Bosch: Cum poate conectivitatea să facă traficul urban mai sigur şi mai eficient

Stuttgart, Germania - Transformarea digitală, dezvoltarea urbanizării şi a automatizării, precum şi nevoia de eficienţă energetică mai mare şi acţiuni împotriva schimbărilor climatice reprezintă provocări grele cu care se confruntă în prezent sectorul mobilităţii. În cadrul proiectului de cercetare LUKAS desfăşurat timp de trei ani, Bosch, InMach, IT-Designers, Mercedes-Benz, Nokia, Universitatea Ulm şi Universitatea din Duisburg-Essen cercetează modul de îmbunătăţire a eficienţei şi siguranţei traficului în viitoarele scenarii de trafic mixt în mediu de trafic urban. LUKAS reprezintă prescurtarea denumirii germane "Lokales Umfeldmodell fur das kooperative, automatisierte Fahren in komplexen Verkehrssituationen" (model de mediu local pentru conducerea automatizată în cooperare în situaţii de trafic complexe). În acest sens, joacă un rol cheie comunicarea fiabilă între participanţii la traficul automatizat şi neautomatizat, precum şi în cadrul infrastructurii. Proiectul a fost finanţat de Ministerul federal german al economiei şi acţiunii climatice (BMWK) cu 5,2 milioane de euro, ca parte a programului său de tehnologii noi pentru autovehicule şi sisteme.

Utilizarea datelor din mediul local pentru mai multă siguranţă şi eficienţă Pentru a spori eficienţa şi siguranţa traficului în viitoarele scenarii de trafic mixt din mediile de trafic urban, proiectul de cercetare LUKAS utilizează toate informaţiile disponibile în mediul local. Acestea includ, de exemplu, informaţii de la senzorii de infrastructură, autoturismele şi autovehiculele comerciale conectate şi dispozitivele mobile, cum ar fi smartphone-urile utilizate de pietoni

sau biciclişti. Acest concept oferă date anonimizate de la participanţii la trafic şi obiectele staţionare, inclusiv valori precum poziţia, mărimea şi, eventual, viteza de deplasare şi direcţia de mişcare. Informaţiile preprocesate de la senzori sunt transmise către un server edge, care este conectat direct la reţeaua 5G din apropierea intersecţiei şi oferă transmisie de date cu timpi de întârziere minimi.

Un algoritm de fuziune la nivelul serverului edge poate să creeze un model cuprinzător al împrejurimilor locale şi să îl folosească ca bază pentru a planifica manevrele pentru participanţii la traficul conectat. Informaţiile despre obiect din cadrul modelului de mediu al serverului sunt transmise utilizatorilor drumului. Acest lucru le extinde privirea de ansamblu, incluzând zone pe care nu le pot detecta singuri. "Serverul edge foloseşte, printre altele, metode de inteligenţă artificială (IA) pentru a calcula manevre în cooperare optimizate şi trimite apoi instrucţiuni participanţilor conectaţi. Această abordare face posibilă creşterea eficienţei energetice globale a scenariilor de trafic şi a siguranţei participanţilor la trafic, în special a celor care sunt vulnerabili", explică dr. Rudiger Walter Henn, managerul proiectului LUKAS în cadrul Bosch, liderul consorţiului.

Instalaţie pilot LUKAS în Ulm-Lehr

Pentru a efectua testele, care au avut loc într-o zonă publică din suburbia Ulm Lehr, consorţiul a folosit o instalaţie pilot susţinută de oraşul Ulm şi operată de Universitatea Ulm. Zona selectată include o intersecţie cu o stradă cu prioritate

care se opreşte şi o stradă laterală. Clădirile din zona respectivă ascund semnul de drum cu prioritate, ceea ce face ca această situaţie stradală să fie deosebit de interesantă pentru scenariile reale de trafic. "Această instalaţie ne oferă oportunităţi excelente de a folosi situaţiile reale de trafic pentru a testa abordările pe care le-am cercetat şi dezvoltat, astfel încât să putem trage foarte repede concluzii cu privire la caracterul lor adecvat pentru utilizare în practică", explică dr. Michael Buchholz, care conduce grupurile de cercetare Mobilitate electrică şi Conducere conectată/infrastructură conectată de la Institutul de măsură, control şi microtehnologie al Universităţii din Ulm şi este responsabil pentru instalaţia pilot.

Stâlpii de iluminat din vecinătatea intersecţiei sunt echipaţi cu senzori video, lidar şi radar pentru a detecta şi clasifica fluxul de trafic. Informaţiile despre obiecte sunt trimise către serverul edge printr-o reţea 5G de la partenerul Nokia. Din motive de protecţie a datelor, persoanele şi autovehiculele nu pot fi identificate. Serverul edge găzduieşte modelul de mediu global, mai multe variante evaluate de planificare a manevrelor în cooperare şi un modul de avertizare pentru pietoni şi biciclişti.

Conectivitatea face călătoriile mai sigure şi mai eficiente

Pentru a descrie cazuri de utilizare în cooperare în trafic mixt, Bosch, Mercedes Benz şi Universitatea Ulm introduc automobile conectate, parţial automatizate. InMach asigură un prototip conectat al unei măturători stradale. Aplicaţiile speciale pentru smartphone de la IT-Designers GmbH şi Nokia fac posibilă conectarea la serverul edge a pietonilor şi bicicliştilor. IT-Designers colectează date folosind o dronă video pentru a ajuta la simularea scenariilor de trafic, în timp ce Universitatea din Duisburg-Essen sprijină proiectul cu simulări ale fluxului de trafic.

Toate cazurile de utilizare testate au verificat avantajele abordării LUKAS în ceea ce priveşte mărirea eficienţei şi siguranţei traficului. Rezultatele simulării din algoritmii de planificare bazaţi pe inteligenţă artificială îi determină pe cercetători să se aştepte la o creştere semnificativă a fluxului de trafic. Studiile partenerului Mercedes-Benz arată o reducere semnificativă a consumului de carburant şi o scădere a timpului necesar pentru a trece prin intersecţie în comparaţie cu conducerea convenţională. Prin întârzierea traficului din sens opus, pentru a permite un comportament cooperant, participanţii care trec pe lângă autovehicule staţionare şi participanţii vulnerabili la trafic care traversează drumul sunt protejaţi în zonele obscure. Datorită noii tehnologii şi planificării de scenarii în cooperare, participanţii la trafic recunosc din timp ce strategie de conducere le va permite să se comporte în siguranţă şi eficient.

Datorită rezultatelor proiectului LUKAS, partenerii consorţiului au obţinut informaţii şi au dobândit experienţă cu privire la conducerea conectată, în cooperare, pentru a o încorpora în dezvoltarea de noi produse. Abordarea dezvoltată de LUKAS poate ajuta la sporirea siguranţei şi eficienţei conducerii automatizate în traficul mixt urban pentru toţi participanţii la trafic.