أصبحت الحافلات المكوكية ذاتية القيادة شائعة بشكل متزايد في الحدائق والمناطق ذات المناظر الطبيعية الخلابة والمطارات وغيرها من البيئات الخاضعة للرقابة. على عكس المركبات التقليدية، تعتمد هذه الحافلات المكوكية ذاتية القيادة اعتماداً كلياً على الأنظمة الذكية على متنها والمنصات القائمة على السحابة للاتصال في الوقت الفعلي. وباعتبارها المكون الأساسي لاتصالات المركبة، فإن اختيار البوابة يؤثر بشكل مباشر على موثوقية النظام بأكمله. من خلال المحادثات مع العملاء، لاحظنا أن العديد من الفرق تستثمر بكثافة في تطوير المركبات ولكنها تغفل التفاصيل المهمة في اختيار نظام الاتصالات، مما يؤدي إلى أعطال متكررة في الشبكة أثناء العمليات.

متطلبات الاتصال الأساسية للمكوكات المستقلة ذاتية القيادة

تتسم الحافلات المكوكية ذاتية القيادة بمتطلبات اتصال أكثر تطلباً مقارنةً بالمركبات المتصلة القياسية. استناداً إلى خبرتنا في المشروع، تبرز ثلاثة جوانب:

تكرار الشبكة أمر ضروري. أثناء التشغيل داخل الحدائق أو الحرم الجامعي، تمر المركبات عبر الأنفاق تحت الأرض والمباني ذات الهياكل الفولاذية والمناطق ذات التغطية الشجرية الكثيفة حيث تكون تغطية إشارة الناقل الواحد غير كافية في كثير من الأحيان. عندما ينقطع الاتصال بالشبكة، تقوم المركبات بتشغيل بروتوكولات التوقف الآمن، مما يؤثر على الكفاءة التشغيلية. في السيناريوهات الأكثر خطورة، قد تفشل المركبات في تلقي أوامر تجنب العوائق الحرجة من السحابة، مما يؤدي إلى مخاطر تتعلق بالسلامة.

احتياجات توصيل الأجهزة المعقدة. تحمل المكوكات ذاتية القيادة الحديثة العديد من الأجهزة: أجهزة كمبيوتر صناعية رئيسية لصنع القرار، ورادار ليدار ورادار بالموجات المليمترية للإدراك البيئي، وكاميرات متعددة توفر بيانات مرئية، ووحدات حوسبة متطورة تعالج المعلومات في الوقت الحقيقي، ووحدات تحديد المواقع التي توفر بيانات الموقع، ووصلات بأنظمة هيكل المركبة. تتطلب هذه الأجهزة أنواعاً مختلفة من الواجهات بما في ذلك منافذ الإيثرنت والمنافذ التسلسلية ووصلات ناقل CAN.

قابلية البيئة الصناعية للتكيف مع البيئة الصناعية. يجب أن تعمل الحافلات المكوكية المستقلة في الهواء الطلق على مدار الساعة، وتتحمل حرارة الصيف والتعرض لأشعة الشمس والبرد في الشتاء والاهتزاز المستمر. لا تستطيع معدات الشبكات من فئة المستهلكين عادةً الحفاظ على تشغيل مستقر طويل الأمد في ظل هذه الظروف.

البنية التقنية لجهاز SV900

تم تحسين SV900 خصيصاً لتلبية المتطلبات الفريدة للمركبات المكوكية ذاتية القيادة.

 

التكرار المزدوج للشبكة المزدوجة هي الميزة الأساسية لهذا الجهاز. يدمج SV900 وحدتي اتصالات 5G مستقلتين تدعمان التشغيل المتزامن لشبكات الجيل الخامس المزدوجة أو تكوين 5G+4G الهجين. يمكن أن تعمل كلتا الشبكتين في وضع الاستعداد النشط أو وضع موازنة التحميل. عندما تتعرض إحدى الشبكتين للفشل أو تدهور الإشارة، يتحول النظام تلقائيًا إلى المسار البديل، مما يضمن اتصالاً غير متقطع. كما يدعم الجهاز أيضاً شبكات Redcap، وهي تقنية 5G مُحسّنة لسيناريوهات إنترنت الأشياء متوسطة السرعة مع استهلاك أقل للطاقة، وهي أكثر ملاءمة للبطاريات بالنسبة للحافلات المكوكية الكهربائية.

بالنسبة لاختيار المعالج، يستخدم SV900 بنية A53 ثنائية النواة، وهو معالج من الدرجة الصناعية تم التحقق من صحته تماماً ويحقق توازناً ممتازاً بين الاستقرار وإدارة الطاقة. تختلف بوابات المركبات عن أجهزة التوجيه المنزلية، فالأداء الفائق ليس هو الاعتبار الأساسي، بل إن التشغيل المستقر على المدى الطويل هو الأهم.

