Автономные автобусы-шаттлы становятся все более распространенными в парках, живописных зонах, аэропортах и других контролируемых зонах. В отличие от традиционных транспортных средств, эти маршрутки без водителя полностью полагаются на бортовые интеллектуальные системы и облачные платформы для связи в режиме реального времени. Выбор шлюза, как основного компонента связи транспортного средства, напрямую влияет на надежность всей системы. Общаясь с клиентами, мы заметили, что многие команды вкладывают значительные средства в разработку транспортных средств, но упускают из виду важные детали при выборе системы связи, что приводит к частым сбоям в работе сети во время эксплуатации.

Основные требования к связи для автономных шаттлов

Автономные шаттлы предъявляют более высокие требования к связи по сравнению со стандартными подключенными автомобилями. Исходя из опыта наших проектов, можно выделить три аспекта:

Резервирование сети имеет важное значение. Во время работы в парках или кампусах автомобили проезжают через подземные туннели, здания со стальными конструкциями и зоны с густой растительностью, где покрытие сигнала одного оператора часто бывает недостаточным. Когда связь с сетью падает, транспортные средства запускают протоколы безопасной остановки, что негативно сказывается на эффективности работы. В более серьезных сценариях автомобили могут не получать критически важные команды по предотвращению столкновений с препятствиями из облака, что создает угрозу безопасности.

Сложные потребности в подключении устройств. Современные автономные шаттлы оснащены множеством устройств: главные промышленные компьютеры для принятия решений, LiDAR и радары миллиметровых волн для восприятия окружающей среды, многочисленные камеры для получения визуальных данных, пограничные вычислительные блоки, обрабатывающие информацию в режиме реального времени, модули позиционирования, предоставляющие данные о местоположении, и соединения с системами шасси автомобиля. Эти устройства требуют различных типов интерфейсов, включая порты Ethernet, последовательные порты и соединения с шиной CAN.

Адаптация к промышленным условиям. Автономные шаттлы должны круглосуточно работать на открытом воздухе, перенося летнюю жару и солнечные лучи, зимний холод и постоянную вибрацию. Сетевое оборудование потребительского класса, как правило, не может поддерживать стабильную длительную работу в таких условиях.

Техническая архитектура SV900

SV900 специально оптимизирован под уникальные требования автономных шаттлов.

 

Двойное сетевое резервирование является основной особенностью этого устройства. В SV900 интегрированы два независимых модуля связи 5G, поддерживающие одновременную работу в двух сетях 5G или гибридную конфигурацию 5G+4G. Обе сети могут работать в режиме активного ожидания или балансировки нагрузки. Когда в одной из сетей происходит сбой или ухудшение сигнала, система автоматически переключается на альтернативный путь, обеспечивая бесперебойную связь. Устройство также поддерживает сети Redcap - технологию 5G, оптимизированную для среднескоростных IoT-сценариев с пониженным энергопотреблением, что более удобно для электрических шаттлов.

Что касается выбора процессора, то в SV900 используется двухъядерный процессор архитектуры A53, тщательно проверенный процессор промышленного класса, в котором достигнут отличный баланс между стабильностью и управлением питанием. Автомобильные шлюзы отличаются от домашних маршрутизаторов - пиковая производительность не является главным критерием, важнее всего - длительная стабильная работа.

Комплексная настройка интерфейса еще одно существенное преимущество. Устройство оснащено пятью портами Gigabit Ethernet с разъемами M12 авиационного класса. Эти резьбовые замковые соединения гораздо надежнее стандартных портов RJ45 в условиях вибрации автомобиля. При реальном развертывании клиенты обычно подключают главные вычислительные блоки, LiDAR, камеры и пограничные вычислительные устройства к отдельным портам, обеспечивая высокоскоростной обмен данными между устройствами.

Особого внимания заслуживает интерфейс M12-X "три в одном", объединяющий протоколы RS232, RS485 и шину CAN. Многие клиенты используют интерфейс CAN для прямого подключения к контроллерам шасси автомобиля, считывая данные в реальном времени, такие как скорость автомобиля, состояние аккумулятора и параметры работы двигателя, не требуя дополнительного оборудования для преобразования протоколов, что упрощает архитектуру системы.

Устройство поддерживает как SIM-карты, так и ESIM-карты. Возможность "воздушной" установки ESIM-карт делает переключение между операторами более гибким, что особенно удобно для проектов, требующих развертывания в разных регионах.

Практическое применение Значение ключевых характеристик

Поддержка дифференциального позиционирования NTRIP это функция, которую клиенты считают особенно полезной. Автономные шаттлы предъявляют высокие требования к точности позиционирования. Стандартное позиционирование по GPS имеет погрешности на уровне метра, что затрудняет удовлетворение требований в узких проходах или точных сценариях стыковки. SV900 имеет встроенный клиент NTRIP, который может напрямую подключаться к серверам поставщиков услуг дифференциального позиционирования, получать данные дифференциальной коррекции и прозрачно передавать их в модуль позиционирования транспортного средства, повышая точность позиционирования до сантиметрового уровня. Конфигурация выполняется через веб-интерфейс управления устройством путем ввода адреса сервера и информации об учетной записи - никаких дополнительных разработок не требуется.

