Michigan planerar speciell Robocar/ADAS Smart Highway på I-94; En dum motorväg är bättre

A nyligen tillkännagivande från delstaten Michigan och Cavnue konsortium (uttalat "cavenue") beskriver hur det har samlat in 130 miljoner dollar och kommer att bygga en speciell korridor på I-95 mellan Detroit och Ann Arbor för "CAVs" eller anslutna autonoma fordon. Planen är att utveckla funktioner för "anslutna vägar", "lägga till vägbanan i den uppkopplade körupplevelsen." Detta går emot den utvecklingsväg som de flesta, om inte alla ledande självkörande bilutvecklare, som föredrar den decentraliserade "smarta fordon"-metoden framför den mer centraliserade och infrastrukturbaserade "smarta vägen"-metoden.

Robocar-utvecklare har tagit den dumma vägen av en mängd olika anledningar. Den starkaste är den praktiska — du kan inte förändra världen och vägen, du kan bara ändra ditt fordon, så du måste köra på den väg du har fått. Även den största av utvecklarna, som Waymo/Google
GOOG
, har inte makt att anpassa världen efter deras behov. Istället tog de tillvägagångssättet "virtuell infrastruktur", som kartor, för att låta dem hantera vägarna som de är, och detta har fungerat bra - även om vissa spelare, som Tesla
TSLA
, ogillar att ens ha kartor och vill att fordonet ska köra på vilken väg den möter nästan helt på vad den ser, som de föreställer sig att en människa gör.

Jag har tidigare skrivit om lärdomarna av internet, och hur de predikar idén om dum infrastruktur och smarta enheter, och därmed idén om smarta bilar på dumma vägar. Internet tog över världen genom att följa principen om "innovation vid kanterna, inte i nätverket" och resulterade i mer förändring och innovation än något annat i historien. Det är mycket svårt för människor som kommer från ett infrastrukturtänk att acceptera denna princip. Om det du vet är infrastruktur tror du att lösningen ligger i infrastruktur.

När det kommer till saker som vägar är innovations- och utbyggnadstakten ännu långsammare än vad det var för nätverksinfrastruktur. Internet främjade en "lager"-strategi som gjorde det möjligt att få innovation att ske i olika hastigheter. Medan apparna på din telefon förnyade som galningar, ändrades de fysiska kablarna oberoende – och mycket långsammare – från koppar till fiber, från 2G till 5G trådlöst, från wifi till wifi 6. De lägre nivåerna försöker vara lika dumma som de kan, och all interaktion mellan lagren, känd som en "lageröverträdelse" avråds starkt och tuggar vanligtvis upp saker och ting.

Att installera fysiska vägar och räls är en mycket långsam process. Planeringen tar år, anslaget tar år och det fysiska bygget tar också år. De övergripande skalorna mäts ofta i decennier. Det kan vara snabbare för saker som är placerade vid sidan av vägarna, men tempot är fortfarande i år. Det är ett problem när du lever i datorns snabbrörliga värld, som bilen gör nu.

Våra intuitioner kan lura oss. Man kan tänka sig en applikation för vilken smart infrastruktur verkar vara en bra lösning eller till och med den enda lösningen. Problemet är att flera år senare, när det distribueras, är det mycket troligt att det redan är föråldrat. De smarta bilarna kommer att irritera sig på att byggzonerna installerar något de slutat behöva för länge sedan.

Telefonen är det tydligaste exemplet på detta, eftersom folk byter ut telefoner vart 1-2 år. Det är nästan omöjligt för telefonen att inte vinna så småningom, även om det verkar löjligt idag. Bilar håller i 20 år, men det kommer att förändras med robotaxeln, som kommer att slitas ut milvis och köra 3 till 5 gånger så många mil på ett år. De kommer också att designas för "fält"-uppgraderingar - många Tesla-ägare har redan fått datorn i sina bilar utbytt i Teslas strävan efter självkörning. Robotaxis kommer att utformas för att få olika viktiga komponenter ersatta med de senaste nya teknologierna som man inte ens föreställde sig när fordonet först tänktes.

I robocars är en "fält"-uppgradering egentligen inte en fältuppgradering. Dessa fordon kan leverera sig själva till servicedepåer på begäran för att få sina uppgraderingar, till skillnad från någon annan hårdvaruprodukt som används på fältet.

Vi kan försöka göra lite av det med vägar. Vi kan se till att vägar har tomma ledningar nedgrävda genom vilka framtida kablar kan dras. Vi borde göra detta, men det är något av en förlorad sak och bara förhoppningen om en lageröverträdelse. Istället är lärdomen för infrastruktur- och vägbyggare att hålla vägarna enkla – bar beläggning – och flytta så många saker till det virtuella som möjligt. Infrastrukturen måste hålla sig inom sitt lager. Kommunikationsreläer kan tillhandahållas, men detta bör göras på samma sätt som vi bygger mobila datanätverk — människorna som förnyar generationerna av mobildata kommer att arbeta i en mycket snabbare takt än någon annan som arbetar med väginfrastruktur.

