Ученые Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ обнаружили, что распространенные компьютерные симуляторы могут существенно переоценивать надежность связи между автомобилями. Причина — упрощенное представление местности: многие модели учитывают здания и расположение дорог, но не принимают во внимание перепады высот, мосты и туннели.
Технология V2X позволяет автомобилям обмениваться данными друг с другом и дорожной инфраструктурой. С ее помощью водители могут получать предупреждения о резком торможении впереди идущей машины, препятствиях и потенциально опасных маневрах. Такие системы призваны повысить безопасность движения и помочь в развитии беспилотного транспорта.
Испытывать системы связи непосредственно на дорогах долго, дорого и не всегда безопасно. Поэтому перед практическим применением их проверяют в компьютерных симуляторах. Однако если виртуальная модель не отражает реальные особенности местности, результаты испытаний могут оказаться слишком оптимистичными.
Чтобы оценить масштаб проблемы, ученые создали цифровые модели трех участков: горного серпантина на перевале Стельвио в Италии, территории около Лужнецкого метромоста в Москве и Маяковского туннеля. Для каждого места подготовили две версии: полноценную трехмерную и упрощенную, в которой рельеф и дороги условно расположены на одной плоскости.
Затем исследователи смоделировали движение автомобилей и распространение радиосигнала на частоте 5,9 ГГц, используемой для автомобильной связи. Во всех остальных параметрах расчеты были одинаковыми, поэтому разница в результатах показывала влияние именно рельефа и высоты объектов.
Выяснилось, что плоские модели заметно завышают надежность соединения. На горном серпантине доля потерянных соединений выросла с 21% до 30%, возле метромоста — с 20% до 33%. Самая большая разница обнаружилась в туннеле: упрощенная модель предсказывала отсутствие потерь, тогда как трехмерный расчет показал, что до 80% соединений могут прерываться.
Ученые также проверили, можно ли ускорить такие вычисления. В тестовом сценарии использование видеокарты позволило сократить время обработки одного кадра примерно в десять раз по сравнению с процессором.
Пока метод проверили только на трех участках и небольшом количестве автомобилей. Результаты еще предстоит сопоставить с измерениями на реальных дорогах. В дальнейшем исследователи планируют усовершенствовать модель и добавить в нее дополнительные физические эффекты. Это должно помочь точнее оценивать качество автомобильной связи еще до испытаний на трассах.
Читайте также: Роботакси «Яндекса»: где прокатиться и как устроен беспилотник