Przykłady udanych projektów – Inteligentne samochody na chaotycznych drogach
W miarę upływu lat sytuacja na drogach staje się coraz bardziej chaotyczna. Kierowcy nie są już w stanie obserwować wszystkich okoliczności wpływających na zmniejszenie ryzyka wypadku. W rzeczywistości w przypadku samochodów ludzie prześcignęli swoje uwarunkowania biologiczne — ludzki układ nerwowy rozwinął się w większości przypadków na tyle, aby umożliwić postrzeganie zmian mogących nastąpić podczas zjazdu ze stromego wzgórza. Obecnie proces kierowania pojazdami jest pięciokrotnie szybszy. Zdarza się, że kierowcy w jednej ręce trzymają kawę, w drugiej telefon komórkowy i jednocześnie sprawdzają ekran systemu GPS. Wielu kierowców nie poświęca całkowicie swojej uwagi sytuacji na drodze. Pomimo ogromnego postępu w dziedzinie technologii ochrony przed wypadkami, każdego roku na europejskich drogach giną dziesiątki tysięcy ludzi, a ponad 1,5 miliona zostaje rannych. W wyniku wieloletnich badań zaczęto koncentrować się na ochronie przed wypadkami w ramach działań mających na celu zmniejszenie negatywnych skutków wypadków samochodowych. W przypadku projektu "Określanie względnego położenia w systemach zapobiegania kolizjom" (Reposit) nie wiązało się to ze stworzeniem nowych urządzeń systemów zabezpieczeń. Zamiast tego zastosowano zasady z zakresu informatyki w celu znalezienia związków z innymi systemami stosowanymi w pojazdach. Zespół rozpoczął prace od przyjęcia założenia, że w stosunkowo niedługim czasie pojazdy i drogi zostaną wyposażone w czujniki i technologie komunikacyjne. Obecnie w Europie i Stanach Zjednoczonych są już prowadzone projekty, w ramach których testowane są czujniki drogowe przekazujące bezprzewodowo informacje o wypadkach, natężeniu ruchu i warunkach pogodowych do odbiorników zainstalowanych w samochodach. "System ostrzegania o kolizjach" (CWS, ang. Collision Warning System) jest wynikiem pracy badaczy prowadzących działania w ramach projektu Reposit. System ten wykorzystuje nowe systemy stopniowo stające się standardowymi elementami wyposażenia pojazdów. Są to systemy łączności między pojazdami (V2V). Konstruując systemy V2V, wykorzystano ekonomiczną technologię łączącą w sobie system GPS i technologię sieci bezprzewodowych podobną do domowej technologii Wi-Fi. Dzięki ostrzeganiu kierowców o potencjalnych kolizjach umożliwiają one bezpieczniejszą jazdę. Wyobraźmy sobie na przykład dziecko przebiegające niespodziewanie przez ulicę i samochód zbliżający się do niego z dużą prędkością. Jest już za późno na gwałtowne hamowanie. Kierowca nie może też wykonać gwałtownego skrętu, ponieważ na następnym pasie ruchu zbliża się inny samochód. Dzięki umożliwieniu obydwu samochodom skoordynowanego ruchu system CWS może w niedalekiej przyszłości przyczynić się do zmniejszenia takich niebezpieczeństw. Wykrywanie potencjalnych niebezpiecznych sytuacji przez samochody Wydajny system GPS, za pomocą którego można określić położenie samochodu z dokładnością co do metra, jest wykorzystywany do określenia względnego położenia samochodów znajdujących się w pobliżu. Połączenie komunikacyjne między pojazdami zapewnia informacje o ich prędkości oraz pokazuje samochody poruszające się z małą prędkością, a także ostrzega o gwałtownym hamowaniu samochodu znajdującego się przed kierowanym pojazdem. Dzięki wykorzystaniu informacji zapewnianych przez te dwa systemy system CWS dokonuje ekstrapolacji tych informacji w celu określenia sytuacji, która nastąpi w przeciągu kilku sekund. Kierowca jest ostrzegany, gdy obliczenia wskazują na groźbę kolizji. Zespół projektu Reposit przetestował w pełni funkcjonalny prototyp nowego systemu, wykorzystując symulator w laboratorium. Wyniki testów były zachęcające. "Uzyskaliśmy prognozy o kolizji w czasie od jednej do trzech sekund przed jej wystąpieniem […], jednak czas umożliwiający odpowiednią reakcję kierowców wynosi co najmniej dwie sekundy", wyjawił Jose Ignacio Herrero Zarzosa, koordynator projektu Reposit. W celu weryfikacji dokładności systemu w różnych warunkach kierowania pojazdem przeprowadzono ponad 70 symulacji. System CWS lepiej sprawdził się na drogach wiejskich i podmiejskich, na