Là một tầm nhìn lí tưởng cho tương lai khi các loại phương tiện có thể tự động trao đổi thông tin liên tục với nhau để cảnh báo tình hình giao thông phía trước, truyền vị trí và tốc độ của chúng cho các phương tiện gần đó, thậm chí cả biển báo xây dựng cũng có thể phát thông tin về làn đường bị cấm cho những xe đang tới trong khi chúng vẫn còn cách xa... tất cả những tính năng tuyệt vời này được gọi chung là giao tiếp giữa xe với xe (V2V) và giữa xe với mọi thứ (V2X). Những công nghệ này được thiết kế để giúp ô tô an toàn hơn, thoải mái hơn và thậm chí hiệu quả hơn. Các ý tưởng cốt lõi đã dần hình thành trong khoảng 50 năm và được xây dựng dựa trên các công nghệ đáng tin cậy đã được triển khai thực tế. V2V thậm chí đã trở nên phổ biến ở một số nơi trên thế giới.
Nhưng tại sao, sau đó, điều này nghe vẫn giống như một sản phẩm của khoa học viễn tưởng? Nguyên nhân là do các công nghệ cạnh tranh, quyết định của chính phủ và hướng đi sai lầm mà ngành công nghiệp đã chọn.
Câu chuyện trong quá khứ
Có rất nhiều tiêu chuẩn công nghệ để lựa chọn với ưu nhược điểm khác nhau, và đây cũng là điểm mấu chốt của vấn đề khi triển khai V2V và V2X. Trên thực tế, thật khó để biết bắt đầu từ đâu với lịch sử của V2V, vì những nỗ lực đầu tiên trong việc xác định các tiêu chuẩn đã có từ những năm 1970.
Năm 1999, mọi hành động bắt đầu trở nên nghiêm túc hơn khi Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC) cắt băng thông 75 MHz trong băng tần 5,9 GHz. Trong thế giới không dây, các tần số khác nhau được sử dụng cho những mục đích khác nhau, mọi thứ từ phát sóng truyền thống đến dữ liệu tốc độ cao. Phân bổ một dải tần số giống như chia một mảnh đất để sử dụng cho mục đích kinh doanh. Đây là việc chính phủ đặt trọng lượng của mình đằng sau một chuẩn công nghệ có tên là truyền thông tầm ngắn chuyên dụng, viết tắt là DSRC hoặc 802.11p. Đây là công nghệ truyền thông không dây gia đình sử dụng các giao thức cơ bản, cho phép giao tiếp trực tiếp tốc độ cao giữa các phương tiện và cơ sở hạ tầng xung quanh.
Sự khác biệt lớn nhất của DSRC là giao thức kết nối điểm-điểm (point-to-point) hoặc kết nối ngang hàng (peer-based). Ví dụ, mỗi chiếc ô tô sẽ không chỉ kết nối với mạng để cung cấp thông tin mà còn tự mở rộng mạng. Theo cách này, về bản chất, giao thông sẽ trở thành một mạng lưới cuộn tròn, trong đó mỗi chiếc xe hoạt động như một nút lặp lại. Ví dụ, vị trí của các mối nguy hiểm phát hiện bởi những chiếc ô tô đi đầu sẽ được truyền dọc đường đến những chiếc ô tô ở phía sau, hỗ trợ những chiếc ô tô đó tránh chúng.
Châu Âu đã chấp nhận các công nghệ tương tự, nhưng không có gì thực sự tiến triển trong một khoảng thời gian dài. Nhiều nhà sản xuất xe và các tổ chức nghiên cứu đã thể hiện hết ý tưởng này đến ý tưởng khác. Những hình ảnh thoáng qua về một tương lai an toàn, kết nối với nhau luôn chỉ có trong tương lai. Cuối cùng, sau khoảng 15 năm phát triển các công nghệ cùng nhiều ý kiến trái chiều giữa các nhóm ngành, mọi thứ bắt đầu có vẻ như sắp trở thành hiện thực.
