Η αυξανόμενη αστικοποίηση, η αυτοματοποίηση, η ψηφιακή μετάβαση, καθώς και η ανάγκη για μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση, με ταυτόχρονη προστασία του περιβάλλοντος, αποτελούν κρίσιμες προκλήσεις στον τομέα της κινητικότητας, οδηγώντας σε συνδυασμένες λύσεις.
Στο πλαίσιο του τριετούς ερευνητικού έργου “LUKAS” (Local Environment Model for Cooperative Automated Driving in Complex Traffic Situations), οι Bosch, InMach, IT-Designers, Mercedes-Benz, Nokia και τα πανεπιστήμια του Ulm και του Duisburg-Essen συνεργάζονται για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ασφάλειας των μετακινήσεων, σε περιοχές αστικής κυκλοφορίας. Όπως τονίζεται αρμοδίως, η αξιόπιστη επικοινωνία μεταξύ των χρηστών του δρόμου, αυτοματοποιημένων ή μη-, και των υποδομών διαδραματίζει βασικό ρόλο. Ζητούμενο, κατά περίπτωση, η αξιοποίηση των δεδομένων από το τοπικό περιβάλλον.
Συνδυασμός πολλών πληροφοριών
Προκειμένου να επιτευχθεί καλύτερη διαχείριση, ειδικά σε συνθήκες πυκνής κυκλοφορίας, το project χρησιμοποιεί όλες τις διαθέσιμες πληροφορίες, από αισθητήρες σε φανάρια, κολώνες κλπ., συνδεδεμένα αυτοκίνητα και επαγγελματικά οχήματα ή μαζικά μέσα μεταφοράς, αλλά και από κινητές συσκευές όπως smartphone πεζών ή αναβατών ποδηλάτων.
Συγκεντρώνονται, δηλαδή, ανώνυμα δεδομένα, προερχόμενα από χρήστες του δρόμου και σταθερά αντικείμενα. Περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, τη θέση, τις διαστάσεις των οχημάτων, πιθανώς την ταχύτητα και την κατεύθυνση. Οι προεπεξεργασμένες πληροφορίες αισθητήρων μεταβιβάζονται στον αποκαλούμενο «διακομιστή άκρων (edge)», ο οποίος συνδέεται απευθείας με το δίκτυο 5G κοντά πχ, σε μία διασταύρωση, επιτρέποντας τη μετάδοση δεδομένων με τους ελάχιστους χρόνους καθυστέρησης.
Ένας αλγόριθμος είναι σε θέση να δημιουργήσει ένα ολοκληρωμένο μοντέλο του τοπικού περιβάλλοντος και να σχεδιάσει ελιγμούς για τους δικτυωμένους χρήστες του δρόμου. Οι πληροφορίες από το μοντέλο περιβάλλοντος του διακομιστή ανατροφοδοτούνται στους χρήστες. Αυτό επεκτείνει την επισκόπηση για να συμπεριλάβει το σύστημα, περιοχές όπου οι χρήστες του δρόμου δεν μπορούν να κατανοήσουν οι ίδιοι άμεσα ποια είναι ανά πάσα στιγμή η κατάσταση. Ο διακομιστής χρησιμοποιεί μεθόδους τεχνητής νοημοσύνης για να υπολογίσει έναν βελτιστοποιημένο, «συνεργατικό» ελιγμό και στέλνει οδηγίες στους δικτυωμένους χρήστες των δρόμων.
«Με αυτήν την προσέγγιση είναι δυνατό να αυξηθεί η συνολική ενεργειακή απόδοση ενός κυκλοφοριακού σκηνικού και η ασφάλεια των ιδιαίτερα ευάλωτων χρηστών του δρόμου» εξηγεί ο Δρ. Rudiger-Walter Henn, συντονιστής του έργου «LUKAS» στην επικεφαλής της κοινοπραξίας Bosch.
Πιλοτικό πεδίο δοκιμών
Οι δοκιμές των ερευνητών πραγματοποιούνται σε δημόσιο χώρο. Για το σκοπό αυτό, η κοινοπραξία χρησιμοποιεί ένα πιλοτικό εργοστάσιο στην περιοχή Lehr που υποστηρίζεται από την πόλη του Ulm και λειτουργει από το Πανεπιστήμιο του Ulm. Πρόκειται για διασταύρωση με δεξιά στροφή και συνδεόμενο παράδρομο. Λόγω της ιδιαιτερότητας του σημείου, δεν υπάρχει ορατότητα του δρόμου προτεραιότητας, γεγονός που καθιστά αυτή την οδική κατάσταση ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα σε συνθήκες πραγματικής κυκλοφορίας. «Αυτό το σύστημα μας προσέφερε εξαιρετικές ευκαιρίες να δοκιμάσουμε τις προσεγγίσεις που ερευνήθηκαν και αναπτύχθηκαν απευθείας, ρεαλιστικά και, έτσι πολύ γρήγορα να κάνουμε μία δήλωση σχετικά με την πρακτική καταλληλότητά τους», εξηγεί ο Priv.-Doz. Dr.-Ing. Michael Buchholz, επικεφαλής και λέκτορας των ερευνητικών ομάδων ηλεκτροκίνησης και συνδεδεμένης οδήγησης/συνδεδεμένων υποδομών στο Institute for Measurement.
