10 составляющих умной автодороги (Часть 1)

По данным ГИБДД за 2008 год смертность в ДТП снизилась на 10,1%. Однако, число погибших всё ещё пугает – около 29 936 человек. Умные дороги могут помочь снизить эту страшную статистику.

"И теперь мы видим увеличенную секцию экспресс автострады 1960-ого года, - вещал диктор General Motors на Футурама 1939 года.  – По ней автомобили двигаются с неизменной скоростью. Безопасное расстояние между автомобилями поддерживается автоматически с помощью радиоуправления. Система также помогает водителю удерживать свой автомобиль в пределах полосы. Лейтмотив этой автострады: безопасность. Безопасность с увеличенной скоростью".

60ые годы прошли без особого прогресса к Миру Будущего и его поразительным шоссе. Однако это не помешало General Motors на всемирной ярмарке 1964 года создать экспозицию Футурама II. На сей раз, компания утверждала, что в ближайшем будущем мы все будем путешествовать в автомобилях, управляемых компьютерами, что устранит человеческий фактор, и будет доставлять нас к пункту назначения за рекордное время.

Спустя семьдесят лет после первой экспозиции мы все еще ждем появления этих удивительных умных шоссе. Вы не поверите, однако некоторые из элементов, необходимых, чтобы принести мечту в реальность уже существуют. Несколько американских шоссе и дорог применяют высокие технологии, чтобы помочь движению течь гладко и улучшить безопасность на дороге.

Итак, вот компоненты необходимые для постройки умной дороги:

1. Датчики

Что бы шоссе было умным, оно должно уметь обнаруживать и отслеживать дорожные условия. Некоторые системы умных шоссе используют датчики, установленные вдоль сторон шоссе. Такие системы могут включать в себя широкий диапазон инструментов, от сверхзвуковых дальномеров и приборов радиочастотной идентификации до видеосенсоров и радарных систем.

Николас Папаниколопоулос (Nikolaos P. Papanikolopoulos) из Стэнфордского университета разработал концепцию "визуального отслеживания для систем умного шоссе". В нём объясняется, что структура визуальных сенсоров "обеспечивает гибкость, необходимую, чтобы работать в динамических условиях, когда  неизвестны многие экологические и связанные с целью факторы и возможны в будущем изменения". Автор также указывает на то, что по сравнению с другими датчиками у визуальных сенсоров имеется "способность предоставить разнообразную информацию об относительно больших областях".

Другой способ состоит в том, чтобы внедрять датчики в дорожное полотно. Оптоволоконные датчики могут контролировать дорожные условия и уведомлять инженеров-строителей, если возникла проблема. Датчики проводимости могут проверять напряженные опорные элементы под полотном дороги на предмет коррозии.

Инженеры - строители уже давно включают датчики в полотно дороги и шоссе. Самым распространённым датчиком является индукционный детектор. Этот детектор представляет собой простую петлю провода, вделанную в дорожное полотно. Провод соединяется с пультом управления. Всякий раз, когда автомобиль останавливается или проезжает по секции с вмонтированной петлёй, датчик посылают сигнал на пульт управления. Некоторые перекрёстки оборудованы индукционными датчиками для регулирования переключением сигналов светофора. Если встроить множество датчиков по всей длине дороги, то можно отслеживать скорость движения.

У индукционных датчиков есть несколько существенных недостатков. Их сложно устанавливать, а плохая установка может привести к ложным срабатываниям. Их обслуживание дорого, они очень уязвимы при проведении дорожных работ. Другие встраиваемые датчики, такие как волоконно-оптические датчики, имеют схожие недостатки.

2. Системы видеонаблюдения

Автоматизированные датчики крайне важны для работы умных шоссе, однако все мы знаем, что технология никогда не является стопроцентно надежной. Именно поэтому многие системы умных шоссе соединяют систему видео камер с сетью датчиков. Если датчики указывают на проблему на дороге, такую как остановившееся транспортное средство или автокатастрофу, человеческие операторы могут использовать камеры для получения визуального подтверждения.

Как только внештатная ситуация подтверждена, операторы могут скоординировать с системой умного шоссе объезд и сообщить водителям альтернативные маршруты. Операторы также могут работать вместе со спасательными командами, уменьшая задержку между инцидентом и ответом на него.

Некоторые системы умного шоссе связывают видеокамеры с интернетом, позволяя автомобилистам просматривать дорожное движение в режиме реального времени. Если на шоссе имеется большая пробка, водитель может успеть выбрать запасной маршрут. Это также помогает воспрепятствовать увеличению существующей пробки.

