Communicerende auto's

Wat is een 'connected car'? De ANWB omschrijft het op zijn site als een auto die met internet is verbonden, waarbij data gedeeld kan worden met anderen: garages, de autofabrikant, een verzekeringsmaatschappij en een alarmcentrale.

Dat eerste kan handig zijn om op afstand problemen op te sporen en dat laatste om in het geval van een ongeluk daar direct en automatisch een melding over te krijgen, inclusief de gps-locatie. Het laatste heet 'eCall' en is sinds 1 april 2018 verplicht voor nieuwe automodellen. Auto's die sindsdien geïntroduceerd zijn, zijn dus uitgerust met een simkaart en een systeem dat automatisch contact maakt met een 112-centrale na een ongeluk. De volgende gegevens worden daarbij doorgegeven: de plek van het ongeluk, de rijrichting, het type voertuig en het type brandstof. Bij veel goedkopere auto's wordt de ingebouwde simkaart alleen voor eCall gebruikt en niet voor datadiensten, zoals realtimeverkeersinformatie, streaming muziek en over-the-airupdates. Bij de wat duurdere modellen zijn wel datadiensten mogelijk, al dan niet tegen betaling.

Die vorm van connectiviteit kun je nog een stuk verder doortrekken. Denk bijvoorbeeld aan communicatie met andere auto's in de directe omgeving: vehicle-to-vehiclecommunicatie, of v2v. De volgende stap is het communiceren met de infrastructuur: vehicle-to-infrastructure, of v2i. Wat biedt dat voor voordelen?

Een v2i-verkeerslicht kan een draadloos signaal uitzenden dat het over een x-aantal seconden op groen of rood gaat. Met een geavanceerde vorm van adaptive cruisecontrol zou een auto dan automatisch de snelheid kunnen aanpassen voor de optimale doorstroming. Met v2v kunnen auto's bijvoorbeeld via een datasignaal doorgeven dat ze remmen, dus niet alleen op basis van een visueel signaal zoals een remlicht. De achterliggende auto's ontvangen dat signaal direct en kunnen daar zonodig de snelheid op aanpassen of automatisch met dezelfde kracht afremmen. Dat voorkomt kostbare reactietijd, want voordat een mens reageert op het zichtbare remsignaal, is hij al snel een halve seconde verder.

Oftewel, een connected car moet de verkeersveiligheid vergroten en de doorstroming verbeteren. Daarvoor wordt niet alleen ingezet op 4g en binnenkort 5g, maar ook op een nieuw soort wifinetwerk voor de korte afstand. Er zijn alleen twee concurrerende standaarden. Hoe zit dit, welke auto's gaan dit ondersteunen, wat is de link met autonome auto's, en wat zijn de voordelen van en uitdagingen voor connected cars?

Als auto's met elkaar en eventueel ook met de infrastructuur konden communiceren, zou dat een aantal voordelen hebben. Die kunnen we onderverdelen in twee hoofddoelen: veiliger verkeer met minder ongelukken en betere doorstroming.

Veiligheid

In de EU vallen jaarlijks meer dan 25.000 doden en 135.000 zwaargewonden in het verkeer. Veel ongelukken gebeuren door onverwacht rijgedrag, remacties en afleiding. Menselijke bestuurders anticiperen op basis van visuele kenmerken, zoals remlichten. Er zit echter altijd een bepaalde vertraging tussen het opmerken van gevaar en het daarop reageren door bijvoorbeeld uit te wijken of te remmen. De remweg, die langer wordt naarmate de snelheid hoger is, vergroot de kans op een botsing, vooral als auto's (te) dicht op elkaar rijden. Een onverwachte, harde remactie kan bovendien leiden tot een domino-effect; alle achterliggende auto's moeten ook op tijd stilstaan. Dit kan leiden tot kettingbotsingen, met soms een enorme ravage als gevolg.

