין זמן אבוד ברשת הכבישים".

עולם חדש של קישוריות תחבורתית

תקשורת בין כלי רכב לכלי רכב אחר ( Vehicle to Vehicle - V2V) ובין כלי רכב לתשתית (Vehicle to Infrastructure - V2I), וביחד (V2X- Vehicle-to-everything), מייצרת עולם חדש של קישוריות ופוטנציאל גדול לשפר את הניידות ואת הבטיחות בדרכים, להגביר את ערנותם של הנהגים ומשתמשי דרך אחרים, וכתוצאה מכך מתעתדת להפחית את תדירות וחומרת הסכנות של נסיעה בכביש, וכן לייעל את מערכת התחבורה. יישומי V2X מתבססים על העיקרון כי כלי רכב ואלמנטים אחרים של המערכות התחבורתיות יוכלו להעביר מידע מהימן, מדויק, ובזמן אמת לכלי רכב אחרים בסביבתם, מידע שיפחית את היווצרותם של מצבי סיכון – וזאת ללא צורך בקווי ראיה בין כלי הרכב, וללא צורך בהסתמכות על הגורם האנושי בלבד. כך למשל, יישומי בטיחות אקטיביים יוכלו לטפל בתרחישים כגון התרעה על סיכון התנגשות בצומת, מניעת התנגשות חזית-אחור בעת עצירה פתאומית, או התרעה על מעבר כלי-רכב באור אדום.

באמצעות טכנולוגיות V2X רכב יוכל לשדר מידע על מצבו - למשל על מיקומו במרחב (ברמת דיוק גבוהה), על מאפייני התנועה שלו: מהירות, מרווח לרכב העוקב, תאוצה, על גודל וסוג הרכב, וכן מידע על מערכות הרכב ואירועים חריגים בהפעלתן.

כדי לממש את החזון במלואו, ובמיוחד כדי לתת מענה לדרישות המחמירות של מניעת התנגשות בין כלי רכב, פותחו בארה"ב ובאירופה סטנדרטים של תקשורת ייעודית קצרת טווח (Dedicated Short Range Communication), המבוססת על תחום התדרים מסביב ל- 5.9 GHz, ושילובה במערכות מבוססות GNSS (מערכת ניווט לוויינית גלובלית) לאיכון כלי הרכב במרחב.





 יישומי בטיחות אקטיביים יוכלו להתריע על סיכון התנגשות 

דרישה קטגורית לתקשורת מאובטחת

התקנות האמריקאיות, שפורסמו בדצמבר 2016 בדו"ח של רשות התחבורה האמריקאית (NHTSA), מתייחסות למגוון רחב של נושאים והיבטים של המהפכה התקשורתית: טכנולוגיות תקשורת, מבנה ההודעות שעוברות בין כלי רכב ובין תשתית לכלי רכב Basic Safety Messages) BSM), פרוטוקולים של תקשורת, שימוש בספקטרום, אבטחת סייבר ועוד.
תשומת לב מיוחדת הוקדשה לנושאים הקשורים לאישורים, לאימות, להרשאות, ולזיהוי התנהגות חריגה וזדונית ולדיווח עליה, ולהגנה על פרטיות. עבור נושאים אלה גובשו דרישות מחייבות למערכת אבטחה Security Credential Management System- SCMS, ולמערכת מפתחות אבטחה ציבוריים Public Key Infrastructure- PKI. החשיבות שמייחסת רשות התחבורה האמריקאית לנושאי האבטחה משתקפת מהכריכה יחדיו של DSRC עם PKI. התקנה המחייבת, הכורכת את השניים, מכונה "DSRC/PKI -based proposal".

מהיכרות עם נושא PKI בעולם ובעיקר בצפון אמריקה, יש להניח שדרישה קטגורית לתקשורת מאובטחת עם מנגנון PKI לא תהווה חסם לשירותים שונים שישתמשו בתקשורת DSRC, וזאת מכיוון שתחום הידע מתפתח ויש כלים התומכים ב- PKI. יחד עם זאת, ניתנה אפשרות לשלב בין רשתות תקשורת שונות, ובפרט בין תקשורת ייעודית לבין תקשורת סלולרית של דור 4 (LTE) ובהמשך לשלב גם דורות מתקדמים יותר, בתנאי שייכללו יכולות של אבטחת מידע ושל שמירה על פרטיות.

