Evaluation and Synthesis of Connected Vehicle Communication Technologies (2021)

Below is the uncorrected machine-read text of this chapter, intended to provide our own search engines and external engines with highly rich, chapter-representative searchable text of each book. Because it is UNCORRECTED material, please consider the following text as a useful but insufficient proxy for the authoritative book pages.

Page 101  WHITE PAPER #2 ADDENDUM CASE STUDY: THE COST OF THE FCC RULING ON THE ANN ARBOR CONNECTED VEHICLE ENVIRONMENT

Page 102  CASE STUDY:   The Cost of the FCC Ruling on the   Ann Arbor Connected Vehicle Environment  On May 3, 2021, the Federal Communications Commission (FCC)  published the final rule related to the use of the 5.850‐5.925 GHz  Band.  This action had two immediate impacts: (1) setting in  motion the reallocation of the 5.9 GHz spectrum that would  reduce the dedicated bandwidth allocated to vehicle safety from  75 MHz to 30 MHz; and (2) formalizing the FCC’s roadmap that  would eventually dictate the use of cellular vehicle‐to‐everything  (C‐V2X) technology in the remaining portion of the dedicated band  instead of the currently specified dedicated short‐range  communications (DSRC) technology.    This case study, prepared by the University of Michigan Transportation Research Institute (UMTRI),  provides a detailed description of how the FCC action impacts an existing DSRC deployment in the short  term.  It offers clear evidence that this change is not trivial, and is just one example of the significant  cost impacts of the FCC ruling to agencies that have deployed DSRC.  Given the similar approaches used  by numerous other agencies to deploy DSRC, it is also fair to assume that the numbers stated herein  could reasonably scale to other sites.    This case study does not provide estimates on longer‐term impacts, which for the most part remain  uncertain.  A Further Notice of Proposed Rulemaking (FNPRM) was also published that addresses several  unanswered issues related to this action, and how the industry reacts to the FNRPM ‐ as well as how the  FCC takes action in future rulings ‐ will provide more specific results that can be detailed at a later time.  Written in February 2021 as part of the National Cooperative Highway Research Program (NCHRP)  Project 23‐10, “Evaluation and Synthesis of Connected Vehicle Communication Technologies,” this case  study is intended for use by its project panel and state DOT leaders. The objectives of NCHRP 23‐10 are  to help inform state DOT efforts for policy development, strategic planning, and infrastructure  investment decisions. The project focuses on an evaluation of implications for state DOTs of the FCC  proposal to reallocate portions of the 5.9 GHz bandwidth to non‐transportation purposes. For more  information, visit the project web page at  https://apps.trb.org/cmsfeed/TRBNetProjectDisplay.asp?ProjectID=4902.    NCHRP produces ready‐to‐implement solutions to the challenges facing transportation professionals.  NCHRP is sponsored by the individual state DOTs of the American Association of State Highway and  Transportation Officials (AASHTO), in cooperation with the Federal Highway Administration (FHWA).  NCHRP is administered by the Transportation Research Board (TRB), part of the National Academies of  Sciences, Engineering, and Medicine. Any opinions and conclusions expressed or implied in resulting  research products are those of the individuals and organizations who performed the research and are  not necessarily those of TRB; the National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine; or NCHRP  sponsors.  Quick Links  NCHRP Project 23‐10,  “Evaluation and  Synthesis of V2X  Technologies”  http://apps.trb.org/cmsfeed/TRBN etProjectDisplay.asp?ProjectID=49 02 

  Page 103      Initial DSRC Deployment and Evolution  The initial connected vehicle deployment was originally launched in 2012, as part of the United States  Department of Transportation (USDOT) Connected Vehicle Safety Pilot program under USDOT contract  DTFH611C00040.  Governed by the ITS Joint Program Office within USDOT, this project was known at  the time as the Safety Pilot Model Deployment (SPMD), and included over 2,800 vehicles and 25  infrastructure locations being equipped with CV devices.  UMTRI lead a diverse team of industry, public  agencies, and academia as the official Test Conductor for the SPMD.  The in‐vehicle on‐board units (OBUs) served to evaluate emerging vehicle safety applications that  implemented DSRC technology to exchange telemetry and other situational messages between vehicles.   These vehicles were operated on public streets in an area highly concentrated of CV‐equipped vehicles.   The DSRC‐based roadside units (RSUs) were installed in Northeast Ann Arbor, as shown in Figure 17.   The RSUs served to convey traffic signal timing, intersection geometry, speed limits and other safety‐ critical infrastructure information to OBUs. As with the vehicle applications, SPMD served to evaluate  vehicle‐to‐infrastructure (V2I) CV applications.      Figure 16 ‐ SPMD Project Area (source: USDOT) 

Page 104  Collectively, the model deployment was originally designed to determine the effectiveness of DSRC  technology at reducing crashes by evaluating V2V and V2I applications operationally in a real‐world,  concentrated environment; to gauge user acceptance of the technology; and to generate data to  support estimates of safety system effectiveness.   The project included a mix of cars, trucks and transit  vehicles and was the first test of this magnitude of connected vehicle technology in a real‐world,  multimodal, operating environment.   The Safety Pilot Model Deployment was impactful.  The data generated from the model deployment was  critical to supporting National Highway Transportation Safety Administration (NHTSA) agency decision  regarding connected vehicle communications for safety, and led to the NHTSA Notice of Proposed  Rulemaking ‐ making DSRC‐based V2V technologies standard on all new vehicles (Docket No. NHTSA– 2016–0126).  The proposed rulemaking would include:   New Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) No. 150: V2V communication capability for light vehicles  Minimum performance requirements for V2V devices and messages Additionally, lessons learned from this project were incorporated into industry standards including RSU  4.1, SAE J2935, SAE J2945, and IEEE 1609.x.  This project also was the starting point for the production  Security Credential Management System (SCMS) developed by the Crash Avoidance Metrics Partnership  (CAMP) and implemented by Green Hills (now a part of ISS).    Detailed documentation from SPMD include:   FHWA‐JPO‐16‐363 ‐ Safety Pilot Model Deployment Lessons Learned and Recommendations for Future Connected Vehicle Activities [link]  DOT HS 812 222 ‐ Independent Evaluation of Light‐Vehicle Safety Applications Based on Vehicle‐ to‐Vehicle Communications Used in the 2012–2013 Safety Pilot Model Deployment [link] The total cost of SPMD was $30M, with the DSRC equipment and deployment elements accounting for  roughly $16M of this overall cost.     DSRC Upgrades and Expansion  As the SPMD completed its research mission, in 2015 UMTRI began to transition and expand the effort  into the Ann Arbor Connected Vehicle Test Environment (AACVTE) under FHWA Cooperative Agreement  DTFH6115H00005.  The main goal for AACVTE was to transition from a model deployment to an early  operational production environment.  Secondary goals included:   Serve as a national reference architecture for connected vehicles and infrastructure  Conduct focused research  Support other related research activities  Transition from government funded to a sustainable environment A major part of the project was to update the existing devices to be compliant with the revised industry  standards that were developed from the results of the Safety Pilot Model Deployment.  A second major 

  Page 105      element was to expand the infrastructure footprint from the original 25 RSUs in Northeast Ann Arbor to  a total of 75 RSUs deployed throughout the City of Ann Arbor.  The AACVTE deployment was not as straightforward as initially anticipated, however.  Additional  security requirements, an outcome of the rigorous SPMD activities, required replacement of existing  RSUs and OBUs, rather than a simple software update.  This one change alone made the AACVTE  integration activities nearly as complex as standing up the original SPMD.  The cost of this replacement  alone, including both equipment and manpower, was $16.3M.  Again, this was specific to the original 25  RSUs and 2,842 vehicle OBUs.    Ann Arbor Connected Environment   With the operational environment numbering 2,175 DSRC‐equipped vehicles and 75 DSRC‐based RSUs,  the Ann Arbor Connected Environment (AACE), as it is now known, is the second largest DSRC  deployment in the country, with only New York City having more DSRC devices deployed.  The AACE is  however the only location that has been thru a system‐wide device upgrade, and therefore has realistic  numbers as to the cost of such an equipment changeover, notwithstanding the validation and  integration costs.    With this background as a historical foundation, this case study will document how equipment and  resources needed to transition AACE from DSRC to C‐V2X would likely exceed $14M.    Detailed Deployment Process  Deploying a connected vehicle (CV) environment is not simply a matter of buying equipment and  installing it, and expecting it to be operational out of the box.   Given this experience, UMTRI and its  project partners are intimately familiar with what is involved in initially standing up an environment and  updating that environment to meet changing technology.  We developed the tools and the processes to  become efficient in the activities, and to ensure a robust and reliable environment.  During our upgrade  and expansion of DSRC, we were able to leverage the tools and processes that have been established for  SPMD.  However, in the case of C‐V2X, new tools and test procedures will need to be developed and all  processes will have to be evaluated for compliance.  These all come at a cost.  In Figure 18 below, the key steps in the retrofit process are shown.  They include planning and  requirements development, procurement and pre‐deployment testing, vehicle retrofit, and  infrastructure retrofit.    Figure 17 ‐ Steps in the Retrofit Process  The following sections highlight the detail behind those steps to plan and prepare for retrofitting the  Ann Arbor Connected Environment with C‐V2X devices.   The discussion is presented at a high level to  give the reader an overview of the processes, timeline factors, and cost implications. 