En lektion om detta finns redan i DSRC-planen. 1995 lades en plan upp för ett kortdistansradioprotokoll för bilar att prata med varandra. Det var en modifiering av wifi-protokoll. 25 år senare är den fortfarande inte i bruk, och kommer förmodligen aldrig att göra det, lika lite som folk använder sina 25 år gamla mobiltelefoner. Människor inom mobildatabranschen skapade ett konkurrerande protokoll baserat på deras arbete som heter C-V2X som verkar ha "vunnit" striden med DSRC. Även C-V2X försöker redan en lageröverträdelse och är fortfarande inte distribuerad eller använd.

2010, medan jag arbetade på Google Chauffeur (nu känd som Waymo) gick jag in i världen av DSRC och V2X (fordon till fordon/infrastruktur/etc.) direktkommunikation. Det visade sig att för Googles bilteam fanns det inget till nytta, och det var sannolikt inte det. Nästan alla de ledande självkörande bilteamen - de som inte är inbäddade i bilföretagen - har fortfarande inga planer på att använda V2X-kommunikation eller "smart road"-teknik. Som mest säger de att de kanske kommer att använda dem om de dyker upp, men de kommer inte att göra några planer på att vara beroende av dem, och basera inga av sina planer på att de dyker upp. Detta är sant även om två team – Argo och May Mobility – är partner med Cavnue i dess projekt. För dem är det ett experimentellt projekt, inte en viktig pelare för utveckling.

Ett lag, Baidu
BIDU
, har ett åtagande till V2X. De har till och med gjort experiment med att ha bilar utan sensorer som kör själv, bara förlitat sig på vägkantssensorer. Det är genomförbart - det finns till och med fördelar med att få vyer från avlägsna platser i din avkänning - men gör en bil som bara kan köras på en sådan speciell väg, och kräver att du litar på vägen och kommunikationen av den med ditt liv, vilket de flesta spelare inte vill ha att göra.

Baidu driver detta eftersom de tror att de kan göra en bil utan V2X säkrare än en mänsklig förare, men de tror att V2X kommer att hjälpa dem att gå resten av vägen till nästan noll incidenter. Det borde vara ett litet avstånd eftersom du måste vara väldigt säker på alla vägar, inte bara vägarna med V2X

May Mobility tycker att det kommer att vara intressant för bilar att tala om för trafikljus att de närmar sig, så att signalerna kan ändras utan att bilen behöver köra över en sensor för att upptäckas. Argo säger att de inte behöver V2X för säkerheten utan "är intresserade av att utforska hur autonoma fordon kan hjälpa V2X-tekniken att förbättra trafikflödet ytterligare, och omvänt, om vår egen kartläggning och förutsägande kapacitet kan förbättras genom integration med smart infrastruktur."

Idag kommunicerar och samarbetar bilar redan, även med mänskliga förare, genom verktyg som Waze, där bilar rapporterar sina rörelser och människor rapporterar saker som observerats på vägen. Det här är en "dum infrastruktur"-metod där smartheten finns i telefonen och föraren/passageraren, och den är redan ute och fungerar bra.

Denna konflikt är också konflikten mellan centraliserade och decentraliserade synsätt. Centraliserade planer, som Baidus "Apollo Air"-väg kan vara vettiga och till och med verka billigare och överlägsna den dagen du designar dem, men de tillåter bara körning på den vägen, och inget enskilt bilteam kan förnya sig på sina sensorer eftersom de är beroende av få vägverket att genomföra sin innovation. Den decentraliserade planen, med allt på fordonet, tillåter konkurrens och innovation på bortaplan som alltid är sättet att satsa.

Cavnue-vägen

En skildring av Cavnues vision finns på deras webbplats, nämligen en dedikerad körfält för uppkopplade och autonoma fordon. Även om dedikerade körfält är ett dåligt tillvägagångssätt, har Cavnues design åtminstone körfältet delat mellan alla typer av fordon, så länge de har tillräcklig teknik. Tidigare ansträngningar för dedikerad tillträdesrätt har varit mycket slösaktiga, eftersom transitfordon vanligtvis inte dyker upp med högre hastighet än en/minut, medan vanliga körfält kör med 30 fordon/minut. Det är inte okänt att ha rader som bara ser ett fordon var 5:e till 10:e minut. Tåglinjer (i tunnlar eller på ytan) gör vanligtvis i bästa fall ett fordon var 3:e minut, men har oftast en framgång på 5, 10 eller till och med 30 minuter. De kompenserar för det genom att använda mycket stora fordon men slösar fortfarande bort det mesta av kapaciteten i deras RoW. Tågspår kan bara bära tåg, medan trottoarbanor som Canvues kan bära alla typer av fordon (inklusive, viktigare, fordon som ännu inte uppfunnits) men de kanske inte är lämpliga för fotgängare eller cyklister.

Denna avbildade vision är bortom I-94-korridorplanen som tillkännagavs, som endast involverar en speciell hanterad körfält som är öppen för alla bilar, inklusive icke-anslutna, enligt Cavnue. Faktum är att det initiala fokus kommer att vara mer på ADA
ADA
S-Pilot-fordon kommer ut på marknaden nu, och potentiellt standby-förare (felaktigt kallade "nivå 3"-system) när de dyker upp. De hoppas också kunna tillhandahålla tjänster till lastbilsförare, men återigen är det inte klart varför man skulle vilja ha någon infrastruktur på vägen, snarare än i fordon för att få dem den data de behöver.

