Учёные ВШЭ выяснили, что симуляторы завышают надёжность связи между автомобилями
Связь между автомобилями (V2X) тестируют в компьютерных симуляторах, которые считают местность плоской. Учёные МИЭМ ВШЭ показали, что из-за этого надёжность такой связи сильно завышается.
Исследователи МИЭМ ВШЭ выяснили, что популярные симуляторы связи между автомобилями не учитывают рельеф местности. Из-за этого доля успешно переданных пакетов данных в расчётах ошибочно завышается на 10–80%. Об этом сообщили в пресс-службе НИУ ВШЭ.
Связь V2X позволяет автомобилям обмениваться сообщениями друг с другом и с дорожной инфраструктурой, предупреждая о торможении, препятствиях и опасных маневрах. По данным Всемирной организации здравоохранения, в дорожных авариях ежегодно гибнут около 1,19 млн человек. Испытывать такую связь на реальных дорогах дорого, долго и небезопасно, поэтому системы сначала проверяют в симуляторах, где холмов, эстакад и туннелей нет.
Чтобы оценить искажения, учёные выбрали три места: четырёхкилометровый участок перевала Стельвио в Италии с серпантином и уклоном около 11%, район Лужнецкого метромоста в Москве и Маяковский туннель, проходящий под зданием. Для каждого места построили две цифровые копии по данным OpenStreetMap и картам высот: трёхмерную и «сплющенную», где дороги и рельеф опущены на одну плоскость. Движение машин моделировали в программе SUMO, радиосигнал на частоте 5,9 ГГц рассчитали методом трассировки лучей в библиотеке Sionna RT.
Результаты показали, что плоская модель во всех трёх сценариях оказалась слишком оптимистичной. Доля потерянных соединений на серпантине выросла с 21 до 30%, у эстакады — с 20 до 33%, а в туннеле — с нуля до 80%. Средняя разница уровня сигнала составила около 9 дБ на перевале и около 10 дБ у метромоста, то есть мощность принятого сигнала расходилась почти в десять раз. Плоская модель туннеля предсказала стопроцентно надёжную связь.
Мы намеренно оставили все одинаковым — программу расчета, материалы, антенны, траектории машин — и меняли только высоту. Это позволило увидеть, сколько ошибок вносит одно лишь упрощение геометрии.
Учёные предполагают ускорить расчёты с помощью видеокарты: в тестовом сценарии с мостом обработка одного кадра на процессоре занимала 11,7–15,1 секунды, на видеокарте — 1,15–1,32 секунды. Код и файлы сценариев выложены в открытый доступ.
Подход пока проверили на трёх сценариях с числом машин до 11 одновременно, модели ещё не сверяли с полевыми измерениями. Дифракция, помехи и эффект Доплера в расчётах не учитывались. Команда планирует сравнить модели с реальными замерами, добавить эти эффекты и встроить разработку в среду моделирования CAVISE. Исследование поддержал грант Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Future Transportation.
Комментарии
Пока никто не написал. Будьте первым.