Page 106  For those who might be interested, a more detailed description of each step is found in Appendix C.  1. Planning and Requirements Capture Planning and requirements capture is always the first step in ensuring a robust systems engineering process and a successful deployment.  As C‐V2X is based on different standards and specification than DSRC, the requirement originally developed for DSRC may be a starting point but cannot be assumed complete.  A thorough review of all functional and operational requirements must be executed. In conjunction, a state of the industry analysis must be completed to be able to fully define the option  space for a C‐V2X environment.  The state of the industry analysis will determine what products and  tools are currently available, the status of certification testing processes, interface to the security  credential management system (SCMS) readiness, and other pertinent details of general C‐V2X  deployment readiness.    All the requirements will be tempered by the state of the industry review and then rolled down to the  procurement specification and test plans.   Typically, a thorough requirements analysis takes several  months when you factor in reviews and revisions, and in this instance incorporating the many unknowns  surrounding C‐V2X development and deployment.  2. Procurement and Testing After establishing requirements (and any necessary design functions required for new equipment mounting), the process moves into procurement.  UMTRI follows a process managed by their Sponsored Program Office. Sponsored Programs completely understand Title 2 CFR, and have established processes to ensure full compliance.  Historically, a 6 to 9‐month period is required to complete the procurement phase.  The following steps related to procurement are then taken. 2.1. Device Supplier Selection  An RFQ, based on the requirements capture and the state of the industry analysis, will be distributed  to prospective suppliers.  Two suppliers will be chosen for each device type (OBU and RSU).  A  purchase order (PO) will be issued that requires that a small sample of units be delivered for  interoperability testing, packaging studies, and miscellaneous testing.  If for some reason the  supplier cannot successfully complete interoperability testing, the PO will be cancelled.  This has  happened in both SPMD and AACVTE.  2.1.1. OBU Selection  The evaluation criteria for OBU selection was broken down into two sections. The first set of  criteria were “must haves.” If the supplier did not meet those criteria, they were automatically  eliminated.  The second category consisted of weighted criteria. The weight of each criteria was determined  by the test conductor team prior to receiving responses from any suppliers.   Similar criteria will be used to match the requirements of the C‐V2X OBU.  Once the responses  are received from prospective C‐V2X OBU suppliers, individual meetings will be scheduled to  review the responses and conduct on‐site visits as needed.  The test conductor team will then  evaluate their proposals using the revised C‐V2X criteria before making a selection. 

  Page 107      2.1.2. RSU Supplier Selection  The RSU supplier selection is similar.  Each prospective supplier will be required to produce two  representative units for testing.  The suppliers’ RSUs will be set up at the City of Ann Arbor’s  Wheeler facility.  The testing will assess, determine, and analyze the functional performance of  each RSU.    When testing is complete, the UMTRI team will review the results as well as the supplier  proposals to make the final supplier selection.  From our experience, the C‐V2X device suppliers will all market their products equally well.   However, only through testing and rigorous evaluation, can the true value and functionality of  their products be assessed.  2.2. Other Equipment and Supplies  In order to install the OBUs and RSUs, several other components of equipment (defined as $5,000 or  more) and supplies (defined as under $5,000) must be purchased.  Each piece must be sent to and  quoted by at least three vendors to be compliant with federal procurement guidelines and/or  regulations (CFR and OMB).    In some instances, a single source justification will be used as deemed appropriate by the UMTRI‐led  team.  For example, if existing equipment is only compatible with certain vendors, and purchasing  through a different supplier would result in additional expense, a single source justification will be  used.  Examples of this other equipment include wiring harness, antennas, networking equipment  and shop supplies.  For the RSUs, we assumed that the new C‐V2X RSU could be installed in the same location.   Therefore, a new mast arm or other mounting pole will not be required.  However, we can assume  that new power supplies, remote power management, Power over Ethernet (PoE) switches,  brackets, cabling assemblies, and cabling connectors will be required that are specific to the new C‐ V2X RSU unless advised otherwise.  In addition to the hardware and supplies required for device installation, new tools are required for  testing during the installation process for both vehicles and infrastructure, as well as used during  interoperability and end‐to‐end testing.    2.3. Testing  Interoperability testing is critical and must be conducted prior to full‐scale field deployment.  At  least two rounds of interoperability testing will need to be conducted.  Testing also encompasses  many levels, including Bench Test, Unit Tests and Field Tests, including each deployed application.   Experience has shown no less than 4 months and likely closer to 6 months are required for complete  interoperability testing.  This includes time for vendor software updates, factory validation and field  verification.  For AACVTE, which was theoretically a more mature product than SPMD, the first round of  interoperability testing resulted in 131 issues identified on 6 devices (from 6 suppliers).  Our team’s  assessment is that the changes from the current DSRC devices to C‐V2X devices are similar in nature  to the changes from SPMD to AACVTE devices.  Therefore, the magnitude of test failures should be 

Page 108  roughly the same as the amount of test failures for the AACVTE vintage of devices.  Therefore, three  rounds of interoperability testing should be expected.  3. Vehicle Preparations and Fleet Retrofit Since 2011, UMTRI has equipped over 6,000 vehicles of all types with connected vehicle devices.  As industry experts, we have trained companies like Brand Motion that was later hired by the Tampa CV Pilot for their installations. Furthermore, we instituted an internship program with Washtenaw Community College to train automotive technicians to install connected vehicle technology. It takes up to an hour and a half (90 minutes) to do an installation and is dependent on many factors.   One factor is the make and model of the vehicle.  Another factor is what is in the vehicle.  Although  participants are instructed to remove everything from their trunk and backseat, this is not always the  case and the technician will often have to do it, while taking care not to lose any items.  To affect a conversion to C‐V2X, we will need to contact and schedule all 2,175 current participants and  offer them an incentive to have the DSRC equipment removed from their vehicle and the C‐V2X  equipment installed.  In the past, we have found that a minimum of $200 per person is necessary to  ensure their participation.  If they opt out, they will still need to schedule an appointment at UMTRI to  have the equipment removed.  We typically experience a 70% retention rate.  If that is the case, we will  need to recruit an additional 650 subjects and will end up scheduling 2,825 vehicles in order to maintain  a fleet of 2,175.   While private citizen vehicles present one set of requirements, challenges, and retrofit factors ‐ over 400  vehicles, or roughly 20% of the deployment, are on fleet vehicles that operate in Ann Arbor.  This  includes City of Ann Arbor fleet, transit authority buses, public school buses, and even a local tow truck  fleet (among other vehicles).  Installations may occur at the fleet owner’s facilities; otherwise, they are  completed at UMTRI.  Typically, for each fleet, the installations are done over a several day period,  depending on the size of the fleet.  Some of the larger fleets may take weeks.  Furthermore, the  installations are usually completed while the vehicle is out of service, after normal operating hours  including nights and weekends.  Assuming the same level of staffing previously used for deployment, our estimate is roughly 12 months   to complete this portion of the transition.  4. Infrastructure Preparations and Retrofit The UMTRI team, working with the City of Ann Arbor, have developed repeatable processes to successfully stand up a DSRC‐based connected environment with the infrastructure.  This same methodology is being utilized to estimate the deployment environment for C‐V2X technology, although until anyone has extensive experience with C‐V2X deployment we cannot be certain this will be the case. 4.1. Infrastructure Readiness  Many activities must occur to ready the infrastructure for deployment.  First, site evaluations are  necessary to identify optimal locations.  For the initial DSRC install these factors included site  distance, infrastructure communications provisioning, IP4/IP6 core to field network viability,  adequate power and cabinet space for equipment setup and installations.  Because our estimates 

  Page 109      are to replace existing DSRC equipment with C‐V2X equipment, the primary task is to confirm the  existing locations will be acceptable for C‐V2X devices ‐ and moved if inadequate.    Additional work activities will need to be undertaken to develop revised design network topology to  function with C‐V2X equipment, network and power/security requirements and design basis for  over‐the‐air (OTA) updates of the equipped vehicle installations.    Finally, an assessment will need to be undertaken to assess structures integrity and equipment  optimal mounting per site and perform initial testing for Radio Frequency Interference in the  required bands to confirm optimal site mounting locations and site mounting options.  The new C‐ V2X RSUs may have different mounting requirements than the current DSRC RSUs deployed for the  AACVTE program.  As part of this work an evaluation of the RSU design and specific mounting  requirements will be required (which may differ for each C‐V2X vendor).  Any mounting hardware  required will also be documented and provided as part of the procurement process and project  costs.  Lastly, FCC licenses for each site are required.  The UMTRI team will be required to apply for FCC  licenses after site selection and unit mounting locations are analyzed and identified.  Because the  FCC has suggested they will be announcing a modification to their licensing procedures in the wake  of the recent release of the First Report & Order (R&O), we don’t yet know what those new  procedures might be (in theory we can assume experimental C‐V2X licenses required by site).  4.2. Infrastructure Deployment  Once the equipment procurements are completed and delivered, work will need to be completed to  configure, test, and install the devices for each site in daily close coordination with the City of Ann  Arbor Signal Maintenance and IT stakeholders.    First, the RSUs will be configured to communicate on the City of Ann Arbor’s backbone fiber  network; and send data back to appropriate/secure back‐office locations via dedicated IP6 service  endpoints. Each RSU must be configured specifically for the site where they will be deployed.  Based  on historical experience this takes on average 4 hours per RSU.    Once RSU configuration is completed, each will need to be bench tested prior to hand‐off to the City  of Ann Arbor’s Signal Maintenance group.  The City of Ann Arbor will be responsible for  decommissioning the existing units and then replacing and hanging the new operational units.  This  includes modifying the wiring harnesses and may require purchase, installation, and updates for the  existing the PoE or switches as needed for new units that are proven functional for the new devices.    After the physical installation is completed, work will need to be done for field verification and site  testing (message, device, integration, timing, Connected Intersection “validation”) in conjunction  with infrastructure equipment and equipped vehicle devices.    Infrastructure retrofits and Vehicle retrofits can theoretically be executed simultaneously, as they  require different staff, skill sets, and equipment.  The same program management staff may be  overseeing both, and any issues that arise during one could potentially impact the other.     

