コネクテッドカー

コネクテッドカーとは、車外の他のシステムと双方向に通信できる車のことです。 ^[1]^[2]この接続性は、乗客へのサービス（音楽、地元のビジネスの識別、ナビゲーションなど）の提供や、自動運転機能（他の車との調整、ソフトウェア更新の受信、配車サービスへの統合など）のサポートや強化に使用できます。^[3]^[4]安全性が重要なアプリケーションでは、 FCCが認可した5.9GHz帯域で非常に低い遅延で動作する専用短距離通信（DSRC）またはセルラー無線を使用して車が接続されることも予想されます。^[^要出典^]

コネクテッドカーの歴史、1996年から現在

ゼネラルモーターズは、 1996年にキャデラック・ドゥビル、セビリア、エルドラドに搭載されたオンスターで、初のコネクテッドカー機能を市場に投入した最初の自動車メーカーでした。オンスターは、GMがモトローラ・オートモーティブ（後にコンチネンタルに買収）と共同で開発しました。主な目的は、安全性と、事故が発生したときに車両に緊急援助を届けることです。医療援助が早く到着すればするほど、ドライバーと乗客が生き残る可能性が高くなります。携帯電話の通話はコールセンターに転送され、エージェントが援助を送ります。^[5]

当初、OnStar は音声のみで動作していましたが、携帯電話システムにデータが追加されると、システムはコールセンターにGPS位置を送信できるようになりました。OnStar の成功を受けて、多くの自動車メーカーが同様の安全プログラムを導入しました。これらのプログラムには通常、新車には無料トライアルが付いており、トライアル終了後は有料サブスクリプションが必要です。

リモート診断は2001 年に導入されました。2003 年までに、コネクテッドカーサービスには、車両の状態レポート、ターンバイターン方式のナビゲーション、ネットワークアクセスデバイスが含まれるようになりました。データのみのテレマティクスは2007 年に初めて提供されました。

2014 年の夏、アウディは 4G LTE Wi-Fiホットスポットアクセスを提供する最初の自動車メーカーとなり、4G LTE の最初の大量導入はゼネラルモーターズによって行われました。

2015年までに、オンスターは顧客からの10億件のリクエストを処理しました。^[6]

AA（旧自動車協会）は、英国初のコネクテッドカー技術であるCar Genieを導入した。これは故障サービスに直接接続し、車の状態に関する問題を警告するだけでなく、顧客に電話で直接介入し、故障の防止を支援する。^[7]

2017年、ヨーロッパのテクノロジー系新興企業Stratio Automotiveは、10,000台以上の車両に予測インテリジェンスを提供し、車両運行事業者が車両の管理とメンテナンスを改善できるようにしました。^[8]

接続の種類

車両が周囲と接続し、通信する方法は7つあります。これらの接続はすべて、Vehicle to Everything（V2X）の一部です。^[9]

V2I「車両からインフラへ」：この技術は車両によって生成されたデータをキャプチャし、インフラに関する情報をドライバーに提供します。V2I技術は安全性、モビリティ、環境関連の状態に関する情報を伝達します。^[10]
V2V「車両間通信」：この技術は、周囲の車両の速度と位置に関する情報を無線で交換して通信します。事故を回避し、交通渋滞を緩和し、環境に良い影響を与えることが目的です。^[11]
V2C「車両からクラウドへ」：この技術は、車両に関する情報や車両アプリケーションに関する情報をクラウドシステムと交換します。これにより、車両はクラウドを介してエネルギー、輸送、スマートホームなどの他の業界からの情報を活用し、 IoTを活用することができます。^[12]
V2P「車両対歩行者」：この技術は周囲の環境に関する情報を感知し、それを他の車両、インフラ、個人のモバイルデバイスに伝達します。これにより、車両は歩行者と通信できるようになり、道路上の安全性と移動性を向上させることを目的としています。^[13]
V2D「車両からデバイスへ」：この技術は、車両をBluetoothや携帯電話などの他のデバイスに接続します。これにより、車両はドライバーの安全性と体験を向上させるために構築された多数のアプリに接続できます。^[14]
V2N「車両からネットワークへ」：この技術により、車両は携帯電話基地局ネットワークを利用して近くの車両や道路インフラと通信することができる。車両は警報を受信したり、WiFiや5Gに接続された近くのデータセンターと通信したりすることができる。^[15]
V2G「車両からグリッドへ」：この技術により、電気自動車は電力網と通信できるようになります。この技術により、双方向のエネルギーフローが可能になります。EVは電力網からエネルギーを引き出してバッテリーを充電できるだけでなく、必要に応じてバッテリーからグリッドにエネルギーを送り返すこともできます。V2Gにより、電力会社は駐車中の電気自動車を一種の分散型エネルギー貯蔵ソリューションとして使用し、電力網の需要のバランスをとることができます。^[16]