Локальное хранилище журналов может показаться простой, но очень важной для аудита безопасности автономных транспортных средств. Встроенная FLASH-память устройства записывает важную информацию, включая изменения состояния сети, статистику трафика, перезагрузку устройства и статус соединения NTRIP. Даже при временных перебоях в работе сети данные журнала сохраняются локально и автоматически загружаются в платформу управления после восстановления соединения. Эти данные служат важным справочным материалом для анализа аномального поведения автомобиля и устранения неполадок в системе.

Мониторинг качества сети постоянно проверяет состояние соединения и показатели качества обоих сетевых маршрутов. С помощью периодических пинг-тестов, статистики потерь пакетов и других методов система может выявлять проблемы в сети на ранних стадиях, запуская переключатели или отправляя уведомления о тревоге. Такой механизм проактивного мониторинга гораздо надежнее, чем пассивное ожидание сбоев.

Устройство поддерживает блокировку частотного диапазона и блокировку системы для модулей 5G. В некоторых специфических сценариях устройство может быть принудительно настроено на работу в определенных частотных диапазонах или сетевых системах, что позволяет избежать нестабильности, вызванной частым переключением.

Возможности системной интеграции и расширения

SV900 работает под управлением операционной системы Linux, что обеспечивает значительные удобства при настройке. Устройство поставляется с полной документацией по разработке и SDK, что позволяет клиентам развертывать на шлюзе собственную бизнес-логику, такую как предварительная обработка данных на локальном уровне, пограничные выводы ИИ и преобразование пользовательских протоколов. Такая открытость означает, что шлюз служит не только в качестве коммуникационного устройства, но и может выполнять вычислительные задачи.

Для сетевых функций устройство поддерживает протоколы динамической маршрутизации OSPF и RIP, которые подходят для построения сложных топологий сети автопарка. Функция маршрутизации политики может направлять различный бизнес-трафик на разные сетевые каналы в зависимости от таких условий, как тип данных и адреса источника и назначения. Например, трафик видеонаблюдения может использовать высокоскоростные каналы 5G, а команды управления - другой сетевой путь с низкой задержкой.

Функциональность VLAN позволяет разделить сеть автомобиля на несколько логически изолированных подсетей, таких как сети управления, бизнес-сети и сети передачи видео, что повышает безопасность сети и эффективность управления. Устройство поддерживает как тегированные, так и нетегированные режимы VLAN с отличной совместимостью.

Функция VPN поддерживает множество протоколов, включая PPTP, L2TP, IPSEC, OPENVPN, GRE, GRETAP и Vxlan, обеспечивая шифрованные туннели от транспортных средств до облака для защиты безопасности передачи данных. Это необходимо для приложений с высокими требованиями к безопасности данных.

Устройство также поддерживает режим моста, позволяющий напрямую назначать публичный IP-адрес, полученный при наборе номера 5G, нижестоящим устройствам, что упрощает настройку сети. Функция 5GLAN использует операторские сети 5G для создания локальных сетей, обеспечивая связь между транспортными средствами или между транспортными средствами и инфраструктурой с низкой задержкой.

Дополнительные модули позиционирования GPS/BeiDou и модули WLAN делают функциональность устройства более полной. Модули позиционирования могут предоставлять базовую информацию о местоположении автомобиля, а модули WLAN обеспечивают резервный доступ к сети в определенных местах, например на зарядных станциях или парковках.

Управление операциями Удобство

SV900 поддерживает протокол SNMP, что позволяет интегрировать его с существующими системами управления корпоративными сетями. Он также работает с фирменной платформой Starlink STARDEVICEMANAGER Star Cloud, обеспечивая централизованное управление устройствами, распространение конфигурации, мониторинг состояния и обновление прошивки. Для клиентов, эксплуатирующих крупные парки, единая платформа управления значительно снижает эксплуатационные расходы.

Устройство поддерживает удаленную настройку и удаленный перезапуск, что сокращает частоту технического обслуживания на месте. Запрос информации о состоянии устройства и отчетность позволяют оперативному персоналу отслеживать состояние сети транспортных средств, уровень сигнала и использование трафика в режиме реального времени.

Резюме сценариев применения

Исходя из опыта наших проектов, SV900 особенно хорошо подходит для таких сценариев:

Трансфер по закрытым дорогам в парках и живописных зонах, где дорожные условия относительно контролируемы, но стабильность связи имеет решающее значение. Трансферные средства в аэропортах и на станциях высокоскоростных железных дорог, требующие частых остановок и точной стыковки. Автоматизированные транспортные средства в логистических парках и портах, где необходимо обрабатывать большие объемы видео и сенсорных данных. Пригородные автобусы в индустриальных парках со строгими требованиями к безопасности и надежности.

Системы связи для автономных шаттлов - важнейший компонент любого решения для самостоятельного вождения. Хорошо спроектированный, многофункциональный автомобильный шлюз может значительно повысить стабильность системы и эффективность работы. В конструкции SV900 особое внимание уделено избыточности сети, богатству интерфейсов, промышленной надежности и функциональной полноте - все это отвечает реальным потребностям таких специализированных приложений, как автономные транспортные средства. Если вы работаете над подобными проектами, мы рекомендуем тщательно проанализировать архитектуру вашей системы связи и выбрать оборудование, которое действительно соответствует вашим требованиям.