Page 110  Timing Estimate  Based on our experience, UMTRI estimates that it will take a minimum of 2 years to retrofit the current  AACE to C‐V2X, and could be much longer.    Figure 19 below shows this minimum estimated based on:   6 months of planning and requirements  6 months of pre‐deployment testing  12 months to retrofit 2,175 vehicles and 75 infrastructure sites It is important to note that each of those steps includes variables that are unaccounted for given the  lack of any large‐scale C‐V2X deployment ‐ and could therefore be much longer.  And in general the first  two steps cannot be done in parallel.  Figure 18 ‐ Estimated Retrofit Schedule  Cost Estimate  The total cost to perform this upgrade is estimated at $14,260,115.  An itemized breakdown of costs for  the DSRC to C‐V2X conversion are presented in Table 1, following this section.  The detail behind each of  those estimates is described below. All costs are estimated from actual expenditures and experience  through SPMD, AACVTE, and reinforced with current quotes received for the newly awarded 2021  ATCMTD Smart Intersections Project (the Advanced Transportation and Congestion Management  Technologies Deployment grant program that UMTRI was recently awarded).  1. Planning/Requirements Budget Details (6 months) For this phase of the project, overseeing all aspects of the project, we have allocated 2 FTE per year to do so.  For budgetary purposes, the 2 FTEs are spread between this task and pre‐deployment testing in year 1 and vehicle preparations and deployment and infrastructure preparations and deployment in year 2. This task comprises requirements capture and updating the configuration management system, data  collection interfaces, installation process, and any other process or tools as cascaded from the  requirements capture.  An additional 3.17 FTE will be required in year 1.   The total for this task is 4.17  FTE (8,680 hours) 

  Page 111      The City of Ann Arbor will support the requirements capture and cascade in preparation for the  deployment.  The City has allocated 8 hours to this task to attend meetings.  In addition to labor, the following other direct costs will be incurred:     Vehicle insurance ‐ $4,416    Vehicle maintenance and gas ‐ $3,000    Update marketing materials ‐ $2,000   Procurement/Testing Budget Details (6 months)  Because procurement is a natural function of most agencies, additional budget has not been estimated  for this step (although plenty of time is required).  The main component of this budget element is for  each round of interoperability testing, which takes approximately 2 months.  The test plans are  reviewed and updated.  The test benches are set up.  Vehicles are equipped.  The field sites are  deployed.  Then the testing is executed.    Next, the suppliers need to update software, firmware, and hardware as needed.  Not including the  supplier’s efforts, resources are needed from UMTRI and the City of Ann Arbor.  UMTRI schedules the  testing with the suppliers, reviews and approves the test procedure, obtains space for the bench testing,  procures any test equipment and tools and directs the UMTRI technician in setting up the benches and  equipping the vehicles.     The UMTRI team further develops the test procedures and executes them, analyzes the test results and  reports, configures the RSUs, develops the RSU security plan, develops the site plans, and works hand in  hand with the City of Ann Arbor to install the RSUs at the designated test sites.  The City of Ann Arbor  will review and approve the RSU security plan, site plans and perform the installation.  UMTRI will work  with the suppliers to correct any nonconformance.  Based on SPMD and AACVTE experience and records, the pre‐deployment testing will consume 4.56 FTE  (9,463 hours).  Additionally, the $121,157 of materials and supplies will be purchased to support the pre‐deployment  testing:  • RSUs – 10 units @$3,900 = $39,000  • OBUs – 20 units @$1200 = $24,000  • Use of City of Ann Arbor bucket and other service vehicles (one site) ‐ $207    • Sniffer tools, license, and other miscellaneous research supplies ‐ $7,000  • Vehicle instrumentation ‐ $1,000  • Wireless Frequency Tester rental ‐ $46,000  • Miscellaneous shipping charges ‐ $250  • Computer ‐ $1,500  • Amazon Web Services Set Up fee ‐ $2,200  Vehicle Preparations and Retrofit Budget Details (12 months ‐ can be simultaneous with  infrastructure retrofits)  UMTRI is responsible for deploying the vehicle fleet.  Based on our estimates and experience it will take  4.0 FTEs a minimum of one full year to update the fleet to C‐V2X.  This is based on SPMD and AACVTE 

Page 112  experience and takes into account the number of no‐shows, vacation, and sick days typically  encountered.    It is not a straightforward calculation of 1.5 hours for 2,175 vehicles.     First, as previously mentioned, not all subjects will stay in the study.  Although, we will bring in all of the existing participants, we expect to need to recruit at least 650 more based on historical retention rates.  This brings the number of appointments up to 2,825.  Second, we can easily schedule to full capacity when we first reach out to the existing participants.  However, it is harder and harder to schedule those that are not as enthusiastic to come back in to UMTRI.  These down times are usually filled with fleet installations.  When there are only a few participants left, it is even harder and some will never come back.  Still about 50 SPMD participants have never returned to have their devices removed and updated to the AACVTE vintage.  Third, even when operating at full capacity, there are no‐shows.  We are dealing with the general public and as in any service‐oriented industry, sometimes the customers do not show up for their appointments. It is important to note that it takes more than one technician per vehicle to complete the installation in  1.5 hours.  In addition to the technician resources needed to physically install the C‐V2X technology, support staff is  needed to manage the administration and support duties that are critical.  Someone must liaise with the  Institutional Review Board (IRB), which is a necessary component whenever public participants are  involved in a research project.  In addition to IRB communication, this staff will also recruit new  participants, and manage and schedule the existing participants.    This staff team is also responsible for managing the personally identifiable information (PII) and are the  only ones with access to it (a critical security and privacy measure that must be maintained).  The staff  must keep meticulous and secure records in accordance with the IRB.  A total of 4.0 FTE is allocated for  this task, which includes some undergraduate students.  In addition to Technicians and Administration support staff, a third job classification that supports the  installations is the data management team.  They service the configuration management system, the  property management system, and the data collection.  Resources for this task are 1.5 FTE.  And to supervise all these different staff, 1 FTE has been allocated to project management.  The total labor allocated for Vehicle Preparation and Deployment is 10.5 FTE (21,840 hours).  To properly execute this task, an additional $4,346,166 in materials and supplies (other direct costs) will  be procured, including:  • Participant compensation ‐ $500,000 • C‐V2X OBU’s ‐ $3,000,000 • C‐V2X and GPS Antennas, wiring harnesses, and mounting hardware ‐ $819,000 • Vehicle Insurance: cars (3) 12 months ‐ $4,416 • Vehicle Fuel and Maintenance – $3,000 • Misc. research supplies‐special tools, fasteners, tie wraps, sniffer license, etc. ‐ $14,000

  Page 113      • Misc. supplies for subject vehicle repairs damaged during installation ‐ $2,000  • Computer ‐ $1,500  • Marketing suppliers ‐ $2,000  • Misc. shipping ‐ $250  Infrastructure Preparations and Deployment Budget Details (12 months ‐ can be simultaneous  with vehicle retrofits)  UMTRI will lead the infrastructure team and coordinate between the City of Ann Arbor and RSU  suppliers.  UMTRI will also be responsible for procuring all hardware and supplies for a successful  infrastructure deployment.  UMTRI allocates 1 FTE for this project management and coordination effort.  The UMTRI team will also configure RSUs and execute all task described in Section 5.  They will work  directly with the City of Ann Arbor to support the installations.  11.2 FTE (23,260) is allocated to this  effort.    The City of Ann Arbor will physically hang the RSUs and swap out communications switches, power  supplies, and PoEs as needed.  They will use their service vehicles in the field.  The City allocates 1 FTE  (2,182 hours) to this task.  Additionally, $422,442 in materials and supplies will be procured, including:  • RSUs ‐ $292,500  • C‐V2X RSU Monitoring ‐ Set Up Fee ‐ $13,750  • C‐V2X RSU PoE, comm switch, and other misc. items ‐ $62,000  • Apparatus charge back (bucket truck, etc. usage) ‐ $54,192  Indirect Costs (IDC) and Fees  Indirect cost rates vary by organization.  The University of Michigan and the City of Ann Arbor have  federally negotiated IDC rates and professional fees, which were used for this cost estimate.       