Als auto's binnen een straal van een paar honderd meter onderling kunnen communiceren, geven ze dergelijke uitwijkingen en remacties direct door, zodat het andere verkeer daar snel op kan anticiperen. Dat kan in principe via een geautomatiseerd noodremsysteem, omdat dit veel sneller kan reageren dan een menselijke bestuurder. Tegelijk kunnen voertuigen op de weg ook automatisch hun positie doorgeven, inclusief andere gegevens, zoals snelheid. Op basis daarvan kan een pad worden berekend, waardoor ook een zijwaartse botsing kan worden voorkomen. Denk bijvoorbeeld aan iemand die vanaf een uitrit de weg op wil rijden, maar geen goed zicht heeft door struiken. Een computer kan razendsnel berekenen dat beide paden elkaar dreigen te kruisen en vervolgens een noodsignaal afgeven of overgaan tot een remactie. Een dergelijk systeem zou met autonoom rijdende voertuigen van groot belang zijn, maar is ook al nuttig in het tijdperk van menselijke bestuurders. Het kan ook uitkomst bieden voor lastig zichtbare medeweggebruikers in dode hoeken en voor gevaarlijke situaties op de weg, zoals een afgesloten rijbaan, gladde weggedeelten en voorwerpen.

Doorstroming

De onderlinge communicatie moet ook de doorstroming ten goede komen. In semiautonome modus, zoals lane keeping gecombineerd met adaptive cruise control, kunnen auto's de onderlinge snelheid op elkaar afstemmen. Het gevolg zal zijn dat het onderlinge snelheidsverschil minder groot wordt én dat er minder wordt geremd. Grote snelheidsverschillen en remmen leiden in de praktijk tot opstoppingen en vertragingen, zo blijkt uit experimenten. De gemiddelde snelheid zal dus toenemen als auto's hun snelheid aan elkaar en aan de wegomstandigheden aanpassen, en minder remmen.

Als auto’s onderling communiceren en in microseconden kunnen anticiperen, kunnen ze ook dichter op elkaar rijden. Daardoor nemen ze minder ruimte in beslag en past er meer verkeer op de weg. Dit heet ook wel platooning of 'treintje rijden', al is dat waarschijnlijk alleen mogelijk in (semi)autonome modus. In dat geval anticiperen auto's namelijk ook op verkeer dat in- en uit wil voegen, door automatisch ruimte te maken. Vooral voor vrachtverkeer is dat interessant. Een constante snelheid, minder baanwisselingen en geanticipeerd remmen komen allemaal de doorstroming ten goede. Tegelijk leidt dit tot efficiënter rijgedrag en een lager energiegebruik, waardoor ook de uitstoot van schadelijke stoffen zal verminderen. Door het lagere energiegebruik kunnen auto’s meer kilometers maken op een volle tank of accu.

Het nut van meer communicatie tussen auto's onderling en eventueel de infrastructuur kan het best worden geïllustreerd met praktijkvoorbeelden. De ene oplossing is zinniger dan de andere, maar veel van de voorbeelden bestaan al en worden al toegepast.

ECall+

Zoals eerder vermeld zijn alle nieuwe auto's in de EU sinds 1 april 2018 voorzien van eCall. Dit systeem neemt na een botsing automatisch contact op met de hulpdiensten. De opvolger die in de startblokken staat, is eCall+ en dit bevat zowel meer passieve als actieve functies. Een passieve functie is dat eCall+ ook een soort zwarte doos heeft. Deze slaat doorlopend data op die na een eventueel ongeluk kan worden uitgelezen. Dit moet helpen om inzicht te krijgen in de de omstandigheden bij ongelukken en om de oorzaak van een ongeluk te achterhalen. Zeker als het een ongeluk met fatale afloop is, zoals een eenzijdig ongeluk, kan dit bruikbare informatie opleveren. De keerzijde is natuurlijk het privacyaspect. Krijgt de verzekeraar bijvoorbeeld ook ooit toegang tot de data?

Een ander praktijkvoorbeeld vormen actieve waarschuwingen. Denk bijvoorbeeld aan een waarschuwing voor een ongeval op dezelfde weg of voor lokale gladheid. Dergelijke berichten kun je nu natuurlijk ook al krijgen via een app of navigatiesysteem op je smartphone, maar lang niet iedereen gebruikt die. Een ander voorbeeld is een waarschuwing voor hulpdiensten waarvoor de weg moet worden vrijgemaakt, inclusief informatie welke rijbaan vrijgemaakt moet worden: een corridor als het ware.

Vooralsnog gaat eCall+ werken via 4g en later via 5g. Er zit dan wel een kleine vertraging in de communicatie, doordat de communicatie indirect verloopt, via een zendmast. Het is in ieder geval een methode die vanaf dag één werkt, zonder de afhankelijkheid van auto's die geschikt zijn voor lokale v2v- en v2i-communicatie.