Sam Abuelsamid, nhà phân tích chính về phương tiện điện tử tại Guidehouse Insights, cho biết: "Dường như ngành công nghiệp đã sẵn sàng phát triển với công nghệ truyền thông tầm ngắn chuyên dụng DSRC, Cơ quan An toàn Giao thông Quốc gia Mỹ cũng đạt được thông báo đề xuất quy định NPRM để tiến hành DSRC V2V vào cuối năm 2016". Tuy nhiên, chính quyền Trump đã từ chối thúc đẩy kế hoạch này khiến các nhà sản xuất ô tô do dự.
Đến khi công nghệ C-V2X xuất hiện và thay đổi mọi thứ
Abuelsamid nói: "Cùng lúc đó, Qualcomm bắt đầu thúc đẩy công nghệ C-V2X làm nền tảng radio, lần đầu tiên chạy trên LTE và sau đó là 5G. Khi những kế hoạch bị đình trệ và các nhà sản xuất ô tô đang do dự giữa DSRC và C-V2X, không ai muốn tiến về phía trước với thứ có thể là HD-DVD của công nghệ V2X."
Cellular V2X, hay gọi tắt là C-V2X, sử dụng các giao thức cơ bản giống như DSRC, nhưng thay vì chỉ dựa vào các mô-đun mạng nhất định được thêm vào ô tô như trong DSRC, nó còn được xây dựng dựa trên các mạng di động 4G và 5G vốn đã được sử dụng rộng rãi. Tại sao phải đầu tư hàng triệu USD để triển khai một cái gì đó mới khi có thể tận dụng các khoản đầu tư từ ngành công nghiệp không dây?
Mọi thứ lại tiếp tục đình trệ cho đến năm 2020, khi Chủ tịch FCC lúc bấy giờ là Ajit Pai phân bổ lại phổ DSRC trong kế hoạch "mở rộng kích thước WiFi" một cách gây tranh cãi. Tất cả vùng đất kỹ thuật số mà FCC dành cho V2V đã đổi chủ. "99,9943% trong số 274 triệu phương tiện đã đăng ký ở Mỹ vẫn không có DSRC trên xe," ông nói. Cứ như vậy, sau nhiều thập kỷ, công nghệ DSRC tại Mỹ đã hoàn toàn thất bại.
Roger Lanctot, giám đốc mảng di động được kết nối ô tô tại Strategy Analytics, cho biết: "Trận chiến này đã kết thúc và C-V2X chiến thắng không chỉ bởi hiệu suất vượt trội, phạm vi hoạt động, độ trễ, hay dung lượng mà còn về mô hình kinh doanh". Abuelsamid cũng đồng ý: "DSRC thực sự đã chết ở Bắc Mỹ, Trung Quốc đã sử dụng C-V2X và phần còn lại của thế giới cũng sẽ theo sau."
Một tương lai đầy hứa hẹn vẫn đang chờ đợi
Bằng cách này hay cách khác, ý tưởng cơ bản vẫn xoay quanh các phương tiện có thể "nói chuyện" với nhau và cả với thế giới xung quanh, nhận thông tin thời gian thực về mọi thứ, từ xây dựng đường xá đến điều kiện thời tiết. Abuelsamid chia sẻ: "Ví dụ, một chiếc ô tô đang chạy trên đường va phải một mảng đá và kích hoạt ESC hoặc người lái đạp phanh. Một thông báo an toàn đơn giản sẽ được phát cho các phương tiện khác hoặc các thiết bị ở các trạm trên đường trong khoảng 1.000m giúp những người điều khiển khác nhận được cảnh báo về loại nguy hiểm."