Page 114  Salaries Year 1 Year 2 Total Year 1 Year 2 Total Year 1 Year 2 Total Year 1 Year 2 Total Year 1 Year 2 Total UMTRI 576,316 576,316 322,288 322,288 1,166,340 1,166,340 211,441 211,441 898,604 1,377,781 2,276,385 WSP 26,494 26,494 418,763 418,763 0 0 1,952,476 1,952,476 445,257 1,952,476 2,397,732 City of Ann Arbor 457 457 1,493 1,493 0 0 121,692 121,692 1,950 121,692 123,642 Subtotal Labor 603,267 0 603,267 742,544 0 742,544 0 1,166,340 1,166,340 0 2,285,608 2,285,608 1,345,811 3,451,948 4,797,759 Other Direct Costs Respondent/Subject Fees Participant Compensation 0 0 500,000 500,000 0 0 500,000 500,000 Research Supplies 0 0 0 0 0 0 0 CV2X Roadside Units @$3900 0 39,000 39,000 0 292,500 292,500 39,000 292,500 331,500 CV2X RSU Monitoring - Set Up Fee 0 0 0 13,750 13,750 0 13,750 13,750 CV2X RSU PoE, comm switch, and other misc. items 0 0 0 62,000 62,000 0 62,000 62,000 CV2X OBUs @$1200 0 24,000 24,000 3,000,000 3,000,000 0 24,000 3,000,000 3,024,000 CV2X and GPS Antennas, Wiring Harnesses, and mounting hardware. 0 0 819,000 819,000 0 0 819,000 819,000 Vehicle Insurance:cars (3) 12 months 4,416 4,416 0 4,416 4,416 0 4,416 4,416 8,832 Vehicle Fuel and Maintenance 3,000 3,000 0 3,000 3,000 0 3,000 3,000 6,000 Misc. research supplies-special tools, fasteners, tie wraps, sniffer license, etc. 0 7,000 7,000 14,000 14,000 0 7,000 14,000 21,000 Misc. supplies for subject vehicle repairs damaged during installation and downloads 0 1,000 1,000 2,000 2,000 0 1,000 2,000 3,000 Aparatus charge back (bucket truck, etc. usage) 0 207 207 0 54,192 54,192 207 54,192 54,399 Wireless Frequency tester rental 0 46,000 46,000 0 0 46,000 0 46,000 General Supplies 0 0 0 0 0 0 0 Computers under $5k 0 1,500 1,500 1,500 1,500 0 1,500 1,500 3,000 Marketing Supplies and Materials 2,000 2,000 0 2,000 2,000 0 2,000 2,000 4,000 Fedex/UPS charges 0 250 250 250 250 0 250 250 500 Data Expenses 0 0 0 0 0 0 0 Amazon Web Services Set Up Fee 0 2,200 2,200 0 0 2,200 0 2,200 Subtotal Other Direct Costs 9,416 0 9,416 121,157 0 121,157 0 4,346,166 4,346,166 0 422,442 422,442 130,573 4,768,608 4,899,181 Travel UMTRI 0 0 0 0 0 0 0 WSP 0 53,300 53300 0 85,400 85400 53300 85400 138700 City of Ann Arbor 0 0 0 0 0 0 0 Subtotal Travel Costs 0 0 0 53,300 0 53,300 0 0 0 0 85,400 85,400 53300 85,400 138,700 Total Direct Cost 612,683 0 612,683 917,001 0 917,001 0 5,512,506 5,512,506 0 2,793,450 2,793,450 1,529,684 8,305,956 9,835,641 Indirect Costs and Fees UMTRI 328,010 328,010 222,453 222,453 3,087,004 3,087,004 324,627 324,627 550,463 3,411,630 3,962,094 WSP 2,914 2,914 56,987 56,987 0 258,266 258,266 59,901 258,266 318,168 City of Ann Arbor 370 370 1,377 1,377 0 142,466 142,466 1,747 142,466 144,213 Total Indirect Costs and Fees 331,295 0 331,295 280,817 0 280,817 0 3,087,004 3,087,004 0 725,359 725,359 612,112 3,812,362 4,424,474 Estimated Total Cost 943,978 1,197,818 8,599,510 3,518,809 14,260,115 TOTAL BUDGET Ann Arbor Connected Environment DSRC to CV2X Conversion Costs TOTAL FEDERAL BUDGET Planning Pre-Deployment Testing Vehicle Preparations and Deployment Infrastructure Preparations and Deployment Table 5 ‐ Itemized Cost Estimates for Ann Arbor Connected Environment Conversion to C‐V2X 

  Page 115      Summary  This case study demonstrates that transitioning from C‐V2X is much more than simply swapping out  devices.  There are dozens of steps, many of them with little or no precedent to build from, and many of  them laden with variable paths and outcomes.    In many instances staff availability issues exist (due to constrained budgets), and workforce training  challenges are likely to present unknown variables.  Likewise, the universe of consultants, contractors,  and vendors that have a depth of experienced personnel in these areas is quite small ‐ and could be  constrained in terms of availability and/or skill sets.  It is important to note that this analysis does NOT factor in device availability.  At the time of this  writing, several infrastructure owners/operators have been reporting lengthy production cycles while C‐ V2X vendors start‐up.  The bottom line is that even with an experienced team, and at reasonable scale like this deployment  represents ‐ retrofit, while certainly feasible, is incredibly complex.     

Page 116  Appendix C ‐ Additional Case Study Information  The following is a detailed description of the activities necessary to transition the AACE from DSRC to C‐ V2X radio technology.  These activities align with the high‐level activity descriptions included in the main  body of the Case Study.  In order for this appendix to be complete however, there may be language that  repeats what is found in the main body.  Most sections then provide a deeper dive with examples and a  detailed basis for justifying the level of effort estimates for each activity.    It is organized into detailed planning activities, pre‐deployment testing, vehicle preparations and fleet  deployment and infrastructure preparations and deployment.  Planning and Requirements Activities  Deploying a CV environment is not simply a matter of buying equipment and installing it, expecting it to  be operational out of the box.  UMTRI knows this better than anyone.  As noted in Section 1 of the Case  Study, we have stood up the connected environment in Ann Arbor twice.  First with Safety Pilot Model  Deployment (SPMD); and again, with the Ann Arbor Connected Vehicle Test Environment (AACVTE).    The efforts to deploy SPMD are thoroughly documented in the Safety Pilot Model Deployment Test  Conductor Team report [Bezzina, 2015]68.  The experience garnered in deploying the AACVTE further  contributed to the ever‐growing body of knowledge.  Given this experience, UMTRI and its project  partners can truly be considered experts in connected vehicle and infrastructure technology testing and  deployment.  We are intimately familiar with what is involved in initially standing up an environment  and updating that environment to meet changing technology.  We developed the tools and the  processes to become efficient and ensure a robust and reliable environment.    C‐V2X is in many ways starting over, however.  For instance, during our upgrade and expansion of DSRC,  we were able re‐use the tools and processes that had been established during SPMD.  In the case of C‐ V2X, we intend to re‐use some of the processes, but acknowledge that some new tools will need to be  developed and all processes will have to be evaluated.    The following sections detail the necessary steps to plan, prepare and perform the retrofitting of the  Ann Arbor Connected Environment with C‐V2X devices.  Requirements Capture  Requirements capture is a critical step in the system engineering process.  C‐V2X is based on a 3GPP  physical layer technology that targets vehicle‐to‐everything (V2X) services. The first release of C‐V2X  services was defined during Release 14 and was completed in early 2017. Additional enhancements  were introduced in Release 15.  This is the version expected to comprise the first generation of C‐V2X  devices.  However, 3GPP Release 15 also identified 5G NR (New Radio), and in release 16, specified the  5G equivalent of C‐V2X. This standard was completed in June 2020. 3GPP continues to evolve the  68 Bezzina, D., & Sayer, J. (2015, June). Safety pilot model deployment: Test conductor team report. (Report No.  DOT HS 812 171). Washington, DC: National Highway Traffic Safety Administration. 