Synchroon remmen

Een demonstratie die ik tijdens een bijeenkomst van de 5GAA, de organisatie achter c-v2x, heb meegemaakt, toonde een synchrone remactie. De test betrof twee auto's op een afgesloten testbaan die onderling communiceerden via een lokaal netwerk op basis van lte direct. Tijdens het rijden met de relatief lage snelheid van 40km/u en ongeveer drie meter ruimte tussen beide auto's, trapte de chauffeur van de voorste wagen plots keihard op de rem. De achterliggende wagen, waar ik in zat, remde automatisch en ogenschijnlijk op hetzelfde moment. Deze techniek is een extra veiligheidssysteem en moet de kans op kettingbotsingen verkleinen. Dit heeft uiteraard het meeste nut als de meerderheid van het wegverkeer onderling kan communiceren.

Verkeerslicht

Een voorbeeld van communiceren met de infrastructuur werd op hetzelfde circuit getoond met een verkeerslicht. Zodra een testvoertuig het verkeerslicht op ongeveer 150 meter was genaderd, verscheen dit op een scherm in de auto. Daarop was de kleur te zien, maar ook over hoeveel seconden het van groen naar rood zou gaan en andersom. Dat heet signal phase and timing, of spat.

Momenteel zijn er op verschillende plaatsen in Nederland experimenten met slimme verkeerslichten. Deze gaan bijvoorbeeld automatisch op groen voor hulpdiensten of ze gaan sneller op groen voor auto's als er geen ander verkeer op een kruispunt is. In Eindhoven en Den Bosch wordt een proef gedaan met een app voor fietsers waardoor slimme verkeerslichten sneller op groen gaan zonder dat er op een knop gedrukt hoeft te worden. Als de app actief is, worden de fietsers automatisch gedetecteerd.

Een ander onderdeel van onze praktijkproef betrof red light violation warning, of rlvw. Als de auto door rood licht dreigde te rijden, klonk een luid waarschuwingssignaal. Dergelijke waarschuwingssystemen bestaan al in moderne auto's, maar die werken op basis van het visueel detecteren van het rode licht in plaats van een datasignaal.

Hd-mapdata

Actuele en gedetailleerde mapdata worden in de toekomst steeds belangrijker, zeker naarmate auto's meer autonoom gaan rijden. De mapdata bevat dan niet alleen statische gegevens voor het navigeren, zoals wegen en poi's, maar ook dynamische gegevens, zoals gewijzigde en afgesloten wegen, rijbanen met schade of gebreken en ongelukken. Deze data kan in de verre toekomst via v2i-communicatie worden verstuurd, maar zover is het nog lang niet. Tot die tijd wordt dus een combinatie met lokale mapdata gebruikt met 4g en in de toekomst 5g. De uitdaging hierbij is dat de omvang van de data beperkt blijft en dat deze zo goed als in real time wordt bijgewerkt. Tijdens het c-v2x-evenement demonstreerden Continental, Deutsche Telekom, Fraunhofer ESK en Nokia hoe dit kan werken. Zij gebruiken hiervoor multi-access edge computing-, of MEC-technologie. Dat biedt volgens hun eigen zeggen een ultralage latency en hoge bandbreedte, evenals realtime-updates via 4g/5g. Tegelijk wordt slim met data omgegaan door alleen noodzakelijke wijzigingen door te geven, met slim gecomprimeerde datapakketjes. Incrementele updates worden in de cloud opgeslagen en vervolgens naar auto's verzonden.

Besturing op afstand

Bij een andere demonstratie werd gesimuleerd dat een autonome auto niet meer verder kon rijden, bijvoorbeeld door een bijzondere situatie op de weg waar deze niet mee om kan gaan. Vervolgens nam iemand die zogenaamd in een controlecentrum zat de besturing van het voertuig over. Met behulp van lidarinformatie stuurde hij de wagen de juiste kant op, zonder merkbare vertraging dankzij een 5g-verbinding. In dit geval ging het om een bestuurder op enkele honderden meters afstand, maar het zou ook om vele kilometers kunnen gaan.

