Auta se domluví se semafory

Internet mění i automobilovou dopravu. K síti se připojují auta, křižovatky i dopravní značky a mohou si vzájemně předávat důležité informace. Potřebné technologie vznikají a testují se i v Česku. Díky Brnu bylo Česko také první zemí, která se nezaměřila pouze na dálnice.

Brněnské vývojové centrum Siemens Mobility se v rámci koncernu zabývá tématem chytrých silnic. Podílí se tak na pilotních projektech dopravy budoucnosti po celém světě, včetně evropského C-Roads, jehož finálním cílem je vytvoření prostředí pro auta bez řidičů. Vývojáři z Brna se zabývají komunikací vozidel s infrastrukturou a mezi sebou.

Dnes auta generují obrovské množství dat a řada těchto informací má svou cenu i pro provoz na silnicích. Pokud autu proklouznou kola a zároveň prší, dá se předpokládat, že na silnici je voda. Proto hrozí aquaplaning, tedy ztráta přilnavosti pneumatiky, protože se mezi ní a vozovku dostala voda. Tato informace se pak může předat dál − na informační tabule a přímo do aut, která k místu míří.

Siemens s touto komunikací začal experimentovat, když šlo ještě téměř o sci-fi. "Cítili jsme potenciál, tušili jsme, že to je budoucnost dopravy," popisuje šéf brněnského vývojového týmu Miloš Ohlídal. Vývoj těchto technologií v roce 2017 převzalo právě brněnské vývojové centrum, kde původní vize přeměnili v reálný byznys. Pro zařízení získali certifikáty pro evropský a jako první firma na světě i pro americký trh. V USA tak byl Siemens Mobility v prvních tendrech jedinou firmou, která dokázala podobná zařízení dodat. Reference z prvních instalací pak pomáhaly dál.

Evropská unie považuje oblast chytré infrastruktury za prioritu a financuje ve spojení se zapojenými firmami zmíněný testovací projekt C-Roads, který má evropské silnice připravit na budoucnost s autonomními vozidly. Důležitým cílem je ale i vyšší bezpečnost na silnicích. Část testů se odehrává i v Česku. Začalo se na dálničních obchvatech Prahy a Brna a následně se přidalo i samotné město Brno. "Nejen výrobci aut, ale i správci komunikací musí jít naproti novým trendům v dopravě, a to kvůli bezpečnosti i plynulosti silničního provozu," říká Roman Nekula, správní ředitel společnosti Brněnské komunikace.

Automatické hlášení

Zařízení pracují s daty, která jsou k dispozici. Auta vědí, že musela prudce brzdit nebo dostala smyk. Prudké brzdění nebo náhlé otočení volantem vypovídají o možné překážce na silnici. Když se tato data předají dál, mohou pomoci varovat další řidiče (či auta) před nečekanou překážkou.

Není potřeba, aby řidič v aplikaci zadával, že najel na led. Stačí, že se při klidné jízdě v zimním počasí aktivoval stabilizační systém. Když se totéž na stejném místě stane více autům, je potřeba upozornit ta ostatní. Pokud například řidič omylem najede do protisměru, jeho vůz automaticky varuje ostatní.

To je důležitý rozdíl proti takzvaným komunitním systémům, jako je například aplikace Waze. V nich silnici hlídá každý jednotlivý uživatel. Samotná aplikace zná jen rychlost a polohu auta. Informace o překážkách, nehodách nebo náledí musí řidiči zadávat sami, ostatní uživatelé pak tyto zprávy v rámci komunity ověřují. Kdo vidí odstavené vozidlo, může tuto informaci zadat a ostatní ji mohou potvrzovat či vyvracet. C-Roads jdou zcela jinou cestou. V systému chytrých silnic může informace zadávat jen dispečer. Důležité je, aby šlo se zárukou pouze o pravdivé informace. Odstavené vozidlo o sobě dá vědět samo. Varuje auta kolem sebe, že stojí na dálnici. Pokud odjede nebo jej odtáhnou, varování skončí. "Podléháme vyšší regulaci, všechny zprávy musí být autorizované a certifikované," popisuje Martin Němec, který je v Siemens Mobility zodpovědný za prodej těchto systémů.

Sdílení dat

Vývojáři vlastně vymýšlí, jak využít informace, které o sobě auto ví. Moderní auta posílají třeba deset zpráv za sekundu a některé z nich mohou být užitečné pro ostatní. Například zpráva o rozsvícených mlhových světlech může upozornit na mlhu nebo silný déšť. Informace o sobě ale posílají i chodci, pokud mají v kapse mobilní telefon. Systém tak zjistí, že na silnici někdo je.

V Brně dál rozvíjejí systém, který všechny tyto informace bezpečně posílá z vozu dál a šíří je do vozidel nebo dopravního značení v okolí. Práce na této technologii je hlavně hledáním možností, jak všechna dostupná data využívat a jak s jejich pomocí zlepšit dopravu. Brno chce co nejvíce podpořit MHD tím, že jednotlivé vozy budou komunikovat s křižovatkami a ty jim umožní přednostní průjezd. Dnes již 720 vozů městské dopravy potřebné technologie má.

