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Como os veículos vão comunicar entre si e com as infraestruturas inteligentes

Como os veículos vão comunicar entre si e com as infraestruturas inteligentes

V2X é o protocolo que permitirá aos veículos comunicarem uns com os outros e com os vários elementos das smart cities que estão a ser desenvolvidos neste momento.

O veículo aproxima-se do semáforo e o computador de bordo recebe a informação de que a luz ficará verde dentro de 5 segundos. Logo a seguir, aparece o alerta de que um peão está a correr para conseguir atravessar a passadeira a tempo, e o sistema faz um compasso de espera antes de retomar a marcha. No dashboard circulam informações sobre um buraco na estrada e é feita uma reserva de estacionamento para o destino, a cerca de 20 minutos de distância. Não sabemos se o condutor vai a ler um livro ou tem as mãos no volante dentro do cockpit, mas quer seja um veículo autónomo ou não, o certo é que este cenário é o de um veículo conectado. Tem um chipset com um protocolo que lhe permite comunicar com outros veículos e sistemas inteligentes pela estrada fora. Isto não é uma visão para daqui a duas décadas, quando houver táxis voadores e o motor de combustão estiver a caminho de museus. É coisa para os próximos anos.

O protocolo de comunicação que permitirá aos veículos comunicarem com o que os rodeia é o vehicle-to-everything, normalmente referido como V2X. O que está em cima da mesa neste momento é a rede de ligação que será primordial, com a ascensão do 5G a mudar o curso da indústria. Embora haja uma espécie de batalha de standards que faz lembrar a guerra entre Betamax e VHS nos anos oitenta, a próxima geração móvel tem o potencial de tornar a comunicação veicular mais fiável e é para aí que vários fabricantes, tanto do lado tecnológico como do automóvel, se estão a encaminhar. A indústria como um todo já definiu onde quer chegar, só não como o vai fazer.

Qual é a dúvida?
Até há pouco tempo, o V2X estava assente numa rede similar ao Wi-Fi, DSRC (acrónimo de Dedicated Short Range Communications), que começou a ser implementada em 2017. Entretanto, emergiu um novo protocolo de comunicação, Cellular V2X (C-V2X), que assenta numa ligação celular e motivou um grande movimento em torno da tecnologia. Não é a mesma coisa que 5G, mas o seu desenvolvimento está ligado à próxima geração móvel.

Luis Santo, responsável do programa 5G da NOS

O dilema, segundo explica à LOGÍSTICA&TRANSPORTES HOJE João Barros, CEO da tecnológica portuguesa Veniam, é que os Estados Unidos estão mais inclinados para o DSRC, enquanto a China está a desenvolver C-V2X e a Europa está indecisa. No entanto, não é certo que um standard tenha de derrotar o outro. É possível que ambos venham a coexistir e a complementar-se, tal como acontece hoje com a capacidade de um smartphone se ligar à rede móvel ou ao Wi-Fi, conforme o local, o custo, a fiabilidade e o tipo de dados que estão a ser transmitidos.

Certo é que o futuro está a ser decidido agora. “A China está em passo acelerado e esta é uma área em que eles claramente vão ultrapassar a Europa e os EUA”, antecipa o CEO da Veniam. “Como é um passo essencial para a automação e mobilidade como serviço, é altura dos Estados Unidos e Europa acordarem e fazerem os investimentos necessários”, alertou.

Há várias empresas focadas no C-V2X, como é o caso da alemã BMW, da norte-americana Ford e ainda da sueca Ericsson, que lançou recentemente a nova edição do Relatório de Mobilidade com a previsão de que soluções completas baseadas neste protocolo estarão no mercado dentro de cinco anos.

O CEO da Ericsson Portugal, Luís Silva, traça uma ligação clara entre o advento do 5G e a evolução do novo protocolo. “Os serviços C-V2X irão atingir o seu máximo potencial com as redes 5G devido à particularidade da rede, a largura de banda ultra alta e a latência muito baixa”, explica o responsável. Estas características vão possibilitar “a implementação de casos de uso avançados, permitindo que o veículo se comunique com todos os drivers e elementos envolventes de modo a antecipar as suas decisões.” Como consequência, considera, “avançamos para a constituição de cidades e ambientes mais seguros e eficientes.” No novo Relatório de Mobilidade, a Ericsson aumentou as previsões de adesão ao 5G para 1,9 mil milhões de subscritores em 2024, uma revisão em alta que tem em conta uma aceleração acima do esperado sobretudo nos Estados Unidos.