アプリケーションのカテゴリ

アプリケーションは次の 2 つのカテゴリに分けられます。

単一車両アプリケーション: クラウドまたはバックオフィスに接続して単一の車両によって実装される車載コンテンツおよびサービスアプリケーション。
協調的な安全性と効率性のアプリケーション: 車両 (またはインフラストラクチャ) 間の接続を直接提供するアプリケーションは、ブランド間や国境を越えて機能する必要があり、標準と規制が必要です。利便性を重視するアプリケーションもあれば、規制を必要とする安全性を重視するアプリケーションもあります。

例としては、次のようなものがあります。

単一車両アプリケーション：自動車メーカーやアプリが提供するコンシェルジュ機能は、カレンダーから出発時刻をドライバーに知らせ、時間通りに到着できるようにしたり、友人や仕事仲間に到着時刻を知らせるテキストメッセージアラートを送信したりします。例えば、駐車場やガソリンスタンドの検索にも役立つBMW Connected NAなどです。^[17]欧州eCallは、 EUで義務付けられている単一車両安全アプリケーションの一例です。^[18]
協調的な生命の安全と協調的な効率：前方衝突警告、車線変更警告/死角警告、緊急ブレーキライト警告、交差点移動支援、緊急車両接近、道路工事警告、衝突の自動通知、速度超過通知および安全警報。^[19]^[20]

コネクテッドカーセグメントはさらに8つのカテゴリーに分類できます。^[21]

モビリティ管理: ドライバーが目的地に迅速かつ安全かつコスト効率よく到着できるようにする機能 (例: 現在の交通情報、駐車場またはガレージの支援、最適化された燃料消費)
コマース: ユーザーが移動中に商品やサービスを購入できるようにする機能 (例: 燃料、食品・飲料、駐車場、通行料)
車両管理: 運転コストの削減と使いやすさの向上を支援する機能 (例: 車両状態やサービスリマインダー、リモート操作、使用状況データの転送)
故障防止: 故障サービスに接続し、バックエンドアルゴリズムで故障を予測し、電話、SMS、プッシュ通知でアウトバウンドサービスが介入します。
安全性: 外部の危険をドライバーに警告し、危険に対する車両の内部的な反応を示す機能 (例: 緊急ブレーキ、車線維持、アダプティブクルーズコントロール、死角物体の識別)
エンターテイメント: ドライバーと乗客の娯楽に関わる機能 (例: スマートフォンインターフェイス、WLAN ホットスポット、音楽、ビデオ、インターネット、ソーシャルメディア、モバイルオフィス)
運転支援: 部分的または完全な自動運転に関わる機能 (例: 渋滞時、駐車場、高速道路での操作支援または自動操縦)
健康: ドライバーの快適性、運転能力、健康状態に関わる機能 (例: 疲労検出、ドライバーの注意力を維持するための自動環境調整、医療支援)

単一車両アプリケーション

現在の自動車には、組み込みナビゲーションシステム、スマートフォン統合、マルチメディアパッケージが搭載されています。^[22]通常、2010年以降に製造されたコネクテッドカーには、ヘッドユニット、車載エンターテイメントユニット、ダッシュシステムが搭載されており、ドライバーは接続の操作を確認したり管理したりできる画面が付いています。搭載できる機能の種類には、音楽/オーディオの再生、スマートフォンアプリ、ナビゲーション、ロードサイドアシスタンス、音声コマンド、コンテキストヘルプ/オファー、駐車アプリ、エンジンコントロール、車両診断などがあります。^[5]