تكوين واجهة شاملة ميزة أخرى مهمة. يوفر الجهاز خمسة منافذ Gigabit Ethernet، وكلها تستخدم موصلات من فئة M12 المخصصة للطيران. تُعد توصيلات القفل الملولبة هذه أكثر موثوقية بكثير من منافذ RJ45 القياسية في بيئات اهتزازات المركبات. في عمليات النشر الفعلية، عادةً ما يقوم العملاء بتوصيل وحدات الحوسبة الرئيسية و LiDAR والكاميرات وأجهزة الحوسبة الطرفية بمنافذ منفصلة، مما يتيح تبادل البيانات بسرعة عالية بين الأجهزة.

وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى واجهة M12-X ثلاثة في واحد، والتي تدمج بروتوكولات الناقل RS232 و RS485 و CAN. يستخدم العديد من العملاء واجهة CAN للاتصال مباشرة مع وحدات التحكم في هيكل السيارة، وقراءة البيانات في الوقت الحقيقي مثل سرعة السيارة وحالة البطارية ومعلمات تشغيل المحرك دون الحاجة إلى معدات تحويل بروتوكول إضافية، مما يبسّط بنية النظام.

يدعم الجهاز كلاً من بطاقات SIM وبطاقات ESIM. تجعل إمكانية التزويد عبر الأثير لبطاقات ESIM إمكانية التزويد عبر الأثير لبطاقات ESIM التبديل بين شركات الاتصالات أكثر مرونة، وهي مناسبة بشكل خاص للمشاريع التي تتطلب النشر عبر مناطق مختلفة.

قيمة التطبيق العملي للميزات الرئيسية

دعم التموضع التفاضلي NTRIP هي ميزة يجدها العملاء مفيدة بشكل خاص. تتمتع المكوكات المستقلة بمتطلبات دقة عالية في تحديد المواقع. يحتوي نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد المواقع القياسي على أخطاء على مستوى المتر، مما يجعل من الصعب تلبية المتطلبات في الممرات الضيقة أو سيناريوهات الالتحام الدقيقة. يحتوي جهاز SV900 على عميل NTRIP مدمج يمكنه الاتصال مباشرةً بخوادم مزود خدمة تحديد المواقع التفاضلية واستقبال بيانات التصحيح التفاضلي ونقلها بشفافية إلى وحدة تحديد المواقع في المركبة، مما يحسن دقة تحديد المواقع إلى مستوى السنتيمتر. يتم إكمال التهيئة من خلال واجهة إدارة الويب الخاصة بالجهاز عن طريق إدخال عنوان الخادم ومعلومات الحساب - لا يتطلب الأمر أي تطوير إضافي.

تخزين السجل المحلي قد تبدو بسيطة ولكنها ضرورية لتدقيق سلامة المركبات ذاتية القيادة. تسجّل وحدة تخزين FLASH المدمجة في الجهاز المعلومات الهامة بما في ذلك تغييرات حالة الشبكة وإحصائيات حركة المرور وإعادة تشغيل الجهاز وحالة اتصال NTRIP. حتى أثناء الانقطاعات المؤقتة للشبكة، يتم حفظ بيانات السجل محلياً وتحميلها تلقائياً إلى منصة الإدارة بمجرد استعادة الاتصال. توفر هذه البيانات مادة مرجعية مهمة لتحليل السلوك غير الطبيعي للمركبة واستكشاف أعطال النظام وإصلاحها.

مراقبة جودة الشبكة يتحقق باستمرار من حالة الاتصال ومقاييس الجودة لكلا مساري الشبكة. ومن خلال اختبارات الاختبار الدورية وإحصائيات فقدان الحزمة وغيرها من الطرق الأخرى، يمكن للنظام تحديد مشاكل الشبكة في وقت مبكر، مما يؤدي إلى تشغيل مفاتيح التبديل أو إرسال إشعارات تنبيه. آلية المراقبة الاستباقية هذه أكثر موثوقية بكثير من الانتظار السلبي لحدوث الأعطال.

يدعم الجهاز قفل نطاق التردد وقفل النظام لوحدات 5G. في بعض السيناريوهات المحددة، يمكن إجبار الجهاز على العمل على نطاقات تردد أو أنظمة شبكة معينة، لتجنب عدم الاستقرار الناجم عن التبديل المتكرر.

تكامل النظام وقدرات التوسع

يعمل SV900 على نظام تشغيل Linux، مما يوفر راحة كبيرة لتخصيص العميل. يأتي الجهاز مزودًا بوثائق تطوير كاملة ومجموعات تطوير البرمجيات SDK، مما يسمح للعملاء بنشر منطق العمل الخاص بهم على البوابة، مثل المعالجة المسبقة للبيانات المحلية، واستدلال الذكاء الاصطناعي المتطور، وتحويل البروتوكول المخصص. هذا الانفتاح يعني أن البوابة لا تعمل كجهاز اتصال فحسب، بل يمكنها أيضًا التعامل مع المهام الحسابية.

