Les communications connectées laissent leur empreinte sur les poids lourds
Publié par Redbran le 15/03/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS
Des chercheurs financés par l'UE ont mis au point une technologie des systèmes de transport intelligents (STI) qui permet aux camions d'échanger sans fil des informations avec les infrastructures ou avec d'autres véhicules utilitaires lourds à proximité.


© Projet ROADART

Les aspects liés à la sécurité, au confort et à l'écologie de la conduite occupent une place centrale dans le développement des véhicules hautement automatisés. Grâce à une panoplie de systèmes et de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une...), la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) automatisée et connectée avertit le conducteur de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) danger imminent, l'aide à éviter les routes fortement encombrées et fournit des informations de signalisation. Qui plus est, elle transmet à d'autres véhicules des informations essentielles en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...) de sécurité, telles que des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de vitesse (On distingue :), de direction, de freinage ou d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui indique...).

La technologie coopérative connectée et automatisée est d'une grande valeur pour les voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en conséquence. C'est un...) et les poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle...) lourds mais son architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) varie en raison de la taille du binôme ( en mathématique, binôme, une expression algébrique ; voir aussi binôme de Newton et coefficient binomial un binôme est un groupe de deux personnes, voir...) camion-remorque. Le projet ROADART financé par l'UE a dévoilé une nouvelle plateforme de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...), ainsi que...) sans fil destinée aux camions qui renforce considérablement la sécurité et l'efficacité du conducteur tout en contribuant à la réduction des émissions nocives. ROADART a exploré différentes pistes pour faire des systèmes camion-à-camion (T2T) et camion-à-infrastructure (T2I) une réalité dans les années qui viennent.

Des antennes multiples pour des gains multiples

Les chercheurs ont étudié différents réseaux d'antennes pouvant être facilement intégrées aux rétroviseurs des camions ou installées dans des pylônes. "Les antennes mises en place dans la plateforme ROADART sont des réseaux parasites à commutation électronique (ESPAR). Leur conception se caractérise par un faible coût, une complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en...) réduite et une taille compacte, ce qui en fait d'excellents candidats pour les liaisons T2T et T2I", fait remarquer le Dr Christos Oikonomopoulos, coordinateur du projet.

Les antennes ESPAR (Sur un bateau à voiles, un espar désigne tout ce qui tient les voiles. On peut citer les différents mâts, le bout-dehors, la queue de malet...) permettent d'adapter leur diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées, des constructions, des relations, des données statistiques, de l'anatomie etc. employé dans tous...) de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) de manière dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) afin d'augmenter la qualité de la liaison. Afin de renforcer la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le...) du message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de communication, notamment en présence de parasites...), les chercheurs ont utilisé les techniques de diversité d'antennes couplées à une technique innovante de sélection du diagramme de faisceau, appelée "formation de faisceaux en boucle ouverte". "Un autre avantage majeur de l'antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) ESPAR réside dans sa capacité à prendre en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) une série de techniques de communication numériques telles que la diversité des diagrammes", ajoute le Dr Oikonomopoulos.

Une validation du principe réussie

Le renforcement de la solidité des réseaux de communication sans fil en ce qui concerne la perte de paquets de données et les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de latence augmente la disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit équipement ou système est opérationnel par la durée totale...) des applications de communication. Des communications T2T fiables revêtent une importance particulière pour les aspects critiques en termes de sécurité et de temps des applications de conduite coopérative. ROADART a fait la démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en...) fructueuse d'un cas d'utilisation ayant recours à un régulateur de vitesse (Le régulateur de vitesse est un système qui équipe les véhicules et qui est destiné à stabiliser une vitesse automatiquement et/ou à fixer une vitesse maximale limite (on parle...) adaptatif et coopératif (CACC) – une fonction STI coopérative qui permet à deux camions de rouler l'un dernière l'autre à distance rapprochée. "La conduite en peloton permet de réduire les distances entre les véhicules, ce qui diminue la consommation de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) et permet d'empêcher 10 % des accidents sur autoroute (Une autoroute est une route réservée à la circulation des véhicules motorisés rapides (automobiles, motos, poids lourds) et dont le tracé permet de circuler avec une sécurité optimale. Dans certains pays, mais pas en France, l'appellation...)", fait remarquer le Dr Oikonomopoulos.

Des communications efficaces peuvent également aider les pelotons de camions à déterminer le meilleur itinéraire dans des situations où d'autres moyens de communication ne sont pas disponibles, notamment dans les longs tunnels. Le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne,...) de géolocalisation (La géolocalisation est un procédé permettant de positionner un objet (une personne, une information, ...) sur un plan ou une carte à l'aide de ses coordonnées géographiques.) de ROADART est basé sur un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) de Kalman étendu qui fusionne les données issues de diverses sources hétérogènes, dont le GPS, les capteurs des camions, les informations de géolocalisation provenant de véhicules coopératifs et les données cartographiques en accès libre. Lors d'une démonstration au cours de laquelle deux camions ont parcouru une distance de deux kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) dans un tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux tunnels par leur mode de construction les...), l'erreur de géolocalisation accumulée n'a pas dépassé deux mètres.

Conception de la plateforme

La plateforme ROADART récemment développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites...) prend en charge la totalité du traitement du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. ...). Elle consiste en une série de modules radio définis par logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus les instructions de traitement, regroupées sous forme de...) et de deux ESPAR installés sur le côté extérieur de chaque rétroviseur (Un rétroviseur est un dispositif comportant un miroir et que l'on peut trouver sur certains véhicules (principalement les voitures, les camions et les deux-roues motorisés). Ces dispositifs...), ainsi que d'une unité de communication correspondante installée dans la cabine (Sur un bateau, une cabine désigne une pièce d'habitation pour une ou plusieurs personnes. Une cabine peut prendre plusieurs aspects : sur un grand...) du camion (Le camion est un véhicule automobile à roues destiné à transporter des marchandises. Le routier (routière) ou camionneur (camionneuse) a pour profession la conduite d'un camion.). Le logiciel implémenté pour les techniques de diversité sélectionnées et l'algorithme de géolocalisation s'exécutent également dans l'unité de communication.

Globalement, l'utilisation des techniques de diversité ou multi-antennes a permis d'étendre la couverture et d'augmenter le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) de 50 %. Un débit élevé combiné à un faible taux d'erreurs de paquets de données a réduit le temps de latence de 900 % par rapport aux systèmes d'antennes conventionnels. Les concepts d'architecture élaborés jusqu'à présent par ROADART devraient s'adapter à l'évolution des niveaux de densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) du trafic et fournir une base solide pour la poursuite des recherches.

Pour plus d'information voir: projet ROADART
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