2014年1月6日、Googleは、 2014年からAndroidプラットフォームを自動車に導入することを約束するテクノロジーおよび自動車業界のリーダーによる世界的なアライアンスであるOpen Automotive Alliance（OAA）の設立を発表しました。OAAには、Audi、GM、Google、Honda、Hyundai、Nvidiaが参加しています。^[23]

2014年3月3日、Appleは、iOS 7を使用してiPhone 5/5c/5SをLightningコネクタ経由で車の車載インフォテインメントユニットに接続する新しいシステム「CarPlay」を発表しました。

Android Auto は、Android スマートフォンを車のインフォテインメントシステムに接続するための手段として、2014 年 6 月 25 日に発表されました。

コネクテッドカー（特に電気自動車）はスマートフォンの普及をますます活用しており、アプリを使ってどこからでも自動車とやり取りできるようになっています。ユーザーは自動車のロックを解除したり、電気自動車のバッテリーの状態を確認したり、自動車の位置を特定したり、遠隔で空調システムを起動したりできます。

2020年までに導入されるイノベーションには、スマートフォンのカレンダーを車のフロントガラスにリンクして表示したり、カレンダーに入力するためにナビゲーションシステムで住所を自動検索するなど、スマートフォンアプリケーションの完全な統合が含まれます。^[22]長期的には、ナビゲーションシステムがフロントガラスに統合され、拡張現実を通じて警告や交通情報などのデジタル情報が運転者の視点からの実際の画像に投影されます。^[22]

車両関係管理（VRM）に関する短期的なイノベーションには、GPS追跡やパーソナライズされた使用制限などの高度なリモートサービスが含まれます。さらに、自動車ディーラー、OEM、サービスセンターの協力を必要とする無線チューンアップなどのメンテナンスサービスも開発中です。^[22]

さまざまな市場の推進力があるにもかかわらず、過去数年間、コネクテッドカーの究極の躍進を阻んできた障壁も存在します。その1つは、顧客が組み込み接続に関連する追加コストの支払いを嫌がり、代わりにスマートフォンを車内接続のニーズに対するソリューションとして使用しているという事実です。この障壁は少なくとも短期的には続く可能性が高いため、自動車メーカーは消費者の接続性に対する需要を満たすためにスマートフォンの統合に目を向けています。^[24]

協力的な生命の安全と効率

これらのサービスは、複数の車両の感覚入力に依存し、自動監視、警告、ブレーキ、ステアリング操作を通じて即時の反応を可能にする先進運転支援システム（ADAS）に関連しています。 ^[25]これらは、ブランドや国境を越えて機能し、ブランド間および国境を越えたレベルのプライバシーとセキュリティを提供する、即時の車車間通信とインフラストラクチャに依存しています。そのため、米国道路交通安全局（NHTSA）は、 V2V通信に関する規制案の事前通知（ANPRM） ^[26]で規制を主張し、米国議会でその主張を述べました。^[27] NHTSAは、2016年12月13日に規制策定プロセスを開始し、新しい軽自動車に専用短距離通信（DSRC）技術を義務付けることを提案しました。^[28]この提案された規則では、車両は定義されたデータパケット「基本安全メッセージ」（BSM）を1秒間に最大10回ブロードキャストし、車両の位置、方向、速度を示します。 2017年3月、GMは米国で初めて、量産車キャデラックCTSにDSRCを標準装備した自動車メーカーとなった。^[29]米国にも適切な規格（IEEE 802.11p）と周波数規則^[30]がある。欧州では輸送安全のために周波数が統一されており^[31]、ETSI ITS-G5と呼ばれる統一規格^[32]が施行されている。EUでは、自動車メーカーに接続の導入を義務付ける動きはない。プライバシーとセキュリティに関する規制枠組みに関する議論が進行中である。^[33]

技術的に言えば、協調アプリケーションは実装可能です。^[34]ここで、規制の枠組みが実装の主な障害であり、プライバシーやセキュリティなどの問題に対処する必要があります。英国の週刊誌「エコノミスト」は、この問題は規制によって推進されているとさえ主張しています。^[35]