Alarmlichten en gladde wegen

In afwachting van een Europese standaard heeft Volvo alvast een eigen communicatieprotocol in gebruik genomen. Het grote nadeel: het werkt alleen samen met andere nieuwe Volvo's en niet met auto's van andere merken. Vooralsnog heeft Volvo twee waarschuwingssystemen in gebruik genomen: hazard light alert en slippery road alert. Het eerste systeem werkt met de alarmlichten van de auto. Zodra die worden aangezet, krijgen alle ondersteunde Volvo-auto's 'in de buurt' een melding. Dit systeem zou volgens Volvo vooral handig zijn in blinde bochten en over een heuveltop. De slippery road alert waarschuwt voor gladde wegen op basis van gebruikersdata van de wegcondities van andere Volvo-rijders op dezelfde weg.

Zelfrijdende e-Golfs

In Hamburg heeft de gemeente een testcircuit aangelegd dat speciaal is bedoeld voor experimenten met communicerende en zelfrijdende auto's. Momenteel is het traject zo'n drie kilometer lang, maar dat moet worden uitgebreid tot negen kilometer. De wegen zijn open voor alle fabrikanten, maar Volkswagen is de eerste die er gebruik van zal maken. Er gaan elf zelfrijdende e-Golfs rondrijden, vooralsnog met bestuurder, die volgens eigen zeggen op level 4 kunnen functioneren. Het bijzondere is dat de wagens via 802.11p met elkaar en met de infrastructuur communiceren. Zo zijn er 37 verkeerslichten op de route die hun status doorgeven, maar bepaalde wagens zonodig ook voorrang kunnen geven.

Nu auto's steeds meer computers worden, krijgen ze ook te maken met de bijbehorende problemen, zoals standaardisatie of een gebrek daaraan. Het idee van communicerende auto's is niet nieuw; al in 2004 werd de basis gevormd voor 802.11p als standaard.

Al in 2008 reserveerde de Europese Commissie de 5,9GHz-band voor het gebruik voor wegvervoer en in 2012 werd de standaard definitief. Hij wordt ook wel dsrc genoemd, wat staat voor dedicated short-range communications. In Europa wordt soms ook de naam its-g5 gebruikt. Het voordeel van deze communicatievorm is dat hij niet afhankelijk is van een telefoonnetwerk of clouddiensten en overweg kan met rijdende voertuigen. Na uitvoerige tests is de standaard klaar voor implementatie. Een kanttekening is dat de ontwikkeling van de standaard zo lang duurde dat hij is gebaseerd op 802.11a, een vrij oude wifistandaard die inmiddels is opgevolgd door 802.11g, 802.11n, 802.11ac en nu 802.11ax, ook bekend als WiFi 6. Onder andere Volkswagen, Toyota en Renault gebruiken 802.11p, en de techniek wordt gepromoot door bijvoorbeeld NXP en Siemens.

Een nieuwe standaard is c-v2x, wat staat voor cellular v2x. Het gebruikt digitale, cellulaire radiogolven, eveneens op de 5,9GHz-band, voor de communicatie met andere voertuigen en de infrastructuur. Het gebruikt de lte direct-technologie, geoptimaliseerd voor wegverkeer en sinds 2017 vastgelegd in 3gpp. De techniek voor directe communicatie wordt ook wel pc5 of sidelink genoemd. C-v2x gebruikt dus zowel 4g voor communicatie op netwerkniveau als directe communicatie op lokaal niveau. C-v2x wordt onder andere ondersteund door BMW, Ford, Daimler, Jaguar-Landrover en de PSA-groep. Het wordt actief gepromoot door de 5GAA, waarvan Nokia, Qualcomm, Vodafone, T-Mobile en Huawei deel uitmaken.

Strijd

Zoals dat vaker gaat met standaarden, stellen beide kampen dat zij de beste techniek in huis hebben. Beide technieken gebruiken naast lokale communicatie 4g en beide zouden ook gereed zijn voor 5g. De c-v2x-standaard is meer voorbereid op 5g, mede dankzij Nokia en Huawei, die beide onderdeel zijn van de 5GAA, die c-v2x promoot.

NXP en Siemens stellen dat 802.11p vandaag al beschikbaar is, terwijl c-v2x nog wel even op zich laat wachten. Volgens NXP is 802.11p een betere methode voor de korte afstand dan lte direct. De latency van 802.11p zou wel hoger zijn dan die van c-v2x, maar 4g/lte zou minder geschikt zijn als er heel veel objecten dicht bij elkaar in de buurt zitten, zoals tijdens een opstopping. Dat moet overigens veranderen met de komst van 5g.

