5G-teknologia verkottuneissa ja autonomisissa ajoineuvoissa
Sjögren, Simo (2022)
2022
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-11-11
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202210227740
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202210227740
Tiivistelmä
5G-teknologialla tarkoitetaan viidennen sukupolven verkkoteknologiaa ja 5G-teknologian avulla voidaan parantaa ajoneuvojen muodostaman liikennejärjestelmän toimintaa. Verkottuneella ja autonomisella ajoneuvolla tarkoitetaan verkkoon kytkeytynyttä ajoneuvoa, joka pystyy verkosta saaduilla sekä omilla anturihavainnoillaan tekemään havaintoja ympäristöstään ja ohjaamaan omaa toimintaansa näiden havaintojen perusteella. Tämän tutkimuksen pääasiallisena tarkoituksena oli selvittää, miten 5G-teknologian avulla olisi mahdollista muuttaa verkottuneiden ja autonomisten ajoneuvojen toimintaa tulevaisuudessa.
Tutkimuksessa perehdytään autonomisten ajoneuvojen toimintaan sekä verkottuneiden ajoneuvojen paikallisiin datansiirtotekniikoihin, joita kutsutaan myös termillä DSRC (engl. Dedicated short-range communications). Lisäksi tutkitaan, mitkä tekijät tekevät 5G-teknologiasta edeltäjäänsä LTE-teknologiaa paremman vaihtoehdon suorituskyvyllisillä mittareilla tarkasteltuna. Tutkimuksessa käsitellään autonomisia sekä verkottuneita ajoneuvoja erikseen omissa kappaleissaan, minkä jälkeen siirrytään 5G-teknologian käsittelemiseen ajoneuvokontekstissa. Tämän jälkeen edellä mainitut aiheet yhdistetään keskenään, jolloin käsittelykohteeksi muodostuu autonominen liikennejärjestelmä, jonka osatekijöinä ovat 5G-teknologia sekä verkottuneiden ajoneuvojen yhteydessä esiteltävät datansiirtotekniikat. Työn aineistona käytetään pohjatietona verkkolähteitä sekä alan kirjallisuutta, ja syvällisempi tieto on haettu aiheen tieteellisistä julkaisuista.
Tutkimuksen keskeisimpänä tuloksena voidaan todeta, että 5G-teknologia tarjoaa liikenneinfrastruktuurille paljon uudenlaisia ominaisuuksia. Näistä erityisesti ajoneuvojen ryhmäajo sekä ajoneuvon etäohjaus ovat 5G:n suorituskykytunnuslukujen avulla mitattuina ensimmäistä kertaa konkreettisesti saavutettavissa. Ajoneuvojen ryhmäajolla tarkoitetaan tilannetta, missä ajoneuvot voivat muodostaa keskenään yhtenäisen ketjun, jolloin aktiivisia kuljettajia tarvitaan ainoastaan yksi, tai vaihtoehtoisesti ei kuljettajia ollenkaan, mikäli edellä ajava ajoneuvo on verkottunut ja autonominen. Etäohjauksella tarkoitetaan tilannetta, missä ajoneuvoa ohjataan ajoneuvorakenteen ulkopuolelta verkkoyhteyden välityksellä. Tutkimuksesta saadaan myös tietoa autonomisten ajoneuvojen luokittelutasoista sekä niiden keskeisimmistä antureista.
Tutkimuksessa perehdytään autonomisten ajoneuvojen toimintaan sekä verkottuneiden ajoneuvojen paikallisiin datansiirtotekniikoihin, joita kutsutaan myös termillä DSRC (engl. Dedicated short-range communications). Lisäksi tutkitaan, mitkä tekijät tekevät 5G-teknologiasta edeltäjäänsä LTE-teknologiaa paremman vaihtoehdon suorituskyvyllisillä mittareilla tarkasteltuna. Tutkimuksessa käsitellään autonomisia sekä verkottuneita ajoneuvoja erikseen omissa kappaleissaan, minkä jälkeen siirrytään 5G-teknologian käsittelemiseen ajoneuvokontekstissa. Tämän jälkeen edellä mainitut aiheet yhdistetään keskenään, jolloin käsittelykohteeksi muodostuu autonominen liikennejärjestelmä, jonka osatekijöinä ovat 5G-teknologia sekä verkottuneiden ajoneuvojen yhteydessä esiteltävät datansiirtotekniikat. Työn aineistona käytetään pohjatietona verkkolähteitä sekä alan kirjallisuutta, ja syvällisempi tieto on haettu aiheen tieteellisistä julkaisuista.
Tutkimuksen keskeisimpänä tuloksena voidaan todeta, että 5G-teknologia tarjoaa liikenneinfrastruktuurille paljon uudenlaisia ominaisuuksia. Näistä erityisesti ajoneuvojen ryhmäajo sekä ajoneuvon etäohjaus ovat 5G:n suorituskykytunnuslukujen avulla mitattuina ensimmäistä kertaa konkreettisesti saavutettavissa. Ajoneuvojen ryhmäajolla tarkoitetaan tilannetta, missä ajoneuvot voivat muodostaa keskenään yhtenäisen ketjun, jolloin aktiivisia kuljettajia tarvitaan ainoastaan yksi, tai vaihtoehtoisesti ei kuljettajia ollenkaan, mikäli edellä ajava ajoneuvo on verkottunut ja autonominen. Etäohjauksella tarkoitetaan tilannetta, missä ajoneuvoa ohjataan ajoneuvorakenteen ulkopuolelta verkkoyhteyden välityksellä. Tutkimuksesta saadaan myös tietoa autonomisten ajoneuvojen luokittelutasoista sekä niiden keskeisimmistä antureista.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10646]