道路プロジェクト

ミシガン州運輸局は2020年に^{[36] 、アナーバーとデトロイト間の}州間高速道路94号線にコネクテッド自動運転車専用レーンを試験的に設置すると発表しました。工事は2023年に始まり、左車線を3マイル（4.8km）にわたってアップグレードしました。^[37]

ハードウェア

必要なハードウェアは、内蔵型と持ち込み型の接続システムに分けられます。内蔵型テレマティクスボックスには、 GSMモジュールを介した独自のインターネット接続が最も一般的に使用されており、車載ITシステムに統合されています。米国のコネクテッドカーのほとんどは、ボルボの場合のようにGSMオペレータのAT&TとGSM SIMを使用していますが、 ^[38]ヒュンダイブルーリンクシステムなどの一部の車では、非GSM CDMAオペレータであるVerizon Wireless Enterpriseを利用しています。 ^[39]

持ち込まれたデバイスのほとんどは、電動化と車両データへのアクセスのために OBD (オンボード診断) ポートに接続され、さらに 2 種類の接続に分けられます。

ハードウェアはインターネット接続に顧客のスマートフォンに依存している。
ハードウェアは GSM モジュールを介して独自のインターネット接続を確立します。

あらゆる形態のハードウェアには、ドライバーとしての典型的なユースケースがあります。組み込みソリューションは、主に自動緊急通報（略称eCall）に関する欧州の安全規制によって推進されました。導入されたデバイスは通常、1つの顧客セグメントと1つの特定のユースケースに焦点を当てています。^[40]

保険

車両のコネクティビティの向上によって提供されるデータは、自動車保険業界に影響を与えています。^[22]予測モデリングや機械学習技術、および運転速度、ルート、時間などの情報を提供するリアルタイムデータストリーミングは、保険会社のビジネスのやり方を変えています。^[22]^[41]早期導入者は、自動車業界の発展に合わせて提供内容を調整し始めており、純粋な保険商品プロバイダーから保険サービスのハイブリッドへと移行しています。^[41]

例えば、プログレッシブは、運転時間と能力を考慮した使用ベースの保険プログラム「スナップショット」を2008年に導入しました。車載診断装置で収集されたデータにより、同社は個人および地域のリスク評価をさらに実行できます。^[41] 保険業界でテストされているもう1つのイノベーションは、テレマティクスデバイスに関するものです。これは、車両とドライバーのデータを広域ネットワーク経由で送信し、その後、法的目的と不正な保険金請求の特定のために運転行動に影響を与えるために使用されます。その他のアプリケーションには、動的リスクプロファイルと顧客セグメンテーションの改善があります。^[41] 将来のサービスには、燃費と安全上の理由による運転スキルの指導、メンテナンスの必要性の予測、車の所有者に車を売却するのに最適な時期に関するアドバイスの提供が含まれます。^[41]

トレンド

以下のトレンドは、完全に発達したコネクテッドカー業界への移行を強化し、自動車とその機能の概念を変えています。

コネクティビティの分野における技術革新は加速している。^[42]高速コンピュータは車が周囲の状況を認識できるようにし、自動運転車の操縦をますます現実のものにすることができる。^[43]

先進運転支援システム（ADAS）を可能にするセンサーを接続するためにイーサネット技術を使用する取り組みがあります。イーサネットを通じて、車内のネットワーク速度は1メガビットからギガビットに増加できます。^[44]さらに、イーサネットは任意の数のデバイスに接続できるスイッチを使用するため、必要なケーブルの量が少なくなり、車全体の重量が軽減されます。さらに、イーサネットはよりスケーラブルで、デバイスとセンサーをさまざまな速度で接続でき、コンポーネントがすぐに入手できるという利点があります。^[45]

実際、調査によると、顧客はモバイルデバイスやコネクティビティを利用するためだけにメーカーを変更する意思があることもわかっています。2014年には変更を希望する顧客は21%でしたが、2015年にはこの数字は37%にまで上昇しました。さらに、これらの顧客の32%は、ベースモデルに加えてコネクティビティ関連のサービスに料金を支払う用意もあります。この数字は、1年前の2014年には21%でした。メーカーを変更し、そのようなサービスに料金を支払う意思のある顧客の増加は、コネクティッドカーの重要性が高まっていることを示しています。^[46]