Volgens Qualcomm, dat 802.11p-chipsets produceert, maar zelf onderdeel is van de 5GAA en de ontwikkeling van c-v2x, heeft 802.11p een aantal nadelen, mede vanwege oude technologie. Het zou gaan om een lager bereik en minder effectiviteit in situaties zonder goede line-of-sight. De c-v2x-standaard lijkt wel meer te leunen op clouddiensten en 5g dan 802.11p. Ook zou bij 802.11p tijdens de ontwikkeling niet echt geanticipeerd zijn op andere hardwareontwikkelingen, zoals sensoren, radar, camera's en lidar.

Politiek

Wereldwijd zijn er verschillende standaarden in gebruik, met verschillende iteraties. Het nadeel daarvan is dat ze onderling niet compatibel zijn, waardoor in de praktijk vaak alleen auto's van het eigen merk onderling kunnen communiceren, zoals in het genoemde voorbeeld van Volvo. Dat is niet erg effectief, want hoe meer auto's connected zijn, des te beter het zal werken.

In april stelde de Europese Commissie voor om van 802.11p/its-g5 in de EU de standaard te maken. Dit leidde onder andere tot protest uit Finland, dat vond dat alle technieken een kans moeten krijgen. Het wifiprotocol van 802.11p zou bovendien gedateerd zijn in vergelijking met c-v2x van de 5G Association. Het Europees parlement stemde in april tegen en begin juli spraken ook 21 van de 28 EU-lidstaten zich uit tegen het voorstel van de Commissie. Its-g5/802.11p werd al gestandaardiseerd door het European Telecommunications Standards Institute voor Intelligent Transport Systems, maar dat wordt nu stilgelegd. Daardoor kan de adoptie van een standaard jaren vertraging oplopen. De Europese Commissie moet nu met een nieuw voorstel komen. Een mogelijkheid om de impasse te doorbreken is om beide standaarden te integreren in één hardwareplatform, al lijkt dat kostbaar en onnodig complex. Onder andere Autotalks heeft dat gedaan. Tot er daadwerkelijk een Europese standaard is, werkt iedere autofabrikant aan een eigen systeem.

In het luxesegment zijn geïntegreerde 4g-simkaarten met data in auto's al vrij gebruikelijk. Deze worden dan bijvoorbeeld gebruikt om actuele verkeersinformatie te tonen, streaming muziek af te spelen of simpelweg te browsen. In de toekomst zal 4g steeds meer gebruikt worden voor het 'connected'-deel van een auto. De 4g-standaard zelf is op lange termijn onvoldoende voor de uitrol van v2v- en v2i. Opvolger 5g biedt een beduidend hogere bandbreedte en, nog belangrijker, een veel lagere latency. Vooral bij realtime-mapdata is dat van groot belang, maar ook bij bediening op afstand. Dankzij ultra-high-reliability low latency in de 5g-standaard moet het mogelijk worden om op grote afstand objecten te bedienen. Denk bijvoorbeeld aan een chirurg die op afstand opereert of aan robots en drones, al dan niet voor militaire doeleinden.

In het autonome tijdperk zullen we steeds vaker zelfrijdende bussen zien, variërend van kleine shuttlebusjes tot grote bussen. Zoals beschreven in een vorig artikel over zelfrijdende auto's zullen deze in eerste instantie in afgebakende gebieden gaan rijden, zoals een bepaalde wijk van een stad. Als de auto te maken krijgt met een uitzonderlijke situatie waar hij niet uit kan komen, kan iemand de besturing op afstand overnemen; zie het voorbeeld op de vorige pagina. Daarvoor is een zeer lage latency nodig.

