10 составляющих умной автодороги (Часть 2)

6. Система слежения GPS

Одной из многообещающих технологий для создания умного шоссе является GPS. Эта система слежения требует, чтобы в автомобилях было установлено два устройства: приемник GPS и устройство, которые может отсылать данные в компьютерный центр. Многие смартфоны имеют приемники GPS, а некоторые приемники GPS имеют передатчик WiFi.

Устройства GPS могут работать вместе с другими устройствами умного шоссе, отображая то, как быстро идёт движение, и в зависимости от этого перерасчитывают маршрут.

Оба устройства необходимы, так как приемники GPS умеют только принимать сигналы со спутников. Такой приемник принимает сигналы многочисленных спутников, сравнивает метку времени этих сигналах со своими внутренними часами и затем, основываясь на этой информации, вычисляет положение приёмника. Для передачи информации назад на спутник, приемнику потребовался бы мощный источник энергии и передающая антенна.

Именно здесь необходимы передатчики GSM или WiFi. Эти устройства могут передавать с помощью радиосигналов информацию о своём местонахождении в центр обработки информации. Компьютеры центра могут использовать эти данные, чтобы контролировать, как быстро происходит движение на дороге. Один недостаток этой системы состоит в том, что для создания точных транспортных карт она полагается на участие водителей. Чем больше водителей имеют эту систему, тем более точны транспортные данные. Но если всего несколько водителей имеют такие устройства, то покрытие будет недостаточным.

Данные от приемников GPS могут также быть полезными в случае чрезвычайной ситуации. Устройство может передавать свои координаты спасательным бригадам. Мы Такая функциональность уже имеется в системе автомобильной спутниковой связи OnStar.

7. Электронные турникеты

Многие шоссе страдают от дорожных пробок, особенно во время часов пик. Лондон, Осло и Стокгольм ввели налог на автомобильные пробки, пошлину за использование определенных дорог во время часов пик. Цель заключается не в том, чтобы наказать жителей пригородной зоны, а в том, что бы поощрить использование общественного транспорта, совместную эксплуатацию автомобилей и планирование времени, чтобы облегчить возникающие пробки. Другая выгода заключается в том, что деньги собранные с помощью этого налога, идут на дорожный ремонт и экологические программы.

В 2006 году корпорация IBM совместно с властями Стокгольма начала проект по созданию системы автоматических турникетов. Созданная система представляет собой комбинацию из лазеров, камер и датчиков. Лазеры обнаруживают автомобили, проезжающие через пункты оплаты, и включают камеры. Камеры снимают автомобиль, получая информацию о регистрационном номере. Если водитель установил устройство радиочастотной идентификации (RFID), то система может сразу опознать водителя и автоматически вычесть стоимость проезда со счёта водителя.

Если у водителя нет такого устройства, то система использует фотографии номерных знаков, для того чтобы сопоставить автомобиль с соответствующим водителем. Потом по почте посылается счёт. Доступен целый ряд вариантов оплаты, от платежа наличными в банке до платежа через интернет.

Каковы результаты Стокгольмской программы? К концу испытаний системы транспортный поток снизился на 25 процентов. Выбросы парниковых газов снизились на 40 процентов. Власти Стокгольма провели референдум по поводу введения этой системы. Большинство проголосовали за неё.

8. Системы специализированной связи на коротких расстояниях

Когда мы говорим об умных шоссе, то возникнет вопрос – а как машины и дорожные сенсоры общаются друг с другом? Если транспортный поток идёт гладко, без пробок, то автомобили двигаются довольно быстро. Это значит, что нам нужен коммуникационный протокол для быстрой передачи данных на значительное расстояние.

Для этого можно применить специализированный протокол для связи на коротких расстояниях – DSRC (Dedicated Short Range Communications).

Этот протокол комбинирует RFID и беспроводные технологии, позволяя транспортным средствам посылать данные на дорожные датчики и другие автомобили и получать от них ответ. Оборудование DSRC дорожных датчиков будет передавать на транспортные средства такую информацию как метеоусловия и состояние транспортного потока.