Στην περιοχή της διασταύρωσης, οι στύλοι των φαναριών είναι εξοπλισμένοι με αισθητήρες βίντεο, lidar και ραντάρ για τον εντοπισμό και την καταγραφή της τρέχουσας κυκλοφορίας. Οι πληροφορίες για αντικείμενα, άτομα και οχήματα δεν μπορούν να αναγνωριστούν/δημοσιοποιηθούν για λόγους προστασίας δεδομένων, αλλά αποστέλλονται στον διακομιστή μέσω ενός δικτύου 5G από τη συνεργαζόμενη Nokia, που διαθέτει ένα παγκόσμιο μοντέλο περιβάλλοντος, με μελετημένες παραλλαγές του συνδυασμένου σχεδιασμού ελιγμών και μία σειρά προειδοποιήσεων για πεζούς και ποδηλάτες.
Για να επιδείξουν περιπτώσεις κοινής διασύνδεσης σε μικτή κυκλοφορία, η Bosch, η Mercedes-Benz και το Πανεπιστήμιο του Ulm εισάγουν δικτυωμένα και εν μέρει αυτοματοποιημένα αυτοκίνητα. Το InMach παρουσιάζει ένα δικτυωμένο πρωτότυπο. Ειδικές εφαρμογές smartphone από την IT-Designers GmbH και τη Nokia επιτρέπουν στους πεζούς και τους ποδηλάτες να συνδέονται στον διακομιστή edge. Για να παρέχει προσομοιωτική υποστήριξη των συνθηκών της κυκλοφορίας, το IT-Designers συλλέγει δεδομένα με ένα βίντεο drone. Το Πανεπιστήμιο του Duisburg-Essen υποστηρίζει, με τη σειρά του, το έργο με προσομοιώσεις της ροής της κυκλοφορίας. Τα οφέλη της προσέγγισης LUKAS όσον αφορά την αύξηση της αποδοτικότητας και της ασφάλειας της κυκλοφορίας επαληθεύτηκαν, ως τώρα, σε όλες τις δοκιμασμένες περιπτώσεις χρήσης. Τα προσομοιωτικά αποτελέσματα από αλγόριθμους σχεδιασμού που βασίζονται σε τεχνητή νοημοσύνη υποδηλώνουν σημαντική αύξηση της ροής της κυκλοφορίας. Μελέτες της συνεργαζόμενης Mercedes-Benz δείχνουν σημαντική μείωση της κατανάλωσης και μείωση του χρόνου ταξιδιού στις διασταυρώσεις, σε σύγκριση με τις συμβατικές διαδρομές.
Σημαντικό: Η οδήγηση δίπλα σε ακινητοποιημένα οχήματα και η διέλευση του δρόμου από ευάλωτους χρήστες είναι ασφαλής σε ασαφείς περιοχές καθυστερώντας την αντίθετη κυκλοφορία για να ενθαρρύνεται η ομοιογενής συμπεριφορά. Χάρη στη νέα τεχνολογία και τον συνδυασμένο σχεδιασμό σκηνής, οι χρήστες του δρόμου αναγνωρίζουν εγκαίρως τι συμβαίνει και προσέχουν περισσότερο, ενώ νιώθουν πιο ασφαλείς.
Η προσέγγιση που αναπτύχθηκε από την Bosch και τους άλλους συνεργαζόμενους φορείς, εκτιμάται πως μπορεί να βοηθήσει στο να γίνει η αυτοματοποιημένη οδήγηση σε μεικτές συνθήκες αστικής κυκλοφορίας πιο επωφελής και ακίνδυνη για όλους τους χρήστες των δρόμων.
Με τα αποτελέσματα του project LUKAS, οι εταίροι της κοινοπραξίας μπόρεσαν, ήδη, να αποκτήσουν διορατική εμπειρία σχετικά με τη δικτυωμένη, συνδυασμένη οδήγηση και να την ενσωματώσουν στην ανάπτυξη των νέων προϊόντων.