Van connected naar autonoom

Connected cars worden door ai- en automotive-experts gezien als een voorwaarde voor de massale uitrol van autonoom rijdende auto's. In de huidige fase, met (semi)autonome level 3- en 4-voertuigen, speelt dit nog geen rol van betekenis. De zelfrijdende voertuigen zijn nu getraind op basis van de visuele kenmerken van de infrastructuur die geheel voor mensenogen is gecreëerd: verkeerslichten, verkeersborden, oplichtende matrixborden bij files enzovoort. Zij herkennen dus verkeerslichten en verkeersborden, en passen hun gedrag daarop aan. Ze rijden op basis van de belijning op de weg en zien dankzij camera's ook het aantal rijbanen. Op- en afritten worden herkend op basis van de gps-locatie en kaartinformatie, en voor steden wordt vaak zogenaamde hd-mapsdata gebruikt, dat een zeer gedetailleerd niveau van de omgeving biedt.

Als autonome auto's in de toekomst een normale verschijning op de weg zijn, is het onlogisch dat zij beslissingen blijven nemen op basis van visuele data. Tegen die tijd zijn nieuwe auto's vermoedelijk gereed voor v2v- en v2i-communicatie, en deze methode ligt veel meer voor de hand als primaire bron voor de weginfrastructuur. De status van verkeerslichten en snelheidsborden kan dan in de vorm van data via radiogolven worden doorgestuurd. In eerste instantie nog naast de visuele infrastructuur, maar als alle auto's 'connected' zijn, uiteindelijk via data.

Niet alleen zouden wegen er dan compleet anders uitzien, we zouden de wegen ook heel anders kunnen gebruiken. Auto's zouden in en buiten de stad dezelfde snelheid kunnen aanhouden, wat de doorstroming bevordert en waardoor de gemiddelde snelheid toeneemt. Ook kunnen voertuigen, zoals vrachtwagens, dichter op elkaar rijden, waardoor ze minder ruimte innemen op de weg. Ze vormen dan als het ware een treintje: platooning. Tot slot zouden kruisingen een stuk efficiënter worden en er compleet anders uitzien dan nu. Het is dan immers niet meer noodzakelijk dat al het verkeer uit een bepaalde richting wacht op het verkeer uit een andere richting; het pad van de voertuigen is bekend en als alle auto's zich daaraan houden, kunnen ze elkaar naadloos passeren. Dit kan bijvoorbeeld geregeld worden door slimme 'verkeerslichten' die dan meer de functie van een digitale verkeersregelaar hebben en iedere auto zijn eigen tijdvak geven om zijn pad te voltooien. Zie het voorbeeld hieronder.

Een simulatie van autonome voertuigen op een kruispunt zonder verkeerslichten

Als auto's onderling en met de infrastructuur kunnen communiceren, wordt autonoom rijden een stuk eenvoudiger. Een auto geeft dan zijn pad aan andere auto's door, waardoor deze daar automatisch rekening mee kunnen houden. Bijvoorbeeld ruimte maken voor een auto die de snelweg op of af moet, ruim van te voren de snelheid aanpassen als het druk wordt en op tijd wisselen van rijbaan als er een ongeval heeft plaatsgevonden of de hulpdiensten er langs willen.

'Connected' app

Via traffic message channel en dab+ krijgen auto's nu al informatie over de situatie op de weg, zoals files. Toch is die functionaliteit vaak wat beperkt en krijg je geen of te laat informatie over ongelukken, auto's op de vluchtstrook, flitspalen en wegafzettingen. Dat kan beter als een auto beschikt over een actieve dataverbinding via 3g of 4g. Tweakers weten natuurlijk al lang dat je met behulp van apps extra functionaliteit kunt krijgen, bijvoorbeeld met een modern navigatiesysteem zoals Waze, dat onder andere op basis van andere gebruikers informatie over incidenten meldt. Er komen ook steeds meer apps die waarschuwen voor hulpdiensten die er langs moeten of die de status van 'connected' verkeerslichten doorgeven. Uiteindelijk wordt dat vermoedelijk allemaal in de auto zelf geïntegreerd.

Grote technologische ontwikkelingen gaan altijd gepaard met de nodige hobbels. Nu auto's steeds meer tablets op wielen worden, krijgen ze te maken met bekende uitdagingen, zoals (een gebrek aan) standaardisatie, beveiliging en botsende visies over waar de transitie heengaat. Voor de benodigde technologie voor connected cars geldt nog een ander probleem: de kosten.