Оно также может передавать предупреждения между автомобилями, когда изменяются некоторые условия. Если один автомобиль внезапно затормозит, устройство DSRC может послать предупреждающую информацию на другие автомобили. В результате автомобили могут предупредить водителей и уменьшить риск ДТП. Сигнал может даже включить автоматическую тормозную систему.

В настоящее время, технология DSRC в основном используется в электронных пропускных пунктах. Однако вскоре мы обязательно увидим расширение области применения этого протокола.

9. Автомобильные технологии

Чтобы достигнуть будущего предсказанного General Motors в 1939 году, наши транспортные средства должны будут стать цифровыми устройствами. Внешние источники отслеживания и датчики могут создать точные транспортные карты и информацию о ситуации на дороге, однако они не сильно помогают водителям, оказавшимися в опасной ситуации.

У умных автомобилей будущего будет специальная технология для обнаружения бабушек переходящих дороги и других "неприятных факторов".

К счастью, сегодня разработчики автоматизировали почти все области от систем парковки и удержания полосы до датчиков предупреждения столкновения. Новые технологии делают автомобили всё более умными. Сейчас автоматизация является очень важной темой, так как эти системы не отвлекают водителей от дороги. Гигантские дорожные знаки, высвечивающие советы, и приемники GPS, показывающие маршруты, удобны, однако они сильно отвлекают водителя. (Мы даже не упоминаем сложные звуковые системы, телевидение и DVD плееры).

В конечном счете, автомобильные датчики могут привести к автоматизированному вождению. На автоматизированном шоссе вы могли бездельничать и позволить своему автомобилю доставить вас в нужную точку. Автоматизированные автомобили могут двигаться безопасно. Каждый автомобиль соединялся бы с системой умного шоссе и реагировал бы в режиме реального времени на любые изменения окружающей среды.

Конечно, такое видение будущего потребовало бы, чтобы водители оставили контроль над своими транспортными средствами. И если что-то пойдёт криво в системе, то это произойдёт в очень крупном масштабе. Вспомните, как вы чувствовали себя, когда ваш компьютер зависал – а теперь представьте зависание гигантского шоссе. Также это потребовало бы, чтобы все модернизировали свои автомобили. Иначе, у нас была бы смесь умных автомобилей и немых, т.е. не работающая система.

Несмотря на то, что датчики против столкновения всё больше распространяются, необходимо ещё создать системы для обнаружения пешеходов.

10. Деньги и время

Умные шоссе не дешевы. Постройка умного шоссе может стоить миллиарды долларов, а последующее обслуживание создает непрерывную потребность в большом количестве денег. В зависимости от системы могут потребоваться годы, чтобы установить и активизировать все элементы. Вероятно, что к тому времени, когда система будет готова к старту, некоторые её компоненты сильно устареют.

Возьмем, к примеру, большой бостонский тоннель, проект, на реализацию которого ушло больше 20 лет. Цель проекта состояла в том, чтобы построить подземную автодорогу с десятью полосами движения под одним из главных городов Америки, не нарушая при этом напряженный ритм города. В этот туннель для предотвращения пробок были встроены умные технологии. Это был особенно сложный проект, строители столкнулись с множеством неудач и проблем, и структурных, и юридических – перерасход средств составил миллиарды долларов.

Другая большая проблема технологий умного шоссе - совместимость. Многие проекты являются чисто региональными, и они, скорее всего не взаимодействуют с другими системами. Что же произойдёт, когда одна система расширится на территорию другой? Будут ли обе системы работать параллельно? Найдут ли инженера способ соединить эти системы? Вообразите этот процесс, в такой большой стране как США или России, где могут возникнуть множество различных несовместимых систем. Решение той проблемы будет стоить много денег.

Такие системы как система слежения GPS стоят не очень дорого, однако они в большой степени полагаются на водителя. Если в программе нет достаточного числа участников, то она не может собрать данные для создания точной картины того, что происходит в реальности. Такие системы могли бы потребовать применения методов по стимуляции водителей.

Даже принимая во внимание такие факторы как стоимость и время реализации, умные дороги очень выгодны. Правильно построенные они могут снизить количество пробок, увеличить безопасность движения и уменьшить воздействие на окружающую среду.

Надеемся на то, что будущее, предсказанное компанией General Motors, не за горами.