Умные дороги и перекрестки для умного транспорта

Дорогу самоуправляемым автомобилям

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в результате дорожно-транспортных аварий умирает более 1,25 млн человек. Дорожно-транспортные травмы являются основной причиной смерти молодых людей в возрасте 15–29 лет. Кроме того, ДТП обходятся большинству стран в 3% их валового внутреннего продукта. Согласно прогнозам, при отсутствии последовательных контрмер ДТП к 2030 г. станут седьмой по значимости причиной смерти.

Дорожно-транспортный травматизм можно предупреждать, считают эксперты ВОЗ. Правительствам необходимо принимать меры для обеспечения безопасности на дорогах, среди которых – проектирование более безопасной инфраструктуры.

Аналитики министерства транспорта США предположили, что страна могла бы ежегодно экономить $340 млрд от потерь в ВВП, вызванных дорожными авариями. Количество аварий при этом значительно сократилось. Например, в 2015 году в США треть аварий произошла из-за пьяных водителей, а каждое десятое – из-за невнимательности водителей. В итоге 25 тыс. человек погибли. В 2016 году в ДТП в США погибли 40 тыс. человек.

По прогнозам аналитиков, 5% мирового ВВП, или $5,6 трлн, позволят ежегодно экономить самоуправляемые автомобили при условии 100% распространения. Для осуществления этой цели необходимо превратить обычные дороги в сложные технические сооружения, подключить к ним объекты дорожной инфраструктуры, наладить общение между автомобилями. Это позволит искоренить пробки, устранить ДТП, оптимизировать парковочное пространство, повысить уровень городской безопасности и сделать передвижение доступным даже для инвалидов.

С помощью автономных систем управления машина не просто подсказывает водителю, какие маневры лучше совершить, а сама принимает решения, получая данные по системе V2V. Самоуправляемые автомобили смогут обходится без светофоров, дорожной разметки и полос движения. Все знаки будут представлять собой интегрированные в дорожную инфраструктуру подключенные устройства. Дороги для машин с автопилотом будут представлять собой сложные технические сооружения. Обмен данными между автомобилями позволит оптимизировать дорожные потоки и сократить время простоя в пробках.

Будущее умных перекрестков

Senseable City Lab в сотрудничестве со Швейцарским технологическим институтом и Итальянским национальным исследовательским советом разработали технологию, благодаря которой традиционные светофоры могут исчезнуть. Их заменят датчики в автомобилях и около пешеходных дорожек.

Транспорт, оснащенный датчиками, на перекрестках обменивается информацией с пешеходными дорожками и другими машинами, рассчитывается безопасное расстояние. Поэтому машинам не придется стоять в ожидании зеленого сигнала светофора. В плотных городских районах система учитывает потребности велосипедистов и пешеходов, чье пространство будет эффективно разграничено.

В марте 2016 года ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предлагают избавиться от светофоров. Исследователи готовят альтернативу этим устройствам. Сейчас ученые разрабатывают концепцию дорожной сети на основе временных слотов. Такой временной слот, как в авиации, выделяется каждому транспортному потоку. Обязательное условие для работы подобной «умной» магистрали заключается в том, что все автомобили в потоке должны быть «подключенными».

Благодаря сетевым технологиям, каждая машина получает от системы управления дорожной сети информацию о соблюдении необходимой скорости, с которой он приедет к назначенному перекрестку в забронированное для него время. Система управления синхронизирует данные с автомобилей в потоке, которые движутся в одном направлении, и поэтому безошибочно выделяет слоты для каждого участника движения.

Технологии, применяемые в авиации, по мнению ученых, позволят значительно снизить уровень травматизма на дорогах из-за человеческого фактора, сократить выбросы вредных веществ в атмосферу за счет сокращения времен простоя машин в пробках и т.д.

В октябре 2018 года компания Honda представила «Smart Intersection» — новую технологию связи для взаимодействия автомобиля с окружающей средой, призванную предотвратить большинство столкновений на перекрестках. Это одна из первых технологий типа V2X (vehicle-to-everything) для реальных дорожных условий.

Пилотный проект был разработан в сотрудничестве с властями города Мэрисвилль, которые озаботились тем, что 40% от всех аварий происходят именно на перекрестках, и в них погибают 20% всех жертв дорожно-транспортных происшествий в США. Технология «Smart Intersection» использует передовое программное обеспечение, которое связывается с системой камер посредством функций связи. Все это позволяет автомобилям «видеть» сквозь стены и здания в любых погодных условиях, чтобы идентифицировать угрозу потенциального столкновения и предупредить об этом водителя.

Четыре камеры, расположенные над светофорами по углам перекрестка, снимают изображение дороги с высоты, фиксируя транспортные средства и пешеходов на расстоянии до 100 метров. Софт для обработки изображения создает 360-градусную картину перекрестка со всеми движущимися объектами и передает ее всем автомобилям по коротковолновому сигналу.

Интеллектуальные системы бортового компьютера расшифровывают полученную информацию и при необходимости предупреждают водителей о возможных угрозах с помощью звуковых или визуальных сигналов, помогая тем самым избежать столкновения.

Умный перекресток в России: реалии и будущее

В России система «умный перекресток» в основном используется для того, чтобы выписывать штрафы водителям, нарушившим ПДД. Базовый элемент такой системы – камеры, распознающие номера автомобилей водителей-нарушителей.

Однако в последнее время перекрестки мегаполисов оборудуются интеллектуальными системами для регулирования дорожного движения. К примеру, в Москве активно внедряются умные светофоры, которые работают в адаптивном режиме. Такие регулировщики самостоятельно определяют вид приближающегося транспорта. Допустим, трамвай останавливается у перекрестка, а светофор определяет это и включает «красный свет» для автомобилей. Как только трамвай проезжает, снова загорается «зеленый свет» для автомобилистов.

«В Зеленограде стандартный светофор с поворотом налево раньше переключался на сигнал разворота порядка 400 раз за день. Мы подсчитали, машины делают порядка 22 разворота и пришли к выводу, что прямое движение – приоритетнее. Затем запрограммировали регулировщик таким образом, чтобы он включал «зеленый свет» в приоритете для тех, кто планирует совершить разворот. В результате нам удалось снизить количество включения светофоров в 20 раз и разгрузить этот узел», – рассказывал в интервью iot.ru Дмитрий Горшков, заместитель руководителя ЦОДД Москвы по контролю за использованием и развитием информационных систем и ресурсов/

По его словам, адаптивное управление движением реализовано и в Зеленограде, где технологии ориентированы на автомобилистов, и в Медведково, где регулировщики в первую очередь пропускают общественный транспорт Мосгортранса.