フォルクスワーゲングループのソフト企業のCARIADは、世界中で4500万台を超える同グループの車両を接続する大規模なIoT(モノのインターネット)ネットワークを運用するために、MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)を開発したと発表した。
このネットワークは、緊急通報システムのeCall、スマートフォンアプリから車両へのルート転送、リモート診断など、ドライバーが日常的に利用する機能を支えている。これらのサービスは、あらゆる情報が安全かつ確実に、ほぼリアルタイムで目的地に届くよう設計された高度なクラウドおよび接続ソリューションに依存している。
数百万台の車両の接続を管理することは容易ではない。車両は電波が不安定なエリアを移動し、帯域幅が限られた携帯電話ネットワークに依存する。さらに、レーダーから温度センサー、バッテリー情報まで、センサーや電子制御ユニットから提供される膨大な量のデータを処理する必要がある。
こうした課題に対応するため、CARIADはMQTT(Message Queuing Telemetry Transport)を開発した。HTTPがワールドワイドウェブを支える一方で、MQTTはIoT通信の事実上の標準となっている。MQTTは軽量で効率的であり、制約のある環境向けに設計されている。
HTTPがリクエスト・レスポンス型のモデルで動作するのに対し、MQTTはパブリッシュ・サブスクライブ方式を採用し、ブローカーを介して送信者と受信者を分離する。このアーキテクチャにより、多対多、1対多、多対1といった柔軟な通信パターンが可能になり、大規模IoTネットワークに最適となっている。
自動車用途において、MQTTは重要な利点を提供する。携帯電話ネットワーク上のデータオーバーヘッドを最小限に抑え、信頼性を組み込み、車両がネットワークとの接続を失って再接続する際の同期のための保持メッセージもサポートする。
現代の車両内部では、多数のセンサーがタイヤ空気圧、バッテリー状態、温度、システム性能などの重要なパラメータを継続的に監視している。これらのセンサーはMQTTネットワークのパブリッシャーとして機能し、値が変化したりイベントが発生したりするたびに、小さく効率的なメッセージをブローカーに送信する。ブローカーはこれらのメッセージを適切なサブスクライバーにルーティングする。サブスクライバーには、モバイルアプリ、クラウドサービス、診断ツール、車内の他の制御ユニットなどが含まれる。
たとえば、電気自動車のバッテリー管理コントローラー(BMC)は充電状態を追跡し、定期的にブローカーに送信する。ドライバーのスマートフォンアプリはこのバッテリー情報を購読して表示したいと考えている。同時に、車載ナビゲーションシステムもEVルート計画のためにバッテリー情報を得ている。MQTTブローカーインフラストラクチャは、BMCが公開した充電状態がドライバーのモバイルアプリと車載ナビゲーションシステムの両方に同時にほぼリアルタイムで届くことを保証する。
このような分離されたMQTTアーキテクチャでは、コントローラーやセンサーは誰が情報を消費するかを知る必要がなく、単に公開するだけでよい。ブローカーが適切な受信者への配信を処理する。その結果、不必要な複雑さなしに車両、サービス、ドライバーを接続し続ける、高度にスケーラブルで信頼性の高い通信フローが実現される。
MQTTを使用することと、数千万台の車両規模で使用することは別の問題である。従来のMQTT実装は、数百万台の車両が少数のバックエンドサービスと通信する必要がある非対称メッセージングパターンに苦労することが多い。
これらの課題を克服するため、CARIADの米国チームはドイツのチームと緊密に協力し、フォルクスワーゲングループの要件に特化した独自のMQTTブローカーを開発した。これは多対1および1対多の通信に優れている。
このカスタムソリューションは、数百万台の車両のパブリッシャーが同時に送信する膨大な数のメッセージという大規模な同時実行性を処理し、非対称通信パターンをサポートし、スケーラビリティのボトルネックを回避する。テレメトリ更新からリモートコマンドまで、すべてのメッセージが車両とクラウドサービス間でシームレスに流れるよう効率性が最適化されている。
この技術は単なるバックエンドの驚異ではなく、コネクテッドカーをよりスマートで安全、便利にする機能を備えている。車両のリモートロック解除、乗車前のエアコン事前調整、スマートフォンからのバッテリー状態確認などのサービスの利便性はMQTTベースのメッセージングに依存している。
快適性を超えて、MQTTは充電管理、健全性アラート、OTA(無線)アップデートのオーケストレーションなどの重要な機能を可能にする。車両がソフトウェアアップデートを必要とする場合、MQTTがプロセスを調整し、進捗状況を報告し、すべてがスムーズに実行されるよう制御信号を送信する。また、診断もサポートし、開発者や技術者がリモートでログをリクエストしたり特定のモードを有効化したりできるため、ダウンタイムが削減され、サービス効率が向上する。
自動車環境は厳しい。車両は移動し、インターネット接続は変動し、安全性が最優先である。MQTTは軽量通信、信頼性の高い配信、即座の状態同期を提供することで、これらの課題に対処する。そのスケーラビリティと柔軟性により、フォルクスワーゲングループのコネクテッドフリートのような大規模で複雑なエコシステムに最適という。
世界最大級の車両インターネットを管理することは、単なる技術的成果ではなく、戦略的優位性だ。MQTTブローカーを社内で構築し、フォルクスワーゲングループのニーズに合わせて調整することで、CARIADは重要技術の完全な制御、将来の成長に向けたスケーラビリティ、新しいサービスを革新する柔軟性を確保している。車両がさらにソフトウェア定義化され、AIベースの機能が進化するにつれて、世界最大級の自動車IoTネットワークを効率的に管理する能力が重要な差異化要因となる、としている。