I den mer framåttänkande bilden ovan ser vi en skåpbil som har stannat för att sätta ut en ramp och gå ombord på en passagerare. Detta fordon blockerar körfältet och stoppar bussen och alla andra fordon bakom den. Medan en rullstolspassagerare behöver extra ombordstigningstid, är detta inte en bra plan även för snabbare ombordstigning. Stadsbussar som använder vanliga körfält tenderar att dra sig ur trafiken för ombordstigning, och självklart gör privatbilar detta också - även om Ubers och kryssningsfordon är kända för att fuska med det. Offlinestopp, som gör att trafiken kan fortsätta när fordon stannar för att byta passagerare, är en enormt användbar funktion, men det är svårt att göra med centrala körfält där du plötsligt behöver göra stoppfiler såväl som fotgängarplattformar. Detta är mycket lättare på sidorna av vägen (vilket är anledningen till att busshållplatser vanligtvis går dit) där du tar plats från parkering, trottoarmat eller till och med byggnader om du designar från grunden. Problemet där är dock att vanlig trafik måste korsa det dedikerade körfältet för att komma in på/av vägen.

Robocar-utvecklare har vek sig undan dedikerade körfält och speciell infrastruktur efter en kort flirt i 1990-talsexperiment. I allmänhet behöver du antingen den dedikerade banan eller så behöver du inte. Om du inte gör det finns det inte mycket incitament att betala kostnaden för att göra det. Om du behöver det har du ett fordon som bara kan gå på platser där du har byggt ny infrastruktur, vilket i allra högsta grad inte är vad robocar-utvecklare vill bygga. Så fort du förväntar dig säkerhet från det dedikerade körfältet, innebär detta att du är mindre säker utanför den, vilket är ett farligt tillvägagångssätt. Du vill köra de flesta ställen och du behöver nå tillräcklig säkerhet på de flesta ställen, inte bara på platser där du har speciell infrastruktur.

Detta lämnar den dedikerade körbanan som en dyr väg till blygsam nytta, vilket aldrig är ett bra förslag, även om det inte tog decennier att bygga och bli föråldrat innan det är färdigt.

Värdet av direkt kommunikation mellan fordon och andra fordon och infrastruktur är kraftigt överskattat, och är utan tvekan negativt på grund av datasäkerhetsskäl. Nästan alla applikationer är bättre betjänade med "vehicle to HQ (Cloud)" med HQ-servrarna som arrangerar eventuellt samarbete mellan fordon. Tack vare dagens 5G kan latensen på kommunikation till och från molnet vara under 10 millisekunder och fungerar även när det inte finns en siktlinje mellan fordon. Även om V2HQ utan tvekan är centraliserat jämfört med direkt kommunikation, är detta ett av de få fallen där centralisering vinner eftersom det löser problem kring förtroende, interoperabilitet, innovation och som nämnts, icke-line-of-sight. Innovation inom direktkommunikation kräver att båda slutpunkterna ändras, medan i V2HQ är det bara ett företag som behöver uppdatera.

Virtuella dedikerade körfält

Medan människor från infrastrukturvärlden tänker på banor som fysiska saker, kan de i mjukvaruvärlden vara virtuella saker. Den goda nyheten är att vi redan uppnådde den "anslutna bilen" för många år sedan, på grund av det faktum att nästan varje bil på vägen har en smartphone i sig, och en stor del av dem har någon form av navigeringsapp igång medan de kör. . Att använda den befintliga, ständigt förbättrade "infrastrukturen" som finns i mobildatanätverk och smartphones, i kombination med bildatorer som får regelbundna mjukvaruuppdateringar, ger en hel del möjligheter utan kostnad, och det blir också hela tiden bättre på en exponentiell väg gratis. Inget anpassat tillvägagångssätt kan slå det under mer än en mycket kort tid.

Det är möjligt för städer att hantera sina vägar med hjälp av det virtuella lagret utan att skapa ny fysisk infrastruktur, utan några andra kostnader än mjukvara och enstaka slumpmässiga avspärrningar. Du markerar körfält som hanterade och för att köra i dem behöver man en fordons- eller smartphone-app som är kompatibel med systemet. (Populära appar som Waze, Apple Maps etc. skulle helt enkelt bli kompatibla för att betjäna sina användare.) Användare av de virtuellt hanterade körfälten skulle lyda sin app – vilket de redan i stort sett gör – och de som försöker använda körfälten utan att göra det skulle vara fångas upp och få biljetter av enstaka kontrollsensorer. Dagens hanterade (HOT
HET
/carpool)-banor gör nästan detta, men de installerar förvånansvärt dyr infrastruktur för att prata med transpondrar i bilar eftersom de designades i före-smartphone-eran. Som alltid blir all design som inte finns i smartphones eller nedladdningsbar programvara snabbt föråldrad, oavsett hur meningsfullt det var vid den tiden.

Läs/skriv kommentarer här