  Page 117      technology during Release 17, which is currently ongoing.  A thorough review of all of these releases  must be conducted to ensure that any deployment today is also positioned for future upgrades, to the  extent practical.    In conjunction, a state of the industry analysis must be completed to be able to fully define the option  space for a C‐V2X environment.  The state of the industry analysis will determine what products and  tools are currently available, the status of certification testing processes, interface to the security  credential management system (SCMS) readiness, and other pertinent details of general C‐V2X  deployment readiness.  All of the requirements will be tempered with the state of the industry and then  rolled into to the procurement specification and test plans.   Procurement  Following the requirements and industry review, the UMTRI team would commence the procurement  process.  The University of Michigan Sponsored Programs offices manages these procurement activities  and financial post‐award activities of the enterprise and other sponsored activities to ensure compliance  with applicable federal, state, and local laws as well as sponsor regulations. The University receives over  $1 billion annually in revenues from various government agencies and private sources for sponsored  programs. As such, it is critical that the University follow Title 2 CFR and has established processes to  ensure full compliance.  Furthermore, the processes described below are described in greater detail in  the AACVTE program document “AACVTE Procurement Plan” delivered to U.S. DOT 5/31/2018.   Pertinent excerpts of this plan follow.  Device Supplier Selection  A Request for Proposal (RFP), based on the requirements and the state of the industry analysis  documented above will be advertised to prospective suppliers.  Two suppliers are desired for each  device type (OBU and RSU).  After the RFP is issued, a meeting is held to review the RFP with prospective  suppliers.  All questions received from the suppliers are made publicly available as an amendment to the  RFP.   Once the suppliers have been selected using the processes described below, a Purchase Order  (PO) will be issued.  The PO will require that a small sample of units be delivered for interoperability  testing, packaging studies, and other miscellaneous activities.  The balance of units will not be delivered  until successful completion of interoperability testing.    OBU Selection  The evaluation criteria for SPMD OBU supplier selection was broken down into two sections. The first  set of criteria were “must haves,” listed below. If the supplier did not meet those criteria, they were  automatically eliminated.   Enough detail in the manufacturing plan to be considered viable   No external on/off switch   Formatted BSM correctly as reported by USDOT during qualification testing   No indication of the need for exceptions to the standard terms and conditions of a University of  Michigan purchase order   No major updates required to meet design intent for AACE   

Page 118  The second category consisted of weighted criteria. The weight of each criteria was determined by the  test conductor team prior to receiving responses from any suppliers. The following, in no particular  order, is the list of criteria that were developed by the test conductor team.   Financial evaluation from purchasing assessment of long‐term company viability  Test results from qualification testing o Bench o Security o GPS accuracy o Elevation positioning services o Connector specification  Cost  Logistics  Compliance Specifications o Serial number o Antenna mounting robustness o State indicator o System event logs o Version control o Functions out of the box o DSRC antenna solution o GPS antenna solution  Installation o Size o Installation robustness o Installation documentation  Compliance with proposed delivery schedule  Willingness to comply with the proposed agreement  ISO 26262 compliance  Proposed engineering support  Removable media type  Past experience  Product maturity  Perceived price risk (Probability of unit price increase)  Perceived performance risk (Probability of performance problems that may include poor quality devices of not meeting delivery schedule) The above criteria will be updated to match the requirements of the C‐V2X OBU.  And, once the  responses are received from prospective C‐V2X OBU suppliers, individual meetings will be scheduled to  review the responses and conduct on‐site visits as needed.  The test conductor team will then evaluate  their proposals using the revised C‐V2X criteria.   

  Page 119      RSU Supplier Selection  The RSU supplier selection is more involved.  Lessons learned from SPMD were incorporated in AACVTE  adding RSU burn‐in testing as a requirement of the supplier selection process.    Each prospective supplier will be required to produce two representative units for testing.  The  suppliers’ RSUs will be set up at the City of Ann Arbor’s Wheeler facility.  The Wheeler site has been  used for testing during both SPMD and AACVTE programs.  The facility is connected to the City of Ann  Arbor’s fiber network and as such, it provides real‐world testing in a lab (controlled) environment.  It  also facilitates integration testing with Traffic Signal Controllers (currently utilized within Ann Arbor)  within the lab for SPaT/MAP broadcast testing and evaluation.  The testing will assess, determine, and  analyze the functional performance of each RSU.  The following elements will be assessed for each unit:   Firmware – process for updating firmware   Firmware ‐ Load/Applies   Firmware ‐ Default   Document ‐ User Guide   Document ‐ Certifications   Document ‐ Results Review Certifications and testing results by independent labs   Initial Configuration ‐ SSH   Initial Configuration ‐ CLI   Initial Configuration ‐ Web UI   Configuration Changes and Unit Configuration ‐ SNMP   Security ‐ User Act   Security ‐ Passwords   Security ‐ SCMS   Security ‐ Single Vendor Dependent   Security ‐ 1609.2   Security – OS patch and security vulnerability update   Int Cfg ‐ Ipv4 Set   Int Cfg ‐ Ipv6 Set   Int Cfg  ‐ Radio Set   Int Cfg ‐ Gateway Set   Message ‐ TIM‐CSW   Message ‐ SPaT Direct   Message ‐ Map   Message – WSA/PDM   Message – PSM   Message ‐ Map   Message ‐ Immediate Forward Message   Message ‐ Store & Repeat Message   Broadcast ‐ TIM‐CSW   Broadcast ‐ SPaT Direct   Broadcast – Map 

Page 120   Broadcast ‐ GID  Broadcast – WSA/PDM  Broadcast ‐ Immediate Forward Message  Broadcast – Store & Repeat Message  Broadcast Forward ‐ BSM  SNMP ‐ Linux OS MIBs  SNMP ‐ RSU MIBs  SNMP – Traps  SNMP – Unit Monitoring and full Unit Configuration  Usability ‐ HW Mounting  Usability ‐ Multi Client Cfg  Usability ‐ Ease of Use  Usability ‐ Functional  Usability ‐ 2W test  Usability ‐ Long Term Test  Cost ‐ Setup/O&M Labor  Cost ‐ Per Unit When testing is complete, the infrastructure team will review the above results as well as the supplier  proposals to make the final supplier selection.  From our experience, the C‐V2X device suppliers will all market their products equally well.  However,  only through testing and rigorous evaluation, can the true value and functionality of their products be  assessed.  Other Equipment and Supplies  In order to install the OBUs and RSUs, several other pieces of equipment (items costing $5000 or more)  and supplies (under $5000) may also need to be purchased.  Each piece must be sent to and quoted by  at least three vendors to be compliant with federal procurement guidelines and/or regulations (CFR and  OMB).  In some instances, a single source justification will be used as deemed appropriate by UMTRI.   For example, if existing equipment is only compatible with certain vendors, and purchasing through a  different supplier would result in additional expense, a single source justification will be used.  The items  below briefly describe what is needed to install the OBUs in vehicles:   Wiring harness to provide battery and ignition power to the OBU.  One end of the wiring harness has the OBU mating connector.  The other end is cut wires.  In‐house technicians will either attach an add‐a‐circuit or OBD‐II port connector.  Wiring harness typically cost $12.50.  If using the OBD‐II port, the ignition power is simulated by adding a charge guard device in line to the OBU.  A charge guard costs $75.00.  Although, the preferred method is using the add‐a‐circuit through the fuse panel, this is not always possible and the OBD‐II port must be used.  Antennas.  Each vehicle will need two DSRC antennas and one GNSS antenna plus extension cables for each.  It is unknown whether DSRC antennas can be reused or will need to be replaced, assuming that the existing participant will agree to have the C‐V2X device installed on their vehicle or will request a removal.  For new installations, new antennas will be required.  A particular vendor makes an antenna product that is window mounted with all three antennas in

  Page 121      one housing.  This antenna cost is $250.  A typical shark fin DSRC antenna is $50; a window‐ mount DSRC antenna is $90.25.  DSRC cables are $28.50.  A GNSS antenna costs $15 and the  GNSS extension cable is $23.00.    Miscellaneous.  Miscellaneous products and tools are used during the OBU installation process.   On average, the price per vehicle is $5.00 for miscellaneous products and include adhesives,  insulations, wires, and connectors.  For the RSUs, we assumed that the new C‐V2X RSU could be installed in the same location.  Therefore, a  new mast arm or other mounting pole will not be required.  However, it is possible that new power  supplies, remote power management, Power over Ethernet (PoE) switches, brackets, cabling assemblies,  and cabling connectors may be required that are specific to the new C‐V2X RSU.  In addition to the hardware and supplies required for device installation, new tools are required for  testing during the installation process for both vehicles and infrastructure, as well as used during  interoperability and end‐to‐end testing.  Specifically, a sniffer tool is required as it will not simply be a  matter of updating the existing DSRC tool.  The C‐V2X sniffer tool will be totally new.     Pre‐Deployment Testing  Interoperability testing is critical and must be conducted prior to full‐scale field deployment.  At least  two rounds of interoperability testing will need to be conducted.  Interoperability testing must be  conducted after devices have completed certification testing and preferably have proof of Omni Air  approval.  The first round of interoperability testing will identify all issues that need corrective action.   Interoperability testing has both bench and field test components.  The suppliers are notified of failures  through Problem Trouble Reports (PTR) that identifies the issue and records enough information to  replicate the event/scenario leading to the failure.  The supplier will be responsible for identifying the  root cause and determine the corrective action.  All suppliers are given roughly 4 weeks to implement  the corrective actions.  A second round of interoperability testing will be required to verify the  corrective actions.  Interoperability Test Plans  Present test cases use applicable Industry Standard Society of Automotive Engineering J2735 (March  2016), J2945/1, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) suite of 1609 standards, United  States Department of Transportation (USDOT) Roadside Unit (RSU) 4.1a Specification, or appropriate  Internet Engineering Task Force (IETF) RFC 3410 for SNMP v3 testing and RFC 8200/2460 for IPv6  testing/implementation.   It is unclear which of these C‐V2X will implement. As such, the test cases will  be updated to include 3GPP release 14/15 as applicable.    Silicon for the NR C‐V2X introduced in Release 16 is not available on the market and is not expected to  be a viable product for some time to come.    The test cases will also need to be updated to include the V2X applications that will be fielded, if they  change for the current release.  The test cases are aimed to be hierarchical and are developed  functionally to build upon prior successfully completed tests and are shown in the sections below. 