Ligados ao mundo
Em qualquer dos cenários, a introdução de V2X vai permitir uma transformação da vida na estrada. Os veículos irão comunicar diretamente entre si, partilhando informações de trânsito, mapas e outros dados que possam ser aproveitados. Mas também passarão a comunicar com a infraestrutura que os rodeia, caso da sinalética na estrada, semáforos e componentes das smart cities que façam sentido. Por exemplo, será possível ajustar a velocidade automaticamente quando o veículo entrar numa localidade onde o limite é de 50km/h. Pedro Santos, diretor do 5G Hub da Vodafone Portugal, indica que estão também a estudar-se casos de utilização para evitar atropelamentos. “O telefone do peão que está a chegar perto da passadeira comunica com a rede e pode alertar os carros nas imediações”, exemplifica.

Há ainda outras aplicações interessantes, como é o caso da Smart Intersection, para evitar colisões em interseções, e o See-Through. “Imagine um camião longo numa estrada nacional em que é muito difícil ultrapassá-lo porque temos pouca visibilidade”, explica Pedro Santos. “Se o camião tiver uma câmara à frente e esse feed for passado para o carro que está atrás, conseguimos ver o que ele está a ver e perceber se podemos ultrapassar, porque não vem ninguém em sentido contrário.” Este feed de vídeo em tempo real entre dois veículos exige uma largura de banda bastante elevada, algo que o 5G fornece.

Um desenvolvimento interessante é que no caso particular da China, o grande foco está na inteligência da infraestrutura. O país está a investir milhares de milhões de euros em infraestruturas de ruas e estradas inteligentes, o que reduzirá a necessidade de inteligência no veículo porque a infraestrutura vai dar o apoio necessário às suas tomadas de decisão. “Isto é visto como um passo para a automação”, explica João Barros, CEO da Veniam, o que afetará desde a área da logística para permitir o ‘platooning’ dos camiões até aos veículos privados. “A ideia é que, ao colocar a infraestrutura mais inteligente, os veículos precisam de menos sensores e menos capacidade de processamento e ficam mais baratos.”

O caso do 5G
Do lado das três grandes operadoras nacionais, não há dúvidas de que o 5G permitirá casos de utilização que até agora eram limitados ou mesmo impossíveis no sector automóvel. NOS, Vodafone e Altice estão a trabalhar no desenvolvimento da rede e a fazer testes em várias zonas do país, com parcerias interessantes em termos de universidades e municípios. É certo que o grosso das suas receitas continuará a advir dos assinantes residenciais, não de indústrias como a automóvel, mas é nestes sectores que se antecipam as maiores inovações.

“O 5G acaba por ser bastante mais diferenciador das tecnologias anteriores pelo facto de abrir portas a áreas que tradicionalmente não estavam ligadas às comunicações móveis”, explica Pedro Santos. “Endereça o consumidor normal, mas isso já se esperava.” Agora, a atenção está voltada para a indústria automóvel e cidades inteligentes porque são casos de utilização novos, em que o potencial é revolucionário. O programa 5G Hub da Vodafone tem esse propósito de perceber quais são os casos que têm potencial para explorar melhor a próxima geração. “Estamos a trabalhar com parceiros em várias variantes para entender essas potencialidades”, refere, mencionando uma parceria com a Câmara Municipal de Cascais para teste da tecnologia. “A expectativa é que estes casos de utilização que vão ser potenciados pelo 5G, em especial o automóvel porque está ligado à mobilidade urbana, sejam explorados juntamente com estes parceiros.”

A NOS, que fez uma demonstração de 5G no Portugal Smart Cities Summit, está mesmo envolvida num projeto europeu de V2X, o 5G Mobix, onde também estão empresas como a Nokia e a Telefónica. Um dos pilotos que o consórcio está a realizar é no corredor entre Vigo e o Porto, onde um veículo não tripulado será controlado por uma rede 5G para a ligação entre os dois lados da fronteira. A operadora tem também um protocolo com o CEIIA, – Centro de Excelência para a Investigação na Indústria Automóvel – para a Zona Livre Tecnológica, onde serão testadas novidades sem obstáculos regulatórios.