Những chiếc xe hỗ trợ V2V ở xa hơn trên đường không chỉ có thể cảnh báo những người lái mà còn có thể tự thực hiện các điều chỉnh như tự động kích hoạt chế độ ổn định độ bám đường, cải thiện sự an toàn cho tất cả mọi người. Dưới đây là một số giải pháp đầy hứa hẹn khác của V2V cho giao thông:
Xe bị lỗi: nếu một chiếc xe gặp lỗi cơ học, nó có thể thông báo cho những phương tiện khác về tình trạng hiện tại của nó, dù đó chỉ là giảm tốc độ hay dừng lại. Những chiếc xe đi sau sẽ cảnh báo người điều khiển chuyển làn và giảm tốc độ.
Phanh khẩn cấp: nếu một ô tô phải khẩn cấp phanh tự động, những ô tô đi ngay phía sau cũng sẽ cần đạp phanh. Cảnh báo không dây xuất hiện giúp chiếc xe phía sau tự động phanh trong vòng một phần nghìn giây so với chiếc xe đầu tiên, nhanh hơn nhiều so với khả năng phản ứng của con người.
Lái xe theo đoàn: đây là khi một nhóm ô tô sử dụng điều khiển hành trình thích ứng bán tự động, chạy nối đuôi nhau thành hàng ở tốc độ cao. Điều này không chỉ giúp tăng cả khí động học và tốc độ, mà còn giảm ùn tắc giao thông và mức tiêu hao nhiên liệu.
Còn về công nghệ V2X thì sao? Các công ty đang phát triển các thiết bị dài dạng quả cầu, có thể gắn phía trên giao lộ, với camera, radar, lidar và đài C-V2X. Các cảm biến ở các điểm sẽ luôn theo dõi, tìm kiếm mọi hướng để phát hiện ô tô đang đến gần, phát cảnh báo khi có người đi bộ hoặc người vượt đèn đỏ. Dưới đây là một số triển khai tiềm năng khác của V2X:
Thời gian của đèn giao thông: có rất nhiều trường hợp gặp đèn xanh mà không biết chính xác khi nào nó chuyển màu trên đường có giới hạn tốc độ cao khiến cho người lái phải phanh gấp khi đèn chuyển sang màu đỏ và tạo ra nhiều tình huống giao thông nguy hiểm. Trong tương lai với xe tự lái, khả năng giao tiếp giữa xe và mọi thứ xung quanh một cách chính xác có thể cho phép ô tô tự lái tăng tốc vừa phải để chỉ chạm đèn xanh, không bao giờ phải lãng phí năng lượng khi tăng tốc và giảm tốc độ.
Thông báo về làn đường: chính quyền địa phương có thể triển khai các cảnh báo ảo ngoài các biển báo trên đường, cảnh báo những phương tiện từ xa trước khi chúng đến gần các mối nguy hiểm trên đường, thông báo đóng làn đường và chuyển đường khác.
Phát hiện người đi bộ và người đi xe đạp: với sự tích hợp trong công nghệ di động, công nghệ V2V trên điện thoại thông minh sẽ dễ dàng thể hiện vị trí của mọi người đi xe đạp và người đi bộ. Ô tô có thể bắt đầu phanh ngay từ trước khi người lái nhìn thấy người đi bộ lang thang giữa những chiếc ô tô đang đỗ.
Trong suốt những thập kỷ mà các tiêu chuẩn công nghệ được bàn luận và dần trở nên cũ đi, một số nhà sản xuất đã quyết định tiến hành triển khai các chức năng tương tự trên một nền tảng được giới hạn, bao gồm tính năng V2V có thể cảnh báo những chiếc xe khác về các mối nguy hiểm tiềm tàng trên đường dựa trên các thông số từ hệ thống treo, hay một hệ thống thông tin đèn giao thông V2X có thể giúp người lái xe canh giờ đèn xanh. Cả hai đều là những tính năng hấp dẫn, và tại thời điểm này, chúng không chỉ là bằng chứng về bản chất của ý tưởng cho việc triển khai giới hạn của chúng.
Cuối cùng, giá trị thực sự của hệ thống V2V là mọi chiếc xe đều có thể giao tiếp với nhau. Và khi mọi thứ được phân chia theo nhà sản xuất hoặc triển khai từng phần thì sẽ không bao giờ đạt được khối lượng cần thiết để thực sự cải thiện độ an toàn cho phần lớn người lái xe và người đi bộ.