Page 122  Bench Pre‐Tests  All tests are repeated for each device supplier and will be dictated by the number of suppliers selected.   RSU Network configuration (IPv4/IPv6 Addresses, gateway, etc.)  Full RSU UMTRI/City IPv4/IPv6 addressing assignments defined  RSU cert request –RSU request to GHS received and installed correct (validate/verify)  OBU cert request – initial OBU batch request received and installed correct (validate/verify)  Force Certificate Expiry OBU and Request Production cert top‐off  Top‐off Request RSU Certs for all broadcast messages signed from GHS SCMS QA installed on RSU Unit Testing   RSU power test – interruption (quick/intermittent power off power event) – unit recovery  RSU power test – interruption (five hard power off power events) – unit recovery  RSU DC power test – single 802.3AT switch, 48v supply test (RSU boot7 day stable) on PoE+  RSU ping test – 8‐hour multiple ping test no outage/drop packet  RSU SNMPv3 test – full current MIB support, SNMPv3 walk/get  RSU SNMPv3 test – IP6 AlignAk full status get 24‐hour test  RSU SNMPv3 test – WSA configuration SNMP put, syntax alignment (correct broadcast, verify packets decode sent)  RSU broadcast WSA test – RSU to OBU (broadcast and packet decode verification)  RSU SNMP test – WRA configuration SNMP put, syntax alignment (correct broadcast, verify packets decode sent)  RSU broadcast WRA test – RSU to OBU (broadcast and packet decode verification)  PDM setup on RSU and broadcast OBU & PVD response  RSU SNMP test – TIM configuration SNMP put, syntax alignment, load baseline payload (correct broadcast, verify packets decode sent)  RSU SNMP test – TIM configuration SNMP put, syntax alignment, load revised payload (correct broadcast, verify packets decode sent to revised message)  RSU broadcast TIM test – RSU to OBU (broadcast and packet decode verification)  RSU SPaT configuration Econolite Cobalt mini SPaT output test to RSU  RSU spat configuration Siemens M60 mini SPaT output test to RSU  RSU SNMP test – MAP configuration SNMP put, load payload for Plymouth/Huron intersection (correct broadcast, verify packets decode sent to message payload)  RSU MAP broadcast test – meet/exceed CAMP test method (verify process and content – need feedback still from CAMP/UMTRI) – RSU to OBU V2V BSM Baseline Test    V2V test – OBU to OBU received and decoded correct (packet verify)  Repeat until all OBUs are tested against each other V2V Extension Testing    V2V Test – OBU to OBU BSM received and decoded correct (packet verify)  Repeat until all OBUs are tested against each other

  Page 123      RSU BSM Forward Testing   RSU SNMP test – BSM forward configuration SNMP put, syntax alignment to 4.1a Spec, to back  office ip6 BSM received and decoded correct (packet verify)   RSU BSM receive/forward test – OBU to RSU BSM received and decoded correct (packet verify)   RSU BSM receive/forward test – OBU to RSU BSM received and decoded correct (packet verify)   RSU BSM Log File Capture/Send Test   RSU BSM Log File Offload Test IPv6  Application Field Testing   V2V EEBL test   TIM field test RSU to OBU    Red Light Violation warning RSU to OBU    PSM Broadcast test   Official Configuration/Testing  Repeat bench and field test cases as Official Final Test – document results.  Previous Interoperability Testing Outcomes  For AACVTE, which was theoretically a more mature product than SPMD, the first round of  interoperability testing resulted in 131 issues identified on 6 devices (from 6 suppliers).  Our team’s  assessment is that the changes from the current DSRC devices to C‐V2X devices are similar in nature to  the changes from SPMD to AACVTE devices.  Therefore, the magnitude of test failures should be roughly  the same as the amount of test failures for the AACVTE vintage of devices.  Therefore, three rounds of  interoperability testing should be expected.  Vehicle Preparations and Fleet Deployment  Since 2011, UMTRI has equipped over 6,000 vehicles with connected vehicle devices.  As industry  experts, we have trained companies like Brand Motion that was later hired by the Tampa CV Pilot for  their installations. Furthermore, we instituted an internship program with Washtenaw Community  College to train automotive technicians to install connected vehicle technology.  For our team, the installation process starts with recruitment – either individuals or fleets that operate  in Ann Arbor.  The next step is scheduling, then the actual installation and verification.  All are described  in the sections below.  IRB and Subject Management  The majority of our installations are on personal vehicles owned by participants that we recruit.  As  such, approval of an Institutional Review Board (IRB) is required when dealing with these human  subjects.  The IRB must approve how we interact with participants including how we recruit them; how  we get their consent; how we compensate them; and what we require of them (e.g. bringing their car  back for data downloads). 

Page 124  UMTRI will recruit participants for the installation under the existing AACVTE IRB #HUM00148099.   Participants will continue to be recruited through multiple channels including the University of Michigan  Health Research site, but also through flyers, outreach to large employers in the community and largely  through word‐of‐mouth.    To qualify to participate in the AACVTE program, a person must own their own vehicle and report  regular driving in the Ann Arbor area.  When participants come to UMTRI to enroll, they must complete  an Informed Consent document, have their vehicle equipped, and receive payment for their 1‐year  participation in the programs.  Each participant will be paid $200 per year.  C‐V2X deployment is  expected to be similar.  Once a participant agrees to have their vehicle equipped, they are scheduled for a 90‐minute  appointment at UMTRI.  Our appointments run much like a car dealer.  The participant arrives at UMTRI  at the scheduled time, and brings their keys into the UMTRI office.  They are shown what devices and  antennas are going to be installed in their vehicle and what to expect during normal operation of the  system.  After the consent form is signed, the participant may opt to stay in the waiting room or pick up  their vehicle later.  When the vehicle installation is complete, the participant is paid $200 and is given  back their keys.  We use appointment plus software to schedule our installations.  The software costs $2,000 a year for a  license.  It takes up to an hour and a half to do an installation and is dependent on many factors.  One  factor is the make and model of the vehicle.  Another factor is what is in the vehicle.  Although  participants are instructed to remove everything from their trunk and backseat, this is not always the  case and the technician will have to do it, while taking care not to lose any items.  For this project, we will contact all 2,175 current participants and offer them $200 to have the DSRC  equipment removed from their vehicle and the C‐V2X equipment installed.  If they opt out, they will still  need to schedule an appointment at UMTRI to have the equipment removed.  We typically experience a  70% retention rate.  If that is the case, we will need to recruit an additional 650 subjects and will end up  scheduling 2,825 vehicles in order to maintain a fleet of 2,175.  Fleet Management  Over 400 vehicles, or roughly 20% of the deployment, are on fleet vehicles that operate in Ann Arbor.   This includes:   City of Ann Arbor fleet (100)  Ann Arbor Area Transit Authority buses (65)  University of Michigan Buses (32)  University of Michigan rental fleet (95)  Ann Arbor Public Schools buses (78)  Local tow truck fleet (21)  Local taxi fleet (18) Some of the fleets have a memorandum of understanding (MOU) that outlines what each party is  agreeing to.  The fleet owner agrees to give UMTRI access to the fleet for the installation and at least  annually thereafter for a data download and equipment check and any subsequent repairs.  They also 

  Page 125      agree where the installations will occur.  Installations may occur at the fleet owner’s facilities;  otherwise, they are completed at UMTRI.  They also agree to inform UMTRI if a vehicle is removed from  service or new vehicle enter into service.  UMTRI agrees to install the OBU in a manner that does not  materially interfere with normal transportation operations or involve any irreversible modifications,  with the exception of drilling a hole in the roof for antenna installation on bus fleets.    Typically, for each fleet, the installations are done over a several day period, depending on the size of  the fleet.  Some of the larger fleets may take weeks.  Furthermore, the installations are usually  completed while the vehicle is out of service, after normal operating hours including nights and  weekends.  Conversion to C‐V2X will require coordination and possibly renewed agreements which each of these  fleet operators.   Installation is roughly the same as that for private participants, but may require work  to be done overnight, and availability of the vehicles may limit the pace at which the conversion occurs.  Property and Configuration Management  During the installation process, the specific OBU is linked to the vehicle in which it is being installed. At a  high level, the property management process consists of ● Scanning a barcode on the vehicle that corresponds to the VIN  ● Adhering a barcode on the device identifying the specific OBU  ● Logging (via scanning) the vehicle information, OBU information, HMI display information and  the link between them into the property management system  ● Photographing the vehicle and documenting the VAD/ASD installation    Configuration Management Interface  Figure 20 is a screen shot of the OBU configuration management interface. This is the view used by  technicians to enter measurements, confirm barcode scans, and load images from a camera.     

Page 126  Figure 20:  VAD/ASD Configuration Management Interface (source: UMTRI) 

  Page 127      The lettered sections are described as:  A: The technician scans the vehicle identification number (VIN) here  B: The software validates the VIN, and assigns it a five‐digit vehicle ID that it will broadcast   C: The technician selects the radio button that applies for the installation being a VAD or ASD  D: The technician selects the manufacturer of the device from the dropdown  E: The device’s unique barcode is scanned here for record keeping  F: A sticker with the vehicle ID is placed on vehicles without VINs that can be scanned  G: If the vehicle is part of a fleet, this button is selected and the appropriate information is added (fleet  name, fleet ID)  H: UMTRI assigns each driver a unique driver ID and it is entered here  I: The odometer when the vehicle arrives for installation is entered here  J: The length, width, and offsets for the GNSS antenna are entered here for the model deployment  configuration file  K: When using removable media, the technician can select which drive to write the file to  L: This button is pressed when all information above has been entered, allowing the software to write  the configuration file  M: The styles of antenna installed are selected from these dropdown menus  N: If an ASD is being installed with an HMI, the serial number for it is entered here  O: The color of the vehicle is selected from this dropdown menu  P: Photos of the vehicle for record keeping are added to the database by selecting this button  Q: The ‘OK’ radio button is selected once technicians verify that the device has been ‘sniffed’ or is  broadcasting the proper vehicle ID  R: This radio button is selected if power for the device was achieved using a charge guard  S: This radio button is selected if power for the device was achieved by tapping into the fuse block  T: This check box is selected when the technician verifies the vehicle against UMTRI’s static module  (known as the ‘solar car’)  U: Any notes about the vehicle can be entered into this text box including which fuses the technician  tapped into  V: If a child seat was removed during installation, this check box is selected when a certified child seat  technician has properly installed it back into the vehicle  W: Selecting this button saves all above information into the UMTRI AACVTE database   

Page 128  Photos   Photos are used for recording any damage that occurred prior to installation and for reference if any  questions about antennas placement arise. The standard photos that are captured during an installation  include:  1. The front of the vehicle 2. The left‐side of the vehicle 3. The right‐side of the vehicle 4. The rear of the vehicle 5. The license plate of the vehicle 6. The fuse box with add‐a‐circuits of the vehicle (or OBD‐II port if using a charge guard) 7. The GNSS antenna installed 8. The first DSRC antenna installed 9. The second DSRC antenna installed 10. The speaker installed 11. The HMI display installed 12. The serial number of the OBU 13. The location of the device in the vehicle The model deployment removable configuration file is loaded onto the removable media that is part of  the OBU hardware. Tamper evident tape is placed over the removable media device to ensure that the  vehicle owner has not removed the device from the OBU (Figure 21).   Figure 21:  An example of tamper evident tape that is placed over the removable media on the OBU (source: UMTRI) 

  Page 129      Installation  The first rule of installation is do no harm.  Although there is some leeway for fleets, there is no  tolerance for people’s personal vehicles.  There cannot be any permanent modification to their vehicles  during the initial installation, during the normal operations, and upon removal of the equipment.  Vehicle Inspection and Preparation  Upon arrival, the participant’s vehicle is examined for existing damage, which is then documented, along  with any aftermarket equipment. Photographs are taken of any noteworthy preexisting  conditions.  Vehicle content is reviewed to confirm there are no reasons to exclude the vehicle from the  study, such as doors that do not open, aftermarket tint on rear windows, or poor paint condition that  could be worsened by installation.   Interior trim is removed if necessary to facilitate mounting of  components and routing of the wire harness. Technicians perform the following activities:  ● Photograph any vehicle damage or components in poor condition  ● Inform participants of any issues observed during visual examination (e.g., low tire  pressure, broken headlight, etc.)  ● Inform participants if the battery is in poor condition  ● Photograph aftermarket equipment  ● Remove personal effects which would interfere with installation or are fragile. They are  stored in a box to maintain their condition and placed back in the vehicle when  installation is complete  Antenna Installation  The following sections detail key antenna mounting requirements, based on the experience of SPMD  and AACVTE.  Lay participants  ● No permanent modification to the vehicle.  At the end of the study after equipment removal,  there should be no visible evidence remaining.  ● The equipment should survive one full year of normal vehicle operation, including Michigan  winter climate, weekly carwashes, vibration, extended travel at freeway speeds, dirt roads, etc.  ● There should be no exposed cable runs on either the interior or exterior of the vehicle to  prevent interference with driver’s usual operation.   ● All equipment should be mounted securely enough that it will not come loose in a crash and  pose a hazard to the driver or occupants.  Production‐style antennas which typically require a through hole in the roof are not an option for  participants’ vehicles.   In the case of an exterior mount, cable runs must be brought into the vehicle interior through a body  gap (such as at the leading edge of the trunk) and routed across a seal.   While it is recognized that low‐ loss cable such as RF‐195 is preferable for DSRC signals, such cable is typically too thick to pass through a  body gap and suffers significant performance degradation if pinched or kinked. Cable type for C‐V2X is  unknown but may face similar installation concerns.

Page 130  There are clearly tradeoffs between antenna mounting requirements for the personal vehicles used in  the model deployment and DSRC performance requirements. Following extensive testing of both the  DSRC and GNSS antenna functionality in various mounting schemes, two different antenna mounting  locations are utilized:  1. DSRC antennas will be installed in the passenger compartment of the vehicle.  In general, two different mounting positions will be utilized.  One position will be on the rear cargo shelf of sedans.  The second position will be on the rear glass of the vehicle, either on the back glass or the side glass of the vehicle. 2. GNSS antennas will be installed exterior to the vehicle.  In general, two different positions will be utilized.  The first will be on the trunk lid of sedans and the other will be on the roof near the rear hatch on SUVs. Fleet vehicles  For fleet trucks, the mounting requirements are not as stringent with respect to cable routing, but the  environmental requirements are similar, and permanent vehicle modifications may occur with fleet  approval. For bus fleets, Harada dual‐band (GNSS and DSRC) antennas were permanently mounted to  the fiberglass roof.   Antenna Selection  Several antenna vendors were selected for ASD/VAD installations for AACVTE. One vendor is supplying  DSRC shark fin antennas. Another is supplying glass‐mounted DSRC antennas. A third is supplying a GNSS  antenna (Figure 22).   A fourth is supplying an all‐in‐one solution (1 GNSS, 2 DSRC) antenna. Both DSRC  antennas are dual frequency antennas and are capable of supporting both DSRC and GPS frequency  bands.  It is expected that C‐V2X may have similar options.   For AACVTE, only the DSRC portion of these antennas are utilized.  The GNSS antenna is a separate and  external to the vehicle mounted antenna. On sedans, this is at the leading edge of the deck lid at the  vehicle centerline.  On SUV and crossover vehicles, it is mounted at the rear of the roof just ahead of the  hatch.   Protective film is applied to a cleaned area of the vehicle’s paint, and the antenna is adhered  with 3M VHB tape.  The cable is routed across the deck lid seal on sedans, and under the seal on  SUVs/crossovers, paying particular attention to any pinch points and incorporating a drip loop when  necessary.  DSRC antennas are mounted on the package shelf in sedans, and an interior glass mount unit  is used on vans and crossovers.   

  Page 131      Figure 22: Antenna Configuration   (from L to R: shark fin DSRC antenna, GNSS antenna, glass mount DSRC antenna, all‐in‐one antenna) (source: UMTRI)  All‐in‐One Antenna  The all‐in‐one antenna solution requires special installation when compared to the antenna supplied by  other vendors. The antenna comes in two parts: an external antenna that is adhered to the rear glass of  the vehicle and a coupler that is mounted on the interior glass. The external antenna measures roughly  18 inches and is equipped with a spring to give it bend if necessary. The antenna is secured to the  vehicle glass in two ways: 3M VHB in the center and Loctite 5590 two‐part adhesive on the top and  bottom (this adhesive has a relatively short cure time). Figure 23 shows the internal and external  antennas).    Figure 23: All‐in‐One Antenna (source: UMTRI)  Device Installation  The device installation will vary somewhat between light and heavy vehicles as documented in the  following sections.  The one common factor between the two is that the mating connector for the  device is the same across platforms. 

Page 132  Vehicle Power Connection  UMTRI has outsourced the manufacture of the custom wiring harnesses between the vehicle electrical  system and the ASD/VAD mating connector.  These wiring harnesses incorporate automotive style fuse  holders for both battery and ignition feeds and are covered with an automotive grade protective  jacket.   One potential connection to the vehicle power system is by utilizing an “add‐a‐circuit” device  (Figure 24 and Figure 25).  This device allows for the installation of a fused secondary circuit.  Figure 24: Add‐a‐Circuit Device (source: UMTRI)  Figure 25: “Add‐a‐Circuit” Installed in a Fuse Box (source: UMTRI)  When the harnesses and antenna cables are installed, they are secured to the vehicle with cable ties to  ensure there are no rattles introduced into the vehicle, and vibration will not shake them out of place. A  second method of supplying power to the VAD/ASD is to utilize the OBD‐II diagnostic port that is 

  Page 133      mandatory in all vehicles produced after mid‐model year 1996.  The OBD‐II connector has a 12V pin and  chassis ground which can be utilized to power the VAD.  Figure 26 shows the typical position of the OBD‐ II port in a passenger vehicle. This power source is constant and does not turn on and off with the  ignition switch.  In order to create a switched DC power source necessary for the proper operation of  VAD/ASDs, a device known as a charge guard is often utilized.      Figure 26: Typical OBD‐II Connection Location  Speaker and HMI Display Installation  Speakers are installed under the dash on the driver’s side of the vehicle, in such a way that the sound is  clearly audible.  The speaker is mounted with tie wraps and foam on the back to avoid rattles. Figure 19  shows a typical speaker installation.   Figure 19: Typical Speaker Installation Under the Dash (source: UMTRI)      

Page 134  To prevent discoloration and damage to the dash, HMI displays are mounted on the windshield on the  driver side near the A pillar. A custom piece of ABS plastic is cut to comply with the majority of  windshield angles. This piece is adhered to both the HMI display and windshield using 3M adhesive. To  insure proper adhesion to the windshield, the glass is sprayed with 3M Silane Glass Treatment AP115.  Figure 20 shows the custom cut piece of ABS. Figure 21 shows a typical installation of an HMI display on  a windshield.  Figure 20: Custom Piece of ABS Plastic for HMI Display Mounting Purposes (source: UMTRI)  Figure 21: Typical Mounting Configuration for an HMI Display (source: UMTRI)  Vehicle Mounting  There are multiple mounting locations possible for the ASD, which will vary depending on 1) antenna  location; 2) proximity to power tap locations; and 3) vehicle type.  For example, on crossover vehicles,  there is typically some space in front of the console underneath the dashboard.  On sedans with no  center console, the trunk might be a preferable location. The process of mounting the ASDs employs the  use of custom cut 1/8” thick ABS plastic. Next, 3M VHB tape is applied to both sides of the plastic. One  side adheres to the ASD device, the other side is mounted to a flat surface on the vehicle. Figure0  depicts the mounting plate and Figure 31 shows a possible mounting configuration of the ASD. 

  Page 135        Figure30: The ABS plastic used to mount ASDs in vehicles (source: UMTRI)    Figure 3122: A Possible Mounting Location for an ASD (source: UMTRI)  Verification  Each vehicle will go through a check‐out procedure to verify that the installation is complete and the  devices are functioning.  The final check‐out will depend on the actual installation designs that will be  developed.  In general terms the following activities will be performed:  ● Verify that the device powers up.  ● Verify that the device transmits.  A “sniffer” device is used.  This is a functional check that the  device is transmitting packets, not a performance test.   It does not validate operation at range.  ● Verify that the unique ID matches the configuration documentation. 

Page 136  ● Verify that the GPS coordinates are within tolerance by executing the test procedure developed for AACVTE69. ● Verify secure mounting. ● Device ● Antenna ● Wiring harness ● Speaker and display (ASD only) ● Confirm that all trim is in place and properly secured. Infrastructure Preparations and Deployment  The UMTRI team and City of Ann Arbor team have developed methodology to successfully stand up a  connected environment.  This methodology will be employed to equip the environment with C‐V2X  technology.  Infrastructure Readiness  Many activities must occur to ready the infrastructure for deployment.  First, site evaluations are  necessary to identify optimal locations (site distance, infrastructure communications provisioning,  IP4/IP6 core to field network viability, adequate power and cabinet space for equipment setup and  installations).  In this case, the existing locations must be confirmed to be acceptable for C‐V2X devices  and moved if inadequate.  Second, revise the site plans based on the site evaluations and development  of a comprehensive radio channel deployment design, as applicable.  The detailed site plans include the  following elements:   Description of the deployment geographic area (reference, up to 30 sites for the radio mode update/conversion devices within Ann Arbor).  RSU deployment overview – list of RSU location and type including the following data elements: o RSU number o Roadway (e.g. Plymouth) o Location description (e.g. 700 ft. West of Pointe Lane) o Owner (right of way) o Latitude/Longitude o Radio Type o Mounting Location and Mounting Type (e.g. mast arm in west corner) o Power Supply o Backhaul o Comments 69 Bogard, Scott, AACVTE Vehicle Verification Testing:  Constraints, Requirements, Equipment, Pass/Fail Criteria  and Test Protocol, April 1, 2017. 

  Page 137      Additional work activities will need to be undertaken to develop revised design network topology to  function with C‐V2X equipment, network and power/security requirements and design basis for over‐ the‐air updates of the equipped vehicle installations.    From prior work activities, the UMTRI team and the City of Ann Arbor has an initial network topology  that was developed to include communication network topology by site (including both center to field  and head‐end/back‐office functionality required) as part of prior contracts under Ann Arbor Connected  Vehicle Test Environment (AACVTE).  That baseline network topology (reference Figure ), including both  the necessary communications infrastructure and a significant investment in network and  communication security for the underlying infrastructure (including the upgrade and replacement of the  current head‐end router and firewall to support additional data load and transactions to secure the CV  infrastructure components from the City of Ann Arbor Enterprise network).    It is assumed that the C‐V2X/DSRC RSUs will leverage the network and communications infrastructure  that are deployed and utilized, currently in conjunction with the City of Ann Arbor and their high‐speed  fiber network for Traffic and ITS devices/Enterprise Network.  Figure 32:  AACVTE Network Topology     

Page 138  Third, the UMTRI team will perform the necessary steps to document Site Configurations, which include  conducting site investigations to evaluate field and cabinet conditions at the proposed RSU installation  locations.  Detailed surveys of each site will be completed, and include a general overview of the  roadway geometry, existing poles, cabinets and conduit runs.   An inventory form was initially developed during the Safety Pilot Model Deployment (SPMD) program  and will be leveraged for this project to capture specific information, such as proposed C‐V2X radio  mounting location, mounting type, existing traffic signal controller (including firmware version to  support both Signal Phase and Timing (SPaT)/Map broadcasts through the planned RSUs, conflict  monitor, Ethernet switches, power supply devices/availability (voltage and amperage), cabinet  configurations and other information, all with make, model, serial number and any firmware revisions.  As part of the overall work to document Site Configurations, work will need to be undertaken to assess  structures integrity and equipment optimal mounting per site and perform initial testing for Radio  Frequency Interference in the required bands to determine optimal site mounting locations and site  mounting options.  The new C‐V2X RSUs may have different mounting requirements than the current  DSRC RSUs deployed for the AACVTE program.  As part of this work an evaluation of the RSU design and  determine specific mounting requirements will be required.  Any mounting hardware required will also  be documented and provided as part of the procurement process and project costs.  Lastly, the UMTRI team will be required to apply for FCC licenses after site selection and unit mounting  locations are analyzed and identified.  Because the FCC has suggested they will be announcing a  modification to their licensing procedures in the wake of the recent release of the First R&O, we don’t  yet know what those new procedures might be (in theory we can assume experimental C‐V2X licenses  required by site).  Infrastructure Deployment  Once the equipment procurements are completed and delivered, work will need to be completed to  configure, test, and install the devices for each site in daily close coordination with the City of Ann Arbor  Signal Maintenance and IT stakeholders.  Additionally, the fiber and communication network may need  to be upgraded to support the new required level of safety and mobility applications with City IT prior to  site equipment installation.  Work will need to be completed to develop and test the changes necessary for the real‐time State of  Health Management and Monitoring application prior to field installation and testing to make sure  operationally the RSUs are stable and secured.  Also, work will need to be completed for development  and testing of the Configuration Management and Deployment application prior to field installation and  unit configurations to support performing the necessary work at scale and reduce the installation  complexity/risk with the new equipment.  Afterward, the RSUs will be configured to communicate on the City of Ann Arbor’s communication  network; send data back to appropriate/secure back‐office locations via dedicated IP6 service  endpoints; deployment, site verification, unit monitoring/management, data collection, and data  analysis.  The City of Ann Arbor will be responsible for decommissioning the existing units and then  replacing and hanging the new operational units.  This includes modifying the wiring harnesses and may 

Page 139  require purchase, installation, and updates for the existing the PoE or switches as needed for new units  that are proven functional for the new devices.    Each RSU must be configured specifically for the site where they will be deployed.  This takes on average  4 hours per RSU.  Once RSU configuration is completed, UMTRI will bench test the RSUs prior to hand‐ off to the City of Ann Arbor’s Signal Maintenance group.  The UMTRI team will work with the City of Ann  Arbor to be coordinate, schedule, manage, and perform daily with City of Ann Arbor Signal Maintenance  staff to complete the physical installation and connectivity of the new equipment.  After the physical installation is completed, work will need to be done for field verification and site  testing (message, device, integration, timing, Connected Intersection “validation”) in conjunction with  infrastructure equipment and equipped vehicle devices.  Once field verification is completed, work will  be required to develop web‐based management and monitoring for the RSUs that leverage the current  web‐based system and SNMPv3 tools used currently for the Ann Arbor Connected Vehicle Test  Environment and Operations Environment.