“A Zona Livre tem o objetivo de ser uma zona onde esse tipo de testes possa ser promovido de forma simplificada, fazendo um bypass aos temas de regulação que hoje são complicados de contornar na Europa”, explica Luís Santo, responsável do programa 5G da NOS.

O especialista refere que a expectativa com o V2X é gerar dois grandes valores: “Um é a redução da mortalidade nas estradas e o segundo é uma mobilidade muito mais ecológica, fazendo aqui uma gestão de carbono mais sensata e otimizada por termos sistemas centralizados de gestão de tráfego e de veículos.”

O papel do 5G é oferecer uma latência muito mais baixa que as gerações anteriores, o que permitirá uma instantaneidade “extremamente relevante” em veículos que se deslocam a velocidades de 50 km por hora e superiores. “A latência é o tempo de reação que o sistema terá de controlo para se poder travar um carro em segurança”, reitera Luís Santo. “O 5G, com uma latência mais baixa, tem um tempo de reação mais alto e permite que o veículo ande mais depressa.”

Alcino Lavrador, diretor geral da Altice Labs, também sublinha a importância dos débitos elevados do 5G e a sua capacidade de gerir elevadas densidades de terminais. “Além da maior velocidade da comunicação, o 5G garante tempos de resposta significativamente menores e maior fiabilidade”, sublinha. “Assim, com o 5G, é possível explorar cenários de redes veiculares mais exigentes e ricas, onde as comunicações desempenham um papel fundamental e não acessório”, afirma, exemplificando com a condução cooperativa, o ‘platooning” e alertas VRU (Vulnerable Road Users).

Alcino Lavrador, diretor-geral da Altice Labs

A operadora está envolvida no projeto Aveiro STEAM City, com financiamento do programa UIA, e em várias iniciativas europeias, como o 5G-VINNI e 5Growth, envolvendo parceiros como o Instituto de Telecomunicações, a Universidade de Aveiro e a EFACEC.

O responsável sublinha, no entanto, que a aplicação avançada de 5G para cenários V2x “requer a sua adoção na generalidade dos veículos e cobertura geográfica em todas as principais vias, algo que na Europa deverá acontecer só em 2025.” O processo, diz, será iterativo, e não se antecipa que a indústria automóvel tenha um papel preponderante no incentivo aos investimentos em 5G que são necessários. Em particular, Alcino Lavrador refere que o V2X se insere no contexto dos sistema de transporte inteligentes cooperativos (C-ITS) e que “havendo soluções alternativas, mesmo que com prestações inferiores, e atendendo aos elevados investimentos, não é expectável que seja o C-ITS a impulsionar o 5G mas antes a aproveitar progressivamente os recursos 5G que irão emergir.”

Impacto na logística
A Veniam, que tem sede entre Mountain View e o Porto, opera como um tradutor agnóstico de todas as ligações disponíveis. É o que o seu software faz, permitindo que o veículo utilize a rede que faça mais sentido a cada momento. O CEO João Barros detalha que as componentes adicionais de controlo na cloud fazem a orquestração de todos os fluxos de dados, o que é particularmente importante no sector comercial.

“Permitimos aos operadores de logística e de frotas e aos fabricantes automóveis definir na cloud quais são as políticas de acesso às várias redes que os veículos vão utilizar”, explica o responsável. “O nosso software traduz para regras locais que os veículos seguem para decidir, por exemplo, que o download de mapas é feito com Wi-Fi e o upload da localização tem de ser feito de 5 em 5 segundos.” Cada uma das aplicações tem requisitos de rede diferentes, e esse controlo será determinante.

João Barros acrescenta que uma das coisas que a Veniam tem visto é que os gestores de frotas e os fabricantes automóveis utilizam os controlos para funções diferentes. “Os fabricantes de veículos de gama baixa querem poupar nos custos ao máximo, e aí a política de rede é usar mais Wi-Fi e menos celular”, refere. “Já outros, os de alta gama, querem melhorar a experiência do utilizador e, portanto, o que querem é que a cobertura seja ideal.” A Veniam tem parcerias com cinco fabricantes automóveis e neste momento há quase mil veículos a utilizar a sua tecnologia no Porto, Singapura, Nova Iorque e Michigan. Nesta batalha de standards, considera o responsável português, “a combinação das redes é a melhor opção.”