بالنسبة لميزات الشبكات، يدعم الجهاز بروتوكولات التوجيه الديناميكي OSPF و RIP، وهي مناسبة لبناء طبولوجيا شبكة الأسطول المعقدة. يمكن لوظيفة توجيه السياسة توجيه حركة مرور الأعمال المختلفة إلى روابط شبكة مختلفة بناءً على شروط مثل نوع البيانات وعناوين المصدر والوجهة. على سبيل المثال، يمكن أن تستخدم حركة مرور المراقبة بالفيديو روابط شبكة الجيل الخامس ذات النطاق الترددي العالي بينما تستخدم أوامر التحكم مسار شبكة آخر منخفض الكمون.

تسمح وظيفة VLAN بتقسيم شبكة VLAN لشبكة المركبة إلى شبكات فرعية متعددة معزولة منطقياً، مثل شبكات الإدارة وشبكات الأعمال وشبكات نقل الفيديو، مما يحسن من أمان الشبكة وكفاءة الإدارة. يدعم الجهاز كلا وضعي شبكة محلية ظاهرية موسومة وغير موسومة بتوافق ممتاز.

تدعم وظيفة VPN العديد من البروتوكولات بما في ذلك PPTP و L2TP و IPSEC و OPENVPN و GRE و GRETAP و Vxlan، مما يتيح أنفاقاً مشفرة من المركبات إلى السحابة لحماية أمن نقل البيانات. وهذا أمر ضروري للتطبيقات ذات المتطلبات الأمنية العالية للبيانات.

يدعم الجهاز أيضاً وضع الجسر، مما يسمح بتعيين عنوان IP العام الذي تم الحصول عليه من خلال الاتصال بشبكة الجيل الخامس مباشرةً إلى الأجهزة النهائية، مما يبسّط تكوين الشبكة. وتستخدم ميزة 5GLAN شبكات الجيل الخامس 5G الناقلة لإنشاء شبكات LAN، مما يتيح الاتصال بزمن انتقال منخفض بين المركبات أو من مركبة إلى بنية تحتية.

تعمل وحدات تحديد المواقع الاختيارية GPS/BeiDou ووحدات WLAN على جعل وظائف الجهاز أكثر اكتمالاً. يمكن أن توفر وحدات تحديد المواقع معلومات الموقع الأساسية للمركبات، بينما توفر وحدات WLAN وصولاً احتياطياً إلى الشبكة في مناطق محددة مثل محطات الشحن أو مواقف السيارات.

ملاءمة إدارة العمليات

يدعم جهاز SV900 بروتوكول SNMP، مما يسمح بالتكامل مع أنظمة إدارة الشبكات المؤسسية الحالية. كما أنه يعمل مع منصة STARDEVICVICEMANAGER Star Cloud المملوكة لشركة Starlink، مما يوفر إدارة مركزية للأجهزة وتوزيع التكوين ومراقبة الحالة وترقيات البرامج الثابتة. بالنسبة للعملاء الذين يقومون بتشغيل أساطيل كبيرة الحجم، تعمل منصة الإدارة الموحدة على تقليل التكاليف التشغيلية بشكل كبير.

يدعم الجهاز التكوين عن بُعد وإعادة التشغيل عن بُعد، مما يقلل من تكرار الصيانة في الموقع. يسمح الاستعلام عن معلومات حالة الجهاز وإعداد التقارير لموظفي العمليات بمراقبة حالة شبكة المركبة وقوة الإشارة واستخدام حركة المرور في الوقت الفعلي.

ملخص سيناريوهات التطبيق

واستناداً إلى خبرتنا في المشروع، فإن SV900 مناسب بشكل خاص لهذه السيناريوهات:

خدمات النقل المكوكية على الطرق المغلقة في المتنزهات والمناطق ذات المناظر الطبيعية الخلابة، حيث تكون ظروف الطرق تحت السيطرة نسبياً ولكن استقرار الاتصالات أمر بالغ الأهمية. مركبات النقل المكوكية في المطارات ومحطات السكك الحديدية عالية السرعة التي تتطلب توقفاً متكرراً ورسواً دقيقاً. مركبات النقل المؤتمتة في المجمعات اللوجستية والموانئ التي تحتاج إلى التعامل مع كميات كبيرة من بيانات الفيديو وأجهزة الاستشعار. حافلات نقل الركاب في المجمعات الصناعية ذات متطلبات السلامة والموثوقية الصارمة.

تُعد أنظمة الاتصالات للمركبات المكوكية ذاتية القيادة عنصراً حاسماً في أي حل للقيادة الذاتية. يمكن لبوابة مركبة مصممة بشكل جيد وغنية بالميزات أن تحسن بشكل كبير من استقرار النظام والكفاءة التشغيلية. يستهدف تصميم SV900 الذي يركز على التكرار الشبكي وثراء الواجهة والموثوقية الصناعية والاكتمال الوظيفي الاحتياجات الفعلية للتطبيقات المتخصصة مثل المركبات ذاتية القيادة. إذا كنت تعمل على مشاريع ذات صلة، فإننا نوصي بإجراء تقييم شامل لبنية نظام الاتصالات لديك واختيار المعدات التي تناسب متطلباتك بالفعل.