Однако не все являются поклонниками камер. Многие организации считают что установка камер может привести к вторжению в личную жизнь. Соблюдение равновесия между неприкосновенностью частной жизни и безопасностью и эффективностью шоссе продолжает оставаться большой проблемой.

3. Оптоволоконная инфраструктура

Умные шоссе нуждаются в быстром и надежном способе передачи данных с датчиков на компьютеры и другие компоненты системы, такие как электронные дорожные знаки. В то время как некоторые проекты исследовали возможность использования кабелей и беспроводных решений, большинство исследователей склоняются к использованию оптоволоконной среды для передачи данных.

Оптоволоконные линии переносят данные в виде света. Передача данных по ним невероятно быстра и надежна. Информация может отправляться в режиме реального времени, давая операторам и автомобилистам наиболее точную и актуальную информацию.

В отличие от традиционных кабелей или беспроводных систем, оптоволоконные линии не подвержены воздействию электромагнитного поля. Также оптоволоконные коммуникации безопаснее, чем другие методы – очень важное свойство, когда имеешь дело с потенциальной целью для террористов.

У оптических волокном линий есть несколько неудобств. Они дороже варианта с медным кабелем. Они не могут переносить электроэнергию, что означает, что их нельзя соединить с другими кабелями. Однако преимущества волоконной оптики перевешивают все её недостатки.

4. Компьютерный информационный центр

Данные, собранные с датчиков, перемещаются в один или несколько вычислительных центров. Работа вычислительного центра - собрать и проанализировать информацию от датчиков и отослать обработанные данные автомобилистам. Этот процесс может быть автоматическим или полуавтоматическим. Полуавтоматические системы для проверки информации и настройки отправляемой информации, чтобы дать автомобилистам самые точные данные, полагаются на человеческих операторов.

Несколько систем умного шоссе экспериментируют с мощными компьютерами, которые не просто анализируют транспортные образцы, но предсказывают их. Эти компьютеры управляют сложными алгоритмами для предсказания изменения транспортных условий. Водители могут проверить транспортные условия и предсказания прежде, чем выбрать маршрут.

Умная система шоссе будет нуждаться в сильном компьютерном информационном центре, который может не только проанализировать транспортные данные, но и предсказать их. Однако прогнозирование будущих транспортных потоков является хитрым делом. Если бы движение зависело, только от скорости автомобилей, то это было бы легко. Однако движение также зависит и от того, как люди ведут себя, а человечество известно своей иррациональностью.

Компьютеры также контролируют стабильность и здоровье инфраструктуры умного шоссе. С правильными датчиками вычислительный центр может обнаружить, когда дороги, мосты и туннели потребуют обслуживания прежде, чем возникшая проблема будет визуально обнаружена инспекторами. Потенциально, эти системы могут позволить инженерам - строителям обращаться к проблемам, пока они еще незначительны и устранение стоит не много.

2. Электронные знаки

Получение водителем данных остается большой проблемой для систем умного шоссе. Самая общая модель распределения информации полагается на электронные знаки. Знаки могут давать водителям информацию в реальном времени, подготавливая их к прохождению трудного места заранее. Многие знаки содержат датчики, которые контролируют погодные условия и освещённость, а так же непосредственнее состояние знака.

Самый большой недостаток электронных знаков состоит в том, что они неподвижны. Если условия изменяются на шоссе, а водитель находится между знаками, то знаки не помогут ему. Другой недостаток состоит в том, что хакеры могут изменять электронные знаки, чтобы те показывали их информацию.

Такой взлом имел место в феврале 2009 года, когда хакеры взломали два дорожных знака в Остине, Техас. Они изменили сообщение о дорожных работах на предупреждение о нападении зомби. Несмотря на то, что некоторые люди считают, что эта шутка забавна, большинство указывают, что это преступление, которое потенциально могло подвергнуть опасности жизни водителей и дорожных рабочих.

Знаки в Остине не являлись частью системы умного шоссе, это были автономные устройства, каждый со своим собственным внутренним компьютером. Чтобы взломать каждый знак, преступники должны были срезать замок, получить доступ к внутреннему компьютеру и подобрать пароль. Дорожные знаки умного шоссе, сложнее взломать, так как они являются частью большой компьютерной сети. Система, вероятно, обнаружит любую попытку изменить сообщение знаков.

------------

Если ваш автомобиль попал в ДТП, то врядли вы сможете его продать по хорошей цене. Это так, но это будет выкуп битых авто сергиев посад, вы можете неплохо на этом получить. Выкупим ваш автомобиль по выгодной цене.