5G maakt het autoverkeer veel efficiënter en veiliger

Connectiviteit speelt bij dit alles de hoofdrol, reden voor KPN om het voortouw te nemen. In het 5G Automotive Field Lab Helmond, dat deel uitmaakt van de Automotive Campus, wordt gewerkt aan de toekomst van de mobiliteit. Op de demodag 5G Automotive liet KPN zien wat 5G kan betekenen voor het verkeer. Bekijk hier de video:

Onderhandelen met verkeerslicht

Centraal stonden twee use cases die KPN met partners heeft opgezet. Het Field Lab in Helmond wordt mede gedragen door TU Eindhoven, Siemens, Monotch en Roboauto. Gedemonstreerd werd een auto die feilloos een andere auto volgt zonder dat een bestuurder iets hoeft te doen. Dit heet co-operative adaptive cruise control. Het is ook mogelijk om meerdere voertuigen die aan elkaar zijn gekoppeld met een verkeerslicht te laten ‘onderhandelen’ over een vrije doorstroming.

Tijdens de Demodag werd ook een auto getoond die op afstand bestuurbaar is. In het voertuig hoeft geen chauffeur te zitten, de besturing kan vanaf een centrale plek plaatsvinden. De Tsjechische starter Roboauto, waarin KPN een belang heeft, ziet kansen in de landbouw, de logistiek en het taxivervoer. Tele-operatie wordt gezien als een tussenstap naar volledig zelfrijdende auto’s.

Efficiency en veiligheid

KPN test dit soort technische concepten met het oog op de komst van 5G. Niels Hoffmann, director Technology Roadmaps bij KPN, onderstreepte tijdens de Demodag het belang van de nieuwe generatie netwerken. '5G verbindt de maatschappij, terwijl 4G toch vooral mensen verbindt.' In het verkeer betekent dit dat 5G niet alleen alle verkeersdeelnemers aan elkaar koppelt, maar ook voertuigen met verkeerslichten laat praten en andersom. Ook krijgt de auto informatie over objecten in de omgeving, bijvoorbeeld potentiële obstakels. Hoffmann: 'Hierbij is aggregatie mogelijk van informatie uit verschillende bronnen. Hierdoor valt de efficiency en de veiligheid te vergroten.'

Technology book

Kom alles te weten over de laatste tech-trends die uw bedrijf en de samenleving veranderen. Download gratis het Technology Book van KPN

Download

 

Een van de grootste voordelen van 5G is ‘low latency’. De communicatie tussen een voertuig en het netwerk verloopt razendsnel, de vertraging is minimaal. Zo kan zeer snel informatie worden uitgewisseld met andere voertuigen, voetgangers en de infrastructuur zoals verkeerslichten. Anders dan wifi biedt 5G ook een zeer hoge betrouwbaarheid. Grote aantallen voertuigen, smartphones en andere apparaten kunnen tegelijk verbinding maken. De stabiliteit is ongekend hoog. En snelle en betrouwbare connectiviteit is uiteraard cruciaal bij het geautomatiseerd rijden en bij autonome voertuigen.  

Computer aan boord

Ter demonstratie reden in de buurt van de Automotive Campus twee Toyota’s rond. Beide Prius-modellen waren volgepakt met geavanceerde elektronica, meet- en regelapparatuur, sensoren en computers. De voorste auto heeft ook een laser (lidar) aan boord voor de bepaling van afstanden tot objecten rondom. Vooral de verwerking van de videobeelden is een hele klus. In de achterbak van de Prius zit dan ook een behoorlijk uit de kluiten gewassen computer. Elke pixel moet stuk voor stuk worden geanalyseerd.

Het duo bleek moeiteloos in staat tegelijk op te trekken en te remmen. Ze informeerden elkaar realtime over de acceleratie en het remgedrag. Eenzelfde test is ook mogelijk met een heel peloton voertuigen. Een hele stoet auto’s of vrachtwagens volgt dan het leidende voertuig. De volgers hebben in principe geen chauffeur meer nodig, alleen voor noodingrepen zit er nog iemand achter het stuur. Tot nog toe werden dergelijke tests gedaan met communicatie via wifi. KPN onderscheidt zich door het (commerciële) mobiele netwerk te gebruiken. In de beginfase is dat LTE (4G). Begin september wordt dat 4G in combinatie met een 5G-antenne, gevolgd door 5G als kern van het netwerk.