モノのインターネットは、高速インターネットを備えた車内でのモバイルサービスを提供するために使用されます。この機能により、リアルタイムの交通管制、遠隔診断のための自動車メーカーサービスとのやり取り、および企業物流の自動化の改善が可能になります。さらに、自動運転車の時代の始まりには、インターネットは車間の情報交換に使用され、より優れたルート選択と事故報告が可能になります。^[47]

批判

欠点と課題

コネクテッドカーはドライバーにメリットと興奮をもたらしますが、欠点や課題も抱えています。

コネクテッドカーの大きな問題はハッキングのしやすさです。インターネットやシステムへの接続が進むほど、外部からの侵入にさらされる可能性が高まります。自動車メーカーが遠隔地からサービスやサポートを提供できる場合、そのチャネルを通じてハッカーも自動車にアクセスして制御できます。ドイツとブラジルでは、自動車運転者の59%が、自動車がインターネットに接続されているとハッキングされるのではないかと恐れています。米国では43 %、中国では53%ですが、平均は54%です。^[48]
信頼性も大きな懸念事項です。自動車、センサー、ネットワークハードウェアは故障します。システムは、サービス拒否攻撃などの誤った通信だけでなく、誤ったデータにも対処する必要があります。
プライバシーは、ハッキングと他の用途の両方において、別の側面です。位置、ドライバーの毎日のルート、使用されているアプリなど、車から収集された機密データはすべてハッキングされ、許可されていない目的で使用される可能性があり、^[49]企業や政府によって使用される可能性もあります。たとえばドイツでは、車のドライバーの51％がプライバシーを守りたいため、車関連のコネクテッドサービスを使用したくないと考えています。米国では45％、ブラジルでは37％、中国では21％のドライバーがそう考えています。平均は37％です。^[48]
自動運転中にコネクテッドカーであれ、ネットワーク内の他の場所であれ、システムに単純な障害が発生すると、致命的な結果を招く可能性があります。

課題と闘う

製品の設計変更: 製品の開発方法と「メンテナンス対応アーキテクチャ」が重要な役割を果たします。急な変更はコストがかかり、回避されやすいため、企業は設計セキュリティの面で長期的なソリューションに重点を置く必要があります。製品開発のできるだけ早い段階でこの領域を統合することが、企業にとって適切なアプローチとなります。
社内部門間の内部協力: 製品のセキュリティチームと企業の IT セキュリティチームは、デバイスのハッキングを防ぐために緊密に連携する必要があります。そのために、企業はバグやセキュリティギャップ (ソフトウェア) の可能性を最小限に抑えるガイドラインを作成する場合があります。システムの変更やパッチ適用を容易にすることも、そこから得られるもう 1 つの効果です。
無線アップデート: 短期的な解決策でも簡単に問題を解決できるため、OTA (無線) と呼ばれるテクノロジーが OEM にとってますます重要になっています。これらの OTA アップデートにより、企業は問題や攻撃を迅速に検出し、悪意のある人物が活動してシステムを攻撃するのを防ぐことができます。ただし、これは非常にコストのかかるアプローチであり、企業は非効率性で損失を出さないように、システムのアーキテクチャを詳細に理解して問題に直接対処する必要があります。
バリューチェーンのセキュリティ: 企業はセキュリティシステムの最終統合者であるため、バリューチェーン全体にわたってセキュリティを管理する必要があります。また、サプライヤーは、セキュリティがモバイルデバイスにとって最も重要な役割を果たすことを確認する必要があります。調達部門の例を挙げると、最終製品のサイバーセキュリティ機能が交渉され、利用可能であることを確認する必要があります。セキュリティの問題はすべて、バリューチェーンの始まりから始まります。このアプローチは、業界の将来のセキュリティ標準を実際に定義および形成し、業界のすべてのプレーヤーがセキュリティの重要性について同じ理解を持つようにするために使用できます。^[50]