V2X-communicatie maakt fietsen veiliger

In tegenstelling tot conventionele veiligheidssystemen die afhankelijk zijn van sensorgebaseerde detectie, maakt V2X directe communicatie tussen weggebruikers mogelijk, waardoor potentiële gevaren kunnen worden gedetecteerd, zelfs wanneer deze nog niet zichtbaar zijn. V2X, oorspronkelijk ontwikkeld voor automotive toepassingen, is ook van waarde voor fietsers, zo blijkt uit deze case study van Murata, fietsenfabrikant Canyon Bicycles, nfiniity en Vector Informatik.

Door: Saneesh Menon, Field Application Engineer, en Jerin Joseph, teamleider Automotive Connectivity Module, Murata Electronics

Vehicle-to-everything (V2X)-communicatie is een belangrijke factor voor veiligere en efficiëntere vervoerssystemen. Voertuigen kunnen realtime gegevens uitwisselen met hun omgeving, waaronder andere voertuigen, infrastructuur (verkeerslichten en wegwerkzaamheden), het mobiele netwerk (verkeersupdates) en voetgangers. Door informatie zoals positie, snelheid en rijrichting te delen, creëert V2X een verbonden ‘bewustzijnslaag’ tussen weggebruikers. Dit vroegtijdige bewustzijn ondersteunt snellere besluitvorming en helpt het risico op aanrijdingen te verminderen. Wanneer een fietser bijvoorbeeld een kruispunt met beperkt zicht nadert, detecteren nabijgelegen voertuigen dit van tevoren en kunnen daarop anticiperen.

V2X-technologieën

V2X-communicatie is gebaseerd op twee primaire, onderling niet-compatibele technologieën: Dedicated Short-Range Communication (DSRC) en Cellular V2X (C-V2X). Beide werken in het 5,9 GHz-spectrum en zijn ontworpen om communicatie met lage latency en hoge betrouwbaarheid te bieden voor veiligheidskritische toepassingen.

DSRC is gebaseerd op de IEEE 802.11p-standaard en is voortgekomen uit Wi-Fi. Het maakt directe communicatie mogelijk tussen weggebruikers in de buurt, zonder afhankelijk te zijn van mobiele infrastructuur. Dit maakt het bijzonder effectief voor tijdkritische scenario’s waarin berichten binnen milliseconden moeten worden uitgewisseld.

C-V2X, dat is gebaseerd op 3GPP-standaarden, breidt deze mogelijkheden uit door zowel directe communicatie als netwerkgebaseerde communicatie via mobiele infrastructuur te ondersteunen. Veiligheidskritische berichten kunnen direct (van apparaat naar apparaat) worden verzonden via sidelink-communicatie, terwijl aanvullende gegevens via het netwerk kunnen worden overgedragen, wat zorgt voor meer flexibiliteit en schaalbaarheid in verbonden omgevingen.

Een doorontwikkeling van C-V2X is NR-V2X, de op 5G gebaseerde standaard die is ontworpen om een hogere betrouwbaarheid, lagere latency en een grotere gegevensdoorvoer te bieden. Deze mogelijkheden ondersteunen geavanceerdere toepassingen, waaronder autonoom rijden en gecoördineerde verkeerssystemen.

V2X-module

De V2X-module van Murata brengt automotive-grade communicatiemogelijkheden naar micromobiliteit, een containerbegrip voor in deze context het langzamere stadsverkeer, inclusief scooters, fietsen en voetgangers. De module is gebaseerd op de CRATON2- en PLUTON2-chipsets van Autotalks en ondersteunt zowel op IEEE 802.11p gebaseerde DSRC als C-V2X dat voldoet aan 3GPP Release 14/15/16 binnen één enkel hardwareplatform. Dit biedt flexibiliteit bij implementaties door middel van softwareconfiguratie, terwijl het tegelijkertijd een toekomstbestendig pad naar NR-V2X mogelijk maakt.

De module bevat een dual-core ARM Cortex-A7 processor waarmee V2X-middleware en -toepassingen rechtstreeks op het apparaat kunnen worden uitgevoerd. Dit maakt snelle verwerking e aan de edge mogelijk. In combinatie met ondersteuning voor automotive-interfaces zoals CAN, Ethernet en UART, alsmede een ingebouwde hardwarebeveiligingsmodule, biedt dit een complete, integratieklare oplossing.