Zatím je vše ve fázi testování a připravených vozů není tolik, na trhu už se ale objevují vozy s patřičným vybavením − například nový Volkswagen Golf. Systém lze ale do vozu namontovat i dodatečně, to platí i pro vozy MHD, sanitky nebo hasičská auta, která jsou součástí testování projektu C-Roads.

Donedávna bylo možné jen to, že si řidič tramvaje vyžádal přednost v křižovatce, až když se k ní přiblížil. "Nyní víme, že se ke křižovatce tramvaj blíží, kam bude pokračovat a že ještě před křižovatkou musí nabrat cestující," popisuje Ohlídal. I když řidiči nic netuší, semafory už očekávají okamžik, kdy se tramvaji začnou zavírat dveře, a světla nastaví tak, aby tramvaj mohla křižovatkou projet bez zastavení. Zařízení mohou pracovat nejen s konkrétní polohou vozů MHD, ale i s jejich jízdními řády.

Upozornění může řidič dostat i o blížícím se železničním přejezdu, ideálně i s informací, že se zrovna blíží vlak. Počítá se také s varováním o tramvajích v okolí, které mají přednost. Tramvaj tak například může poslat souběžně jedoucím vozidlům výstrahu, aby ji s větší pravděpodobností nepřehlédla.

Řidiči se také dostanou ke spolehlivějším informacím o práci na silnici. Podobně jako u Waze se mohou stát sondou v dopravním proudu. Jak daný úsek projedou, může ovlivnit nejen informaci pro ostatní řidiče v navigaci, ale i nastavení semaforů po cestě.

Vozidla záchranné služby a hasičského sboru mohou o sobě dávat vědět s předstihem. Podle toho se nastaví křižovatky a také vozidla po cestě dostanou informaci, že se hasiči, sanitka nebo policie blíží, a mohou s nimi dopředu počítat. Do budoucna se počítá i s informacemi o obsazenosti dobíjecích stanic, s naváděním k volným parkovacím místům, případně doporučením použít parkoviště P+R, a jak využít MHD.

Rychle se šíří

Tyto technologie se po světě rychle rozšiřují. Vzniká řada pilotních projektů, kde se má ověřit funkčnost systémů chytrých silnic. Siemens Mobility se na tom jako jeden z pio­nýrů oboru podílí. Češi tak například pracují na nastavení 550 jednotek v ulicích New Yorku, které pomáhají řídit dopravu. Celkem brněnská pobočka nastavovala 500 tamních křižovatek. Další projekty jsou na Floridě, v Británii, na pilotní chytré dálnici z nizozemského Rotterdamu do Vídně v Rakousku, v "domovském" Brně, ale také v Číně nebo Singapuru. V Česku probíhá testování například na dálnici z Plzně do Brna.

Řada z těchto projektů jen ukazuje možnosti nových technologií. Například v Tampě na Floridě se v různých částech města zaměřují na jiný problém. U budovy soudu se pozornost soustřeďuje na chodce, na hlavním tahu na kolony, v centru na bezpečnost tramvají, jinde zase na monitorování jízdy v protisměru. Každá část má ověřit, že technologie funguje a pomáhá. V Brně, kde je Sie­mens Mobility subdodavatelem, je systém nasazen na 25 křižovatkách a soustřeďuje se například na upřednostnění vozů MHD nebo integrovaného záchranného systému.

Cílem je autonomní řízení

Stávající projekty mají zlepšit provoz na silnicích a pomáhat řidičům i správcům silnic, finálním cílem je však autonomní řízení. Podíl člověka na řízení bude ubývat a stále více bude nastupovat umělá inteligence. To se neobejde bez komunikace aut s infrastrukturou i mezi sebou. Obor je také jedním z velkých čekatelů na sítě 5G, které mají zaručit rychlejší přesuny informací. Auta budou moci jezdit s minimálními rozestupy, vzroste tak kapacita silnic i křižovatek a zároveň se sníží nehodovost.

Vozům bez řidičů mají pomoci i další funkce systému. Například dopravní značky si nemusí vozidlo samo číst u silnice, dostává o nich informace automaticky přes internet. "Je možné, že v budoucnu nebudou potřeba dopravní značky. Všechno se auto dozví přímo," dodává Ohlídal.

Právě autonomní řízení je důvodem vysokých nároků na robustnost a bezpečnost celého systému. Aby všechny informace byly ověřené a zaručené a aby se každá informace o omezeních na silnici zaručeně dostala do vozů. Nutné je také zabezpečení systému proti kybernetickým útokům.

Kvůli plánovanému globálnímu nasazení musí být systém otevřený, aby se na něm mohli podílet různí dodavatelé. Systém v jednom autě musí fungovat ve všech zemích a jednotlivé křižovatky si musí rozumět s vozy všech výrobců. Zařízení by také měla v co největší míře fungovat automatizovaně. To si ale vyžádá ještě dlouhý vývoj.

 Připraveno ve spolupráci se společností Siemens Mobility.