Investeringen

Het grootste struikelblok voor de korte termijn zijn de enorme kosten voor de transitie naar connected auto's. Het implementeren van 5g en een ad-hoccommunicatieprotocol, zoals 802.11p of c-v2x, is voor de communicatie tussen auto's onderling, v2v, nog wel te overzien. Als er uiteindelijk een standaard gekozen is, kan binnen de EU worden afgesproken dat auto's vanaf een bepaald bouwjaar over de benodigde hard- en software moeten beschikken. Dit gebeurt nu ook al, zoals het eerder genoemde eCall-voorbeeld. Dit zal tot extra kosten leiden, maar die zijn te overzien.

Het realiseren van communicatie van en naar de infrastructuur, v2x, is beduidend complexer. Bij wijze van spreken ieder kruispunt en verkeersbord moet worden voorzien van communicatieapparatuur. Wellicht kan dat op basis van 5g, maar het is de vraag of je voor vitale infrastructuur afhankelijk wilt zijn van draadloze communicatie. Zo niet, dan moet de grond open om bijvoorbeeld glasvezel aan te leggen. De hard- en software moeten natuurlijk ook onderhouden en beheerd worden, zowel op afstand als lokaal. Redundantie is essentieel, dus als een bepaald systeem uitvalt, moet een ander het kunnen overnemen. Dat geldt ook voor eventuele stroomuitval.

In de eerste jaren of decennia zullen visuele systemen en datacommunicatie naast elkaar bestaan, maar ooit zal het eerste waarschijnlijk verdwijnen. Nu vallen we als mens terug op de basisverkeersregels als verkeerslichten het niet doen. Dat kan in de toekomst nog steeds, maar als we er op een gegeven moment aan gewend zijn dat onzichtbare datastromen alles regelen, kan dat nog een uitdaging worden. We zien de virtuele nieuwskoppen al voor ons: 'Amsterdam per auto onbereikbaar door storing bij telecomprovider'.

Vanwege de kosten wordt de infrastructuur waarschijnlijk gefaseerd uitgerold. Daar is ook voldoende tijd voor, omdat er momenteel nog vrijwel geen auto's geschikt zijn, zeker zolang er geen Europese standaard is. En als deze er wel is, zal het nog vele jaren duren voordat een aanzienlijk deel van het wagenpark van v2i-functionaliteit is voorzien. De uitrol zal waarschijnlijk in de steden beginnen, omdat daar de meerwaarde het grootst is. Er zal dus waarschijnlijk lange tijd sprake zijn van 'hubs' met v2i-functionaliteit en gebieden zonder dekking. In gebieden met een lage bevolkingsdichtheid is doorgaans ook minder verkeer, dus dat is niet onoverkomelijk. Als er echter eenmaal veel auto's connected zijn, moeten ook die gebieden eraan geloven. Net zoals het duur is om glasvezel aan te leggen in buitengebieden, is het dat ook voor het 'verslimmen' van de infrastructuur.

Vermoedelijk gaan we in Europa een vergelijkbaar contrast zien. In welvarende landen met goede infrastructuur zal waarschijnlijk eerder in v2i worden geïnvesteerd dan in andere landen. Het ene land zal er ook meer prioriteit aan geven dan het andere, mede vanwege de kosten en de staat van het wagenpark. De verschillen zullen dus, zeker in het begin, groot zijn. Tijdens een roadtrip door Europa kun je dus in gebieden zonder 'dekking' komen. Op termijn kan dat een probleem worden, zeker in combinatie met autonome auto's, die dan in die gebieden vermoedelijk minder optimaal functioneren.

Beveiliging

Een ander belangrijk punt is de beveiliging. Nu auto's steeds meer gaan lijken op computers, worden ze ook afhankelijker van digitale functionaliteit en de bijbehorende hard- en software. Daar hoort vanzelfsprekend ook beveiliging bij, maar autofabrikanten zijn geen securityexperts op netwerkniveau, omdat dit tot nu toe niet tot hun corebusiness behoorde. Dat zal moeten veranderen, zeker als auto's met elkaar en met de infrastructuur gaan praten.

