Transformarea digitală, dezvoltarea urbanizării și a automatizării, precum și nevoia de eficiență energetică mai mare și acțiuni împotriva schimbărilor climatice reprezintă provocări grele cu care se confruntă în prezent sectorul mobilității. În cadrul proiectului de cercetare LUKAS desfășurat timp de trei ani, Bosch, InMach, IT-Designers, Mercedes-Benz, Nokia, Universitatea Ulm și Universitatea din Duisburg-Essen cercetează modul de îmbunătățire a eficienței și siguranței traficului în viitoarele scenarii de trafic mixt în mediu de trafic urban. LUKAS reprezintă prescurtarea denumirii germane „Lokales Umfeldmodell für das kooperative, automatisierte Fahren in komplexen Verkehrssituationen” (model de mediu local pentru conducerea automatizată în cooperare în situații de trafic complexe). În acest sens, joacă un rol cheie comunicarea fiabilă între participanții la traficul automatizat și neautomatizat, precum și în cadrul infrastructurii. Proiectul a fost finanțat de Ministerul federal german al economiei și acțiunii climatice (BMWK) cu 5,2 milioane de euro, ca parte a programului său de tehnologii noi pentru autovehicule și sisteme.
Utilizarea datelor din mediul local pentru mai multă siguranță și eficiență
Pentru a spori eficiența și siguranța traficului în viitoarele scenarii de trafic mixt din mediile de trafic urban, proiectul de cercetare LUKAS utilizează toate informațiile disponibile în mediul local. Acestea includ, de exemplu, informații de la senzorii de infrastructură, autoturismele și autovehiculele comerciale conectate și dispozitivele mobile, cum ar fi smartphone-urile utilizate de pietoni sau bicicliști. Acest concept oferă date anonimizate de la participanții la trafic și obiectele staționare, inclusiv valori precum poziția, mărimea și, eventual, viteza de deplasare și direcția de mișcare. Informațiile preprocesate de la senzori sunt transmise către un server edge, care este conectat direct la rețeaua 5G din apropierea intersecției și 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 și să îl folosească ca bază pentru a planifica manevrele pentru participanții la traficul conectat. Informațiile 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 folosește, printre altele, metode de inteligență artificială (IA) pentru a calcula manevre în cooperare optimizate și trimite apoi instrucțiuni participanților conectați. Această abordare face posibilă creșterea eficienței energetice globale a scenariilor de trafic și a siguranței participanților la trafic, în special a celor care sunt vulnerabili”, explică dr. Rüdiger Walter Henn, managerul proiectului LUKAS în cadrul Bosch, liderul consorțiului.
Instalație pilot LUKAS în Ulm-Lehr
Pentru a efectua testele, care au avut loc într-o zonă publică din suburbia Ulm-Lehr, consorțiul a folosit o instalație pilot susținută de orașul Ulm și operată de Universitatea Ulm. Zona selectată include o intersecție cu o stradă cu prioritate care se oprește și o stradă laterală. Clădirile din zona respectivă ascund semnul de drum cu prioritate, ceea ce face ca această situație stradală să fie deosebit de interesantă pentru scenariile reale de trafic. „Această instalație ne oferă oportunități excelente de a folosi situațiile reale de trafic pentru a testa abordările pe care le-am cercetat și 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 și Conducere conectată/infrastructură conectată de la Institutul de măsură, control și microtehnologie al Universității din Ulm și este responsabil pentru instalația pilot.
Stâlpii de iluminat din vecinătatea intersecției sunt echipați cu senzori video, lidar și radar pentru a detecta și clasifica fluxul de trafic. Informațiile despre obiecte sunt trimise către serverul edge printr-o rețea 5G de la partenerul Nokia. Din motive de protecție a datelor, persoanele și autovehiculele nu pot fi identificate. Serverul edge găzduiește modelul de mediu global, mai multe variante evaluate de planificare a manevrelor în cooperare și un modul de avertizare pentru pietoni și bicicliști.
Conectivitatea face călătoriile mai sigure și mai eficiente
Pentru a descrie cazuri de utilizare în cooperare în trafic mixt, Bosch, Mercedes-Benz și Universitatea Ulm introduc automobile conectate, parțial automatizate. InMach asigură un prototip conectat al unei măturători stradale. Aplicațiile speciale pentru smartphone de la IT-Designers GmbH și Nokia fac posibilă conectarea la serverul edge a pietonilor și bicicliștilor. 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 privește mărirea eficienței și siguranței traficului. Rezultatele simulării din algoritmii de planificare bazați pe inteligență artificială îi determină pe cercetători să se aștepte la o creștere semnificativă a fluxului de trafic.
Studiile partenerului Mercedes-Benz arată o reducere semnificativă a consumului de carburant și o scădere a timpului necesar pentru a trece prin intersecție în comparație cu conducerea convențională. Prin întârzierea traficului din sens opus, pentru a permite un comportament cooperant, participanții care trec pe lângă autovehicule staționare și participanții vulnerabili la trafic care traversează drumul sunt protejați în zonele obscure. Datorită noii tehnologii și planificării de scenarii în cooperare, participanții la trafic recunosc din timp ce strategie de conducere le va permite să se comporte în siguranță și eficient.
Datorită rezultatelor proiectului LUKAS, partenerii consorțiului au obținut informații și au dobândit experiență cu privire la conducerea conectată, în cooperare, pentru a o încorpora în dezvoltarea de noi produse. Abordarea dezvoltată de LUKAS poate ajuta la sporirea siguranței și eficienței conducerii automatizate în traficul mixt urban pentru toți participanții la trafic.