Oplossing voor micromobiliteit

Een samenwerking tussen Murata, Canyon, nfiniity en Vector laat zien hoe V2X kan worden uitgebreid naar micromobiliteit. De kern van deze integratie wordt gevormd door Canyon’s V2X-gebaseerde veiligheidstechnologie, die de fiets verbindt met het omringende verkeer en de infrastructuur. Op basis van de V2X-module van Murata en het cube:nano-platform van nfiniity, biedt het e-bike-integratieconcept SafeRide van Canyon realtime bewustzijn en vroegtijdige waarschuwingsmogelijkheden die specifiek zijn ontworpen voor fietsers.

Het cube:nano-platform biedt de hard- en softwarebasis die nodig is voor micromobiliteitstoepassingen, waardoor realtime communicatie en verwerking van veiligheidsberichten mogelijk worden. De V2X-module van Murata biedt betrouwbare connectiviteit met lage latency in een compacte, energiezuinige vormfactor die geschikt is voor ontwerpen met beperkte ruimte. Canyon zorgt voor een naadloze integratie in de fiets, zonder afbreuk te doen aan de rijkwaliteit of het ontwerp.

Deze integratie transformeert de fiets in een actieve, verbonden weggebruiker, die in staat is om zijn positie, snelheid en bewegingen in realtime te delen met het omringende verkeer. Dankzij de V2X-testomgeving van Vector kunnen diverse scenario’s en gebruikssituaties worden getest en gedemonstreerd. Dit geeft gebruikers een realistische indruk van hoe V2X-technologie de veiligheid verhoogt.

Werking in de praktijk

Het systeem van Canyon werkt door middel van de voortdurende uitwisseling van gestandaardiseerde veiligheidsberichten. Cooperative Awareness Messages (CAM) worden periodiek verzonden om informatie zoals positie, snelheid en rijrichting te delen, zodat weggebruikers in de buurt een actueel beeld van elkaars bewegingen behouden. Decentralised Environmental Notification Messages (DENM) worden geactiveerd door specifieke gebeurtenissen, zoals gevaren of ongebruikelijke omstandigheden, om omringende weggebruikers te waarschuwen en snellere reacties mogelijk te maken.

Binnen het nog in de conceptfase verkerende e-bike-integratiesysteem wordt deze communicatie omgezet in intuïtieve feedback voor de fietser. De fietser wordt gewaarschuwd via haptische feedback in het stuur, die ofwel een algemeen botsingsrisico aangeeft (wanneer beide handvatten trillen) ofwel de richting van een potentieel gevaar (wanneer slechts één handvat trilt). Tegelijkertijd kan een fietser die een onoverzichtelijk kruispunt nadert, door nabijgelegen voertuigen worden gedetecteerd nog voordat hij in het zicht komt. Dit vroegtijdige, bidirectionele bewustzijn verbetert de reactietijden en draagt bij aan veiligere interacties tussen weggebruikers.

Verbonden micromobiliteit

V2X is prima in staat om fietsen en scooters te integreren in het bredere netwerk voor voertuigveiligheid, waardoor verbonden veiligheid verder reikt dan alleen auto’s. Dit creëert nieuwe kansen om de veiligheid te verbeteren, de verkeersdoorstroming te optimaliseren en de stedelijke mobiliteit te versterken.

Naarmate steden steeds meer gebruikmaken van Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS), zal de integratie van micromobiliteit essentieel zijn voor het opbouwen van volledig verbonden en inclusieve vervoersecosystemen. Door alle weggebruikers in staat te stellen informatie in realtime te delen, worden veiligere interacties en een efficiënter gebruik van de infrastructuur bevorderd. Dankzij oplossingen zoals die van Canyon worden fietsen verbonden weggebruikers, waardoor een cruciale leemte in het veiligheidsecosysteem wordt gevuld en ervoor wordt gezorgd dat fietsers binnen verkeerssystemen niet langer over het hoofd worden gezien.

Naarmate V2X zich verder ontwikkelt, met name door de vooruitgang van op 5G gebaseerde NR-V2X, zal het een steeds belangrijkere rol spelen bij het vormgeven van veiligere, slimmere en inclusievere mobiliteit. Het resultaat is een verbonden omgeving waarin elke weggebruiker zichtbaar, geïnformeerd en beter beschermd is.