Còn các ứng dụng thì sao?
Vẫn có một cách khác để có được một số chức năng này trong ô tô ngay lập tức, nhờ các ứng dụng như Waze. Ứng dụng định tuyến do Google sở hữu cho phép bất kỳ người lái xe nào báo cáo những thứ như mảnh vỡ trên đường hoặc ô tô bị hỏng. Tương tự như vậy, hầu hết các ứng dụng điều hướng hiện đại đều có thể cảnh báo về tình trạng tắc nghẽn giao thông phía trước. Đây là một số tính năng chính của V2V và V2X đang được triển khai theo một cách rất khác.
Ô tô tự lái có thể thích hợp với những công nghệ này?
Giống như V2V và V2X, những chiếc xe tự hành đã mất nhiều năm để bước vào thị trường hơn so với dự kiến. Theo Abuelsamid: "Về cốt lõi, xe tự lái phải có khả năng điều hướng dựa trên những gì cảm biến của nó có thể nhìn thấy. Có thể có những lúc không có gì để giao tiếp, giống như con người ngày nay. Cùng với đó, V2X bổ sung thêm một lớp an toàn và mở rộng nhận thức đối với các tình huống của xe tự lái và con người."
Một vấn đề thú vị đối với những chiếc xe tự lái là chúng không thể giao tiếp bằng mắt hay ra dấu với người đi đường, nhiều mẫu xe nguyên mẫu dựa vào dãy ánh sáng hoặc tiếng chuông đặc biệt để cho mọi người xung quanh biết chúng đang làm gì, nhưng việc áp dụng V2X trong toàn ngành sẽ giúp việc đó trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.
Đã nhiều thập kỷ trôi qua, như cựu Chủ tịch FCC Pai đã chỉ ra khi phân bổ lại phổ DSRC vào năm 2020, một phần rất nhỏ trong số phương tiện di chuyển trên đường ngày nay sỡ hữu một số tính năng giống như V2V và V2X. Mọi thứ phần lớn vẫn đang trì trệ ở Mỹ, trong khi vẫn đang phát triển ở các thị trường ngoài.
Lanctot chia sẻ: "Nếu có bất kỳ nghi ngờ nào về việc liệu C-V2X có đại diện cho tương lai hay không, hãy nhìn sang Trung Quốc, nơi đang nắm bắt và triển khai rộng rãi những thứ không giới hạn của công nghệ." Theo đó, Buick GL8, một chiếc minivan chỉ có ở Trung Quốc, cung cấp 8 tính năng V2V và V2X gồm cảnh báo phanh khẩn cấp, cảnh báo mất kiểm soát, cảnh báo phương tiện bất thường, cảnh báo va chạm giao lộ, cảnh báo giới hạn tốc độ, cảnh báo vi phạm tín hiệu giao thông, cảnh báo vị trí nguy hiểm và tối ưu hóa tốc độ cho đèn xanh. Việc Trung Quốc chấp nhận C-V2X sớm và rộng rãi, cộng với sự thúc đẩy lớn từ chính phủ, nghĩa là V2V đang hiện hữu trên các con đường của Trung Quốc và sẽ ngày càng phổ biến hơn.
Trung Quốc là thị trường ô tô lớn nhất thế giới và theo lẽ tự nhiên, gần như mọi nhà sản xuất lớn đều muốn sản phẩm của mình thu hút ở đó. Với V2V và V2X là điểm sáng ngày càng nổi bật đối với ô tô tại thị trường này và ngành công nghiệp ô tô toàn cầu cuối cùng cũng sẽ bị kéo theo.
Lanctot khẳng định: "Châu Âu và Mỹ đang bị bỏ lại phía sau vì đã lãng phí quá nhiều thời gian để tranh giành phổ tần." V2V và V2X vẫn có tiềm năng to lớn nếu có thể vượt qua những rào cản trong việc áp dụng nó.
: