W tym wpisie na blogu przyjrzymy się koncepcji, podstawowym technologiom i oczekiwanym korzyściom płynącym z inteligentnej autostrady — najnowocześniejszej drogi niedalekiej przyszłości.

Przegląd inteligentnej autostrady

W dzisiejszych czasach słowo „smart” (inteligentny) jest przypisywane wielu rzeczom wokół nas. Tak jak urządzenia połączone z komputerami – od smartfonów po inteligentne telewizory i inteligentne urządzenia AGD – odmieniły nasze życie, tak w sektorze transportu nieustannie podejmowane są wysiłki mające na celu stworzenie wygodnego i bezpiecznego środowiska mobilności poprzez połączenie dróg, pojazdów i komunikacji za pomocą Inteligentnych Systemów Transportowych (ITS). Systemy nawigacyjne, systemy opłat za autostrady, zautomatyzowane systemy egzekwowania przepisów i systemy informacji autobusowej są już głęboko zakorzenione w naszym codziennym życiu, a doniesienia o rozwoju futurystycznych środków transportu, takich jak drony i pojazdy autonomiczne, wciąż się pojawiają. Jednak pełna komercjalizacja pojazdów autonomicznych wymaga nie tylko technologii motoryzacyjnej, ale także wsparcia dróg, infrastruktury i reform instytucjonalnych, co utrudnia ich powszechne wdrożenie w najbliższej przyszłości.
Z kolei „inteligentne autostrady” zyskują na popularności jako bardziej realistyczna forma zaawansowanego transportu w niedalekiej przyszłości. Inteligentna autostrada to droga, która integruje technologie w celu znacznego zwiększenia bezpieczeństwa i wygody na drogach ekspresowych; ma ona ogromne znaczenie jako fundament dla wspierania przyszłych funkcji, takich jak konwój (platooning) dla pojazdów autonomicznych. Eksploatacja pilotażowa jest już z powodzeniem prowadzona od ponad roku na niektórych odcinkach, a wraz z rozwojem większości kluczowych technologii, komercjalizacja jest tuż za rogiem.

Technologie drogowe i oparte na pojazdach

Po pierwsze, technologia znaków nawigacyjnych skupiających światło zapewnia ponad dwukrotnie lepszą widoczność niż znaki konwencjonalne w miejscach, gdzie światło jest rozproszone, na przykład w nocy lub we mgle. Celem jest poprawa luminancji samych znaków i metody skupiającej światło, aby skrócić czas, jaki kierowcy poświęcają na przetwarzanie informacji, a tym samym poprawić bezpieczeństwo jazdy.
Po drugie, aktywne urządzenie rozpraszające mgłę automatycznie mierzy odległość do mgły i wykorzystuje suche powietrze do jej rozproszenia. Zainstalowanie tego urządzenia w obszarach narażonych na mgłę może zapobiec wypadkom spowodowanym słabą widocznością. Zostało ono zaprojektowane tak, aby działać skutecznie tylko w niezbędnych miejscach, łącząc pomiar odległości z systemem wtrysku powietrza.
Po trzecie, system zapobiegania zjeżdżaniu z pasa ruchu wykorzystuje DGPS (Differential GPS), zaawansowaną technologię pozycjonowania, aby precyzyjnie określić lokalizację pojazdu. W przypadku wykrycia zjazdu z pasa ruchu, system ostrzega kierowcę, a nawet może być połączony z funkcją, która komunikuje się z pojazdem, aby automatycznie sprowadzić go z powrotem na pas. Ponieważ system działa w oparciu o GPS, może działać stosunkowo stabilnie nawet w niesprzyjających warunkach pogodowych w porównaniu z obecnymi urządzeniami samochodowymi.

Zaawansowane technologie informatyczne i komunikacyjne

WAVE, dedykowany standard komunikacji drogowej, jest kluczowy dla infrastruktury komunikacyjnej inteligentnych autostrad. Komunikacja WAVE jest zoptymalizowana pod kątem jazdy z dużą prędkością i zaprojektowana do przesyłania danych z opóźnieniem poniżej 100 milisekund, nawet dla pojazdów poruszających się z prędkością przekraczającą 200 km/h. Doskonale sprawdza się również w komunikacji jeden do wielu i wielu do wielu, umożliwiając różnorodne zastosowania, takie jak wymiana informacji między pojazdami, integracja z infrastrukturą drogową i autonomiczne konwoje. Jednak pełnej komercjalizacji można oczekiwać dopiero po wdrożeniu sprzętu komunikacyjnego i poprawie rozdzielczości danych o lokalizacji.
System Automatycznego Wykrywania Sytuacji Kryzysowych, znany również jako „Smart Eye”, łączy w sobie wydajne kamery, automatycznie śledzący monitoring CCTV oraz radar, aby wykrywać sytuacje awaryjne – takie jak wypadki, spadające przedmioty, jazdę pod prąd i przechodzenie pieszych – w ciągu 30 sekund z dokładnością około 30 cm. Po wykryciu sytuacji kamera automatycznie powiększa obraz, aby umożliwić personelowi natychmiastową reakcję. Obecnie na autostradach nieoczekiwane sytuacje są często obsługiwane przez operatorów ręcznie monitorujących nagrania z monitoringu CCTV lub polegających na zgłoszeniach od mieszkańców; dlatego system automatycznego wykrywania jest niezwykle skuteczny w szybkim reagowaniu na te sytuacje – będące główną przyczyną korków – i ograniczaniu liczby wypadków wtórnych.
Radar wykrywający stan dróg to urządzenie, które w czasie rzeczywistym wykrywa warunki drogowe – takie jak warstwa wody, lód czy leżące przedmioty – i przesyła do pojazdów informacje o zagrożeniach. W połączeniu z systemem Smart Eye, radar może identyfikować zagrożenia i ostrzegać o nich na wczesnym etapie, nawet w warunkach słabej lub ograniczonej widoczności, zwiększając tym samym bezpieczeństwo jazdy.
Wielopasmowy system poboru opłat bez zatrzymywania się jest rozwinięciem obecnej koncepcji Hi-Pass, wykorzystującej urządzenia szeroko rozlokowane na wielu pasach ruchu do pobierania opłat bez konieczności zwalniania pojazdów. System ten może znacząco zmniejszyć wąskie gardła i korki spowodowane tradycyjnymi punktami poboru opłat, przyczyniając się do efektywnego wykorzystania przepustowości dróg.

Skutki i perspektywy

Omówione powyżej technologie Smart Highway tworzą bardziej komfortowe i bezpieczniejsze środowisko jazdy na autostradach i mogą przyczynić się do pewnego stopnia zmniejszenia korków. Co najważniejsze, poprawiają bezpieczeństwo poprzez redukcję liczby wypadków drogowych. Badania i testy mające na celu zapobieganie wypadkom i reagowanie na nie poprzez komunikację między pojazdami i między pojazdami a infrastrukturą są prowadzone w Japonii, Stanach Zjednoczonych i Europie. Oczekuje się, że komercjalizacja tych rozwiązań znacząco zmniejszy liczbę ofiar śmiertelnych i rannych.
W oparciu o kompleksową analizę wyników testów i prognoz na przyszłość, oczekuje się, że wprowadzenie inteligentnych autostrad zmniejszy liczbę ofiar śmiertelnych o kilkadziesiąt procent, a także znacząco zmniejszy liczbę ofiar śmiertelnych. Jeśli system zostanie wprowadzony na drogi publiczne i okaże się skuteczny, rozszerzenie go na drogi miejskie ma potencjał, aby zapobiec jeszcze większej liczbie wypadków; jednak wdrożenie i eksploatacja będą trudniejsze ze względu na różne zmienne, takie jak zróżnicowanie infrastruktury drogowej oraz proporcje pieszych i pojazdów jednośladowych.
Ostatecznie inteligentne autostrady stanowią krok pośredni w kierunku w pełni autonomicznego społeczeństwa samochodowego oraz sposób na natychmiastową poprawę bezpieczeństwa i efektywności w realnym świecie. Chociaż nadal istnieją wyzwania techniczne i instytucjonalne, jeśli wysiłki na rzecz organicznego połączenia dróg, pojazdów i systemów komunikacyjnych będą kontynuowane, w niedalekiej przyszłości będziemy mogli cieszyć się bezpieczniejszym i wygodniejszym środowiskiem jazdy po autostradach.