ביניים: תחבורה יעילה ובטוחה

אחת התרומות של V2X הינה בהיבט הטכנולוגי של מניעת תאונות דרכים; כבר כיום משולבות מערכות בטיחות שונות ומפותחות בדגמים רבים של כלי רכב (הבולטת בהן היא Mobileye תוצרת ישראל). אך בהטמעת V2X בכלי רכב טמונים יתרונות נוספים ומשמעותיים. צוות המחקר מעריך כי התרומה העיקרית של V2X בעשור הקרוב היא באפשרויות שהיא פותחת לניהול התנועה של אמצעי התחבורה השונים ברשתות כבישים עירוניות ובין-עירוניות. בעזרתה של טכנולוגיה זו אפשר לנהל את אמצעי התחבורה בצורה יעילה ובטוחה, וכן להגביר את הבטיחות מעבר ליכולותיהם של חיישנים ומערכות שמותקנות ברכבים.

ניהול אופטימלי של רשת הכבישים

מתן עדיפות לתחבורה ציבורית

מהניתוח המערכתי וממיפוי התועלות שערך צוות מחקר V2X בראשות פרופ' אבינרי במרכז אפקה לתשתיות תחבורה ולוגיסטיקה (Acitral) עולה כי הקמת תשתית מתוקשרת תאפשר להקטין את בעיית הגודש, בנוסף לתועלות הרבות הנובעות מחיסכון בבניית תשתיות, מבטיחות ומהיבטים סביבתיים.

ההתמודדות עם הפער הצפוי בין הביקוש להיצע, שמוביל בהכרח להגבלת הניידות והנגישות, עשויה להסתייע ביישומים מבוססי V2X. יישומים אלה מאפשרים ניצול טוב יותר של היצע התשתיות באמצעות הקטנת המרחק בין הרכבים הנעים והנעת כלי רכב במהירות אופטימלית. בנוסף, ניתן באמצעות V2X לסייע בקביעה מחדש של היררכיית המשתמשים בדרך באמצעות מתן עדיפות לתחבורה ציבורית, למוניות ולרכב שיתופי. אלה צפויים להיות בין הראשונים שייהנו מהטכנולוגיה החדשה. למשל, הטמעת V2X תאפשר החלה של תשלום דיפרנציאלי בעבור השימוש בדרך ובתשתיות וחלוקה נכונה וצודקת יותר של משאבים ועלויות. כיום העלויות החיצוניות אינן נמדדות, אינן מתומחרות ובוודאי שאינן מושתות על משתמשים על-פי רמת השימוש שלהם בתשתית. תמחור השימוש בהתאם לעלויות החיצוניות, כגון עלויות הגודש והזיהום הסביבתי שמחוללים המשתמשים בתשתית, יביא לשיווי משקל כלכלי יעיל יותר. בנוסף, גישה זו עשויה להגביר את מידת השוויוניות בין משתמשי התחבורה.

יתרון לתעשייה הישראלית

לישראל כ-"אומת הסטארט-אפ" יש פוטנציאל להפוך למובילה בפיתוח תשתית ויישומי V2X בזירה הבין-לאומית, הן מבחינה טכנולוגית והן מבחינה מסחרית. אך כדי  ליצור יתרון לתעשייה הישראלית, יש להוריד חסמים, לאפשר הזדמנויות ולתת תמריצים לבעלי העניין מוקדם ככל האפשר. צפוי כי השקעות בתמריצים כלכליים יוחזרו למשק תוך שנים אחדות באמצעות צמיחה. "ההערכות הן כי בהשקעה רב-שנתית של כ- 200 מיליוני שקלים בשנה ניתן להשיג הטמעה מלאה של V2X בישראל בשנת 2030" אומר פרופ' אראל אבינרי, "התועלות מהטמעת V2X בהקטנת זמן אבוד, בחיסכון בדלק, בהקטנת זיהום האוויר ובשיפור הבטיחות בדרכים  מסתכמות במיליארדי שקלים לשנה".

הטמעת טכנולוגיות V2X עשויה להניב תועלות נוספות, הנגזרות  מניהול טוב יותר של מערכת התחבורה, כגון ניהול ביקושים וויסות עומסים באמצעות תשלום פרוגרסיבי בהתאם לאיכות השירות. חדירה מלאה של הטכנולוגיות ופיתוח כלים ניהוליים ורגולציה משלימה יביאו לשינוי פרדיגמה בניידות ובנגישות, ולהביא לתועלות משמעותיות.