Мобильность. Дорожное движение: эффективное использование дорог

Автомобиль может быть синонимом индивидуальной мобильности только в том случае, если функционирует окружающая дорожно-транспортная система. Для того, чтобы быстро и с комфортом доставить водителя из исходной точки в пункт назначения, требуется как работоспособная инфраструктура, так и эффективная организация дорожного движения. Поэтому одна из основных задач деятельности компании BMW по сохранению мобильности лежит в сфере управления дорожным движением. Главным пунктом здесь является организация дорожной сети.

Между дорожным движением и ростом экономики существует тесная связь. Когда — особенно в период отпусков — автомобильные колонны на автомагистралях вырастают до 100 километров, то это стоит водитель не только времени и нервов. Прежде всего тормозится экономический рост, и наносится ущерб, поддающийся определению.

Концерн BMW Group прилагает активные усилия для обеспечения функционирующей системы дорожного движения. При этом в центре внимания находятся прежде всего постоянно обостряющиеся проблемы движения в густонаселенных регионах и на автобанах, а также растущая нехватка парковочных мест в жилых и деловых кварталах. Основными задачами исследований BMW при этом являются последовательное расширение базы данных для регистрации дорожной ситуации, управления и сбора информации о дорожном движении, интеллектуальное распределение транспортных потоков и эффективное использование существующих транспортных систем.

Комплексное исследование пробок: понять, что происходит на дороге

Как протекает процесс дорожного движения? Чтобы ответить на этот вопрос, BMW уже давно использует различные методы и регистрирующие элементы для сбора данных о дорожном движении. Так, классические места контроля доставляют информацию о транспортном потоке на автобанах и главных дорогах; системы с автоматическим распознаванием автомобиля впервые предоставляют точные данные о времени поездки, а современную спутниковую систему сбора данных можно привлечь в качестве не связанного с местонахождением, прямого метода обширной регистрации данных о дорожном движении. Новейшим достижением являются так называемые «Floating Cars». Эти автомобили регистрируют состояние движения и дорог, а также данные о погоде на большой площади. Вся информация обрабатывается по радио и распространяется по всей сети. Целью обработки данных являются получение высококачественной информации о дорожном движении, разработка новых методов прогнозирования и проверка существующих методов измерения. Все эти меры способствуют распознаванию и пониманию причин заторов, помогают водителю избежать пробок и тем самым обеспечить ему больше мобильности.

Как возникают пробки, как они распространяются на дорогах и как движение нормализуется снова — вот темы, которыми занимается отдел исследований дорожных пробок концерна BMW Group. Чтобы обеспечить возможность сравнения с ситуацией в других странах, отдел сотрудничает с экспертами в США. Результаты поражают: так, пробки могут быть совершенно разными. Хотя причиной часто становятся так называемые «активные узкие места», например, если уменьшается количество полос движения или на полосе обгона находится медленно движущийся грузовой автомобиль. Однако в отличие от США в Германии часто наблюдается устойчивое волнообразное распространение пробок на несколько километров.

Моделирование для лучшего понимания

Наряду с изучением пробок на дорогах концерн BMW Group давно использует виртуальное изображение процессов дорожного движения. Моделирующие программы реалистично отображают дорожное движение. Целью является анализ и оптимизация систем управления движением и систем помощи водителям. Для этого на основе смоделированных данных о дорожном движении разрабатываются методы распознавания пробок и оценки времени поездки и на компьютере воспроизводятся системы помощи водителю. Например моделирующая программа PELOPS, разработанная компанией BMW Group совместно с Институтом автотранспорта в Аахене, воссоздает компоненты «водитель», «автомобиль» и «дорожное движение», а также их взаимодействие.

Параллельно специалисты работают над постоянным улучшением системы автоматического распознавания нарушений движения. Ведь качество служб информации о дорожном движении в значительной степени зависит от сбора актуальных и достоверных данных о движении и погоде. Однако данное условие в отдаленных частях дорожной сети пока выполняется неудовлетворительно. Часто нарушения движения обнаруживаются слишком поздно, локализуются неточно и регистрируются с отклонениями по времени. В результате водитель получает информацию несвоевременно, а ее содержание устарело.

Автомобили как регистрирующие элементы

Решение концерна BMW Group: система «Floating Car Data» (FCD). Floating Cars — это автомобили, движущиеся в потоке вместе с остальными и служащие мобильными регистрирующими элементами. Эти автомобили оборудованы GPS-приемником и модулем мобильной связи для определения его местонахождения. С его помощью, например, координаты и время поездки анонимно передаются на центральный пост управления движением, который синхронизирует полученные данные с другими автомобилями, чтобы распознать пробку. Система FCD уже выпускается серийно: на дорогах Германии в настоящее время эксплуатируется более 40000 автомобилей, оснащенных этой системой. В этой области концерн BMW Group сотрудничает с другими производителями, чтобы в будущем обеспечить широкомасштабный сбор данных. Для этого требуется как минимум десять процентов всех автомобилей.

Сбор данных в будущем: диалог между автомобилями

Расширенная система сгенерированного автомобилем сбора данных о движении «Extended Floating Car Data» (XFCD) является делом будущего, хотя уже испытана на прототипах. Она обеспечивает более точную обработку информации о движении, чем система FCD.

С помощью системы XFCD автомобиль сам распознает дорожную ситуацию. Измерение и анализ всех имеющихся данных осуществляются непосредственно в автомобиле. Так, система может делать сообщения о локальных рисках, например угроза гололеда или аквапланирования, и текущей дорожной ситуации, например о том, что пробок на соответствующем маршруте больше нет. После этого автомобиль передает информацию на пульт управления дорожным движением, а параллельно он мог бы с помощью связи между автомобилями предупредить других находящихся поблизости водителей, которых касается данная информация, что обеспечивает ускоренный и прямой поток информации.

Для новой системы сбора данных установка дополнительных технических средств в автомобиль не требуется. XFCD работает на базе существующей конфигурации автомобиля, ее необходимо дополнить только программными средствами. В системе современного автомобиля, кроме скорости, циркулирует множество других данных. Внедрение современных бортовых сетей, систем регулирования динамики и систем помощи водителю обеспечивает широкий спектр доступных данных, которые можно использовать для получения информации о ситуации движения, состоянии дороги и текущих погодных условиях. К ним относятся, например, данные о включении ближнего или дальнего света, противотуманных фар, наружного термометра и климатической установки, тормозов, навигационной системы, датчика дождя или стеклоочистителя.

Большим преимуществом системы XFCD является возможность передачи всех сообщений непосредственно на другой автомобиль. Информация обрабатывается быстрее и с помощью сетей «ad-hoc» передается заинтересованным водителям всех автомобилей, находящихся в данной местности