In stapjes gaat de responsetijd omlaag. 4G biedt een latency van gemiddeld 50 milliseconden (ms). Geerd Kakes, technical lead 5G Lab, zegt: 'In combinatie met Multi-access Edge Computing waarbij rekenkracht aan de rand van het netwerk wordt geplaatst, kan het gemiddelde zakken naar 39 millisecondes (ms).' Pim den Uyl, vp business development bij Ericsson: '20 ms is de heilige graal. Met 5G is dat doel makkelijk te halen. Met 4G gaat het net, tenminste als de nodige kunstgrepen worden toegepast.'

Positiebepaling

Om auto’s automatisch te laten rijden is ook een nauwkeurige positiebepaling nodig. Het zou verkeerd zijn als bij een verkeerslicht 15 centimeter na de stopstreep halt wordt gehouden. Gelukkig is de vooruitgang bij GPS spectaculair. Passchier: 'Nieuwe apparatuur van U-Blox is 5 à 10 centimeter nauwkeurig. Met geavanceerde correctietechnieken is zelfs 2 centimeter haalbaar.' Met een zeer betrouwbaar netwerk en aanzienlijk kortere reactietijden kunnen auto’s beter vertrouwen op de connectiviteit. De boordsensoren kunnen zowel op de korte als de lange afstand communiceren. Binnenkort kunnen voertuigen hierdoor een heel goed beeld krijgen van hun omgeving en hun rijgedrag aanpassen. Een auto weet dan niet alleen wat het voertuig voor hem doet maar kan de hele verkeerssituatie analyseren.
  
Ericsson heeft voor KPN op de N270 tussen Helmond en Eindhoven al een 5G-infrastructuur gebouwd die geautomatiseerde voertuigen in staat stelt veilig te rijden. Op dit traject kunnen auto’s en vrachtwagens hun snelheid zo aanpassen dat een groene golf ontstaat. Tijdens het ITS congres wordt de wisselwerking met een verkeerslicht gedemonstreerd. Bij het naderen van een kruispunt bij de campus gaat de snelheid van een groep vrachtwagens omlaag. Op het juiste moment gaat het licht op groen. Dat blijft zo totdat het konvooi het kruispunt is gepasseerd.

Edge computing

De informatie over de weginfrastructuur komt versneld beschikbaar door de edge computing. Daarbij zit de rekenkracht niet meer ergens in een grote centrale tientallen kilometers verderop, maar is aan de rand van het netwerk geplaatst. Dat scheelt tijd. Verder komt er een stroom informatie van de KPN Data Services Hub (DSH). Verschillende databronnen worden gecombineerd. De informatie wordt vervolgens gedistribueerd naar verschillende partijen.

Deze informatie wordt gebruikt om de snelheid te optimaliseren van de voertuigen die een groen of rood licht naderen. Auto's kunnen tegelijk optrekken om de verkeersstroom te versnellen. Tegelijkertijd kan de infrastructuur worden geïnformeerd via data afkomstig van de DSH. Zo ontstaat een goede wisselwerking tussen de infrastructuur en de voertuigen. De verkeerslichten kunnen dan bijvoorbeeld rekening houden met een ambulance of vrachtwagens met een gevaarlijke lading.

Coöperatief model

Twan Hamelynck, project manager bij de DSH, spreekt van datagedreven innovatie. De Data Services Hub is een model voor samenwerking waarbij KPN de rol van facilitator en verbinder speelt. Robin Scholten, algemeen directeur KPN Internedservices, noemt dit een coöperatief model voor data en innovatie. De DSH valt binnen het IT-portfolio waarmee KPN zich op de zakelijke markt richt. Scholten ziet graag rond de DSH een ecosysteem ontstaan waarin innovatieve spelers kansen creëren. Dat kan als partijen naar elkaar luisteren. Of anders gezegd: elkaars data onder bepaalde voorwaarden gebruiken. De DSH biedt real time inzicht in elkaars data. Anders dan in Amerika en Azië, onderscheidt Europa zich met een coöperatief model. Dat sluit ook aan op de EU-wetgeving.

Meer weten

KPN biedt met DSH een platform om data van verschillende partijen met elkaar te combineren en om te zetten in waardevolle informatie. Voorbeeld zijn data die de doorstroming van het verkeer bevorderen. Hamelynck daagde de aanwezigen op de demodag alvast na te denken welke data uit welke bronnen de eigen business kunnen verbeteren.