których pojazdy osiągają większe prędkości wynoszące powyżej 50 km/h. W środowisku miejskim istnieje wiele przeszkód dla sygnałów systemów V2V i GPS. Pomimo tego można uzyskać rozsądny czas ostrzegania wynoszący co najmniej dwie sekundy. Dzięki wykorzystaniu dostępnych czujników samochody mogą w mniejszym lub większym stopniu monitorować sytuację wokół nich. Następne pytanie dotyczy rodzaju informacji istotnych dla kierowcy i sposobu ich przekazywania. Dzięki licznym symulacjom jazdy samochodem Zarzosa i jego zespół określili zapewniający kierowcy największe korzyści sposób nadawania priorytetu danym uzyskanym przez zaawansowany technologicznie samochód. Zaprojektowany w ramach projektu Reposit moduł pokładowy oferuje różne wskazówki wizualne i dźwiękowe w zależności od poziomu ryzyka kolizji. W sposób podobny do sygnalizatorów ulicznych zielony znak ostrzegawczy oznacza brak ryzyka kolizji. Żółty i pomarańczowy znak ostrzegawczy ma zadanie zwiększenie czujności kierowcy ze względu na niebezpieczeństwo zderzenia z pobliskim samochodem. W przypadku zwiększenia poziomu niebezpieczeństwa i wyświetlenia czerwonego znaku ostrzegawczego do wszystkich pobliskich samochodów jest wysyłana informacja w celu umożliwienia kierowcom dłuższego czasu reakcji. Chociaż nowy system nie jest tak inteligentny, jak ludzki mózg, to nigdy nie ulega zmęczeniu lub dekoncentracji. System ten sprawdza otoczenie we wszystkich kierunkach, natomiast kierowca może sprawdzić wzrokowo tylko jedno miejsce w danym momencie. To może przyczynić się do uratowania życia. Co dalej? Nowa technologia sprawdza się w warunkach laboratoryjnych. System CWS nie stanowi jedynego wspólnego systemu kierowania zaprojektowanego w celu zapobiegania wypadkom i zmniejszenia natężenia ruchu, jednak posiada istotną przewagę nad innymi podobnymi systemami. System CWS nie wymaga dodatkowej infrastruktury drogowej poza modułem pokładowym. Czy producenci samochodów wyrazili swe zainteresowanie? W ramach projektu Reposit podjęto pierwszą znaczącą próbę wykorzystania informacji zapewnianych przez system GPS do zapobiegania wypadkom. Przedstawiciele przemysłu motoryzacyjnego uważają, że przeprowadzone w ramach projektu prace badawcze są interesujące, ale w celu komercyjnego zastosowania wyników prac potrzebne są dodatkowe argumenty, zasugerował Zarzosa. "Przemysł samochodowy odznacza się dużą wrażliwością na zmiany cen", powiedział. "Obecnie nie istnieje żadna norma w zakresie integracji nowych funkcji z istniejącymi systemami samochodowymi. Wszyscy producenci wykorzystują różne metody integracji nowych systemów", dodał. "Przyczynia się to do istotnego zwiększenia kosztów technologii zaprojektowanych przez podmioty niezależne, takich jak system CWS". Komisja Europejska prowadzi intensywne prace nad ułatwieniem integracji nowych funkcji dzięki opracowaniu wspólnych norm. Niemniej jednak ostatnim wyzwaniem dla zespołu projektu Reposit pozostają koszty systemu. Aby ułatwić szybką penetrację rynku, umożliwiono stworzenie wersji systemu CWS przeznaczonej do instalacji jako część infrastruktury drogowej. Może to stanowić element rozwiązania problemów w związku z tym, że w wypadkach samochodowych biorą udział nie tylko pojazdy z zainstalowanym systemem ostrzegania o kolizjach, ale także rowery i piesi przechodzący przez ulicę. Zespół projektu Reposit skupił się także na obecnych na rynku urządzeniach GPS sprzedawanych pod marką producenta OEM, zapewniających korzystny stosunek jakości do ceny. Nowym celem zespołu jest redukcja systemu CWS do postaci modułu oprogramowania przeznaczonego do instalacji w pokładowym urządzeniu GPS. Według Zarzosy uważa się, że wkrótce tempo wdrażania systemów zapobiegania wypadkom ulegnie zwiększeniu w związku z tym, że jedynie tzw. "podejście kooperacyjne" daje możliwość dokonania postępu. W niedalekiej przyszłości w przypadku braku czasu na reakcję kierowcy na wygenerowane ostrzeżenia systemy zapobiegania wypadkom będą także odpowiedzialne za kontrolę hamulców i kierownicy w celu zapewnienia bezpieczeństwa pasażerów samochodów i pieszych. Projekt Reposit otrzymał finansowanie ze środków Szóstego Programu Ramowego Unii Europejskiej.