In software zitten altijd bugs en kwaadwillenden kunnen die misbruiken, niet alleen om toegang tot de auto te krijgen, maar misschien ook tot de 'zwarte doos' met logbestanden of de communicatiemogelijkheden. Het gevaar is mogelijk nog groter voor de infrastructuur. Stel iemand hackt de verkeerslichten op een kruispunt en kan ze op afstand bedienen. Niet alleen kan hij zo bijvoorbeeld een vluchtauto helpen om weg te komen, ook kan hij met een druk op de knop ernstige ongelukken veroorzaken. Het is ook denkbaar dat de controle over een of meer voertuigen op afstand wordt overgenomen. Een terrorist zou bijvoorbeeld in één klap de controle van duizenden auto’s kunnen overnemen en deze zich met hoge snelheid te pletter laten rijden. Of iemand kan de controle over een bus overnemen en losgeld eisen voor de passagiers: potentieel bronmateriaal voor heel wat vervolgen op de film Speed.

Privacy

In een 'connected'-wereld zijn extra waarborgen nodig voor de privacy. Auto's communiceren continu met 5g-zendmasten en kunnen dus ook data doorgeven, denk aan gps-gegevens, maar ook aan rijgedrag. Die data kan weer worden opgeslagen en geanalyseerd: bigdata. Dat analyseren kan heel nuttig zijn, maar er zit natuurlijk ook een privacyaspect aan. Hoewel veel mensen denken dat ze ‘niets te verbergen’ hebben, dreigt het gevaar van de omgekeerde bewijslast. Ook kan de data gedeeld worden met derde partijen. Denk bijvoorbeeld aan verzekeraars, opsporingsdiensten, werkgevers enzovoort.

Er zijn dus waarborgen nodig voor wat er met die data wordt gedaan en dit moet ook gecontroleerd worden. Welke data wordt opgeslagen? Waar en hoe lang wordt deze opgeslagen? Waarvoor wordt deze gebruikt? Met wie wordt de data gedeeld? Hoe vaak worden er audits uitgevoerd? Enzovoort.

Wellicht dat we over een aantal decennia terugkijken op het huidige tijdperk en ons dan niet kunnen voorstellen dat auto's aan het begin van de 21e eeuw nog niet onderling communiceerden. Overal wordt tegenwoordig de toevoeging 'smart' aan vastgeplakt, wat meestal niet direct iets met slimheid te maken heeft, maar wel met 'kunnen communiceren'. Smartphone, smarthome, smartwatch, maar ook een slimme thermostaat en andere iot-apparatuur, onderscheiden zich doordat ze in verbinding staan met andere apparaten. Ze kunnen nuttige informatie doorgeven en hun gedrag op basis daarvan aan elkaar aanpassen. Waarom doen onze auto's dat nog niet?

Als auto's onderling communiceren en hun 'pad' doorgeven, kunnen ze rekening met elkaar houden. Als dat optimaal gebeurt, zijn verkeerslichten in de toekomst niet meer nodig en kan het verkeer sneller doorstromen. Communicatie zou de veiligheid ten goede komen, zeker als achterop liggende auto's automatisch afremmen op basis van een datasignaal van de voorligger. Voor menselijke bestuurders zou dat al handig zijn, maar in een autonoom tijdperk is onderlinge communicatie eigenlijk onmisbaar. En dan niet alleen tussen auto's onderling, op basis van een lokaal ad-hocnetwerk, maar ook met de infrastructuur. Ook daarvoor is een wifiachtig lokaal netwerk essentieel, maar als 5g eenmaal een feit is, maakt de lage latency acties mogelijk die we ons nu bijna niet kunnen voorstellen. Denk aan de besturing van voertuigen op afstand.

Hoewel dat technisch nu al mogelijk is, is een wereld waarin alle auto's onderling communiceren, nog ver weg. Allereerst moet er een Europese standaard worden gekozen, waarna automakers hun wagens vanaf een bepaald bouwjaar geschikt moeten maken. En dan zijn we nog jaren verder voordat het meerendeel van de auto's van deze technologie is voorzien. Bovendien moeten andere knelpunten, zoals de beveiliging en de privacy, niet uit het oog verloren worden.

De ontwikkeling stopt niet bij auto's en infrastructuur. Als het wegverkeer onderling kan communiceren en elkaar virtueel ziet, kunnen fietsers en voetgangers niet achterblijven. Zij zijn immers het kwetsbaarst. Zowel 802.11p als c-v2x houdt daar al rekening mee en spreekt van v2c voor fietsers en v2p voor voetgangers, waarbij de c en p staan voor respectievelijk cyclist en pedestrian. Hoe dan ook… het 'verslimmen' van de wereld stopt niet bij de weg. Sterker nog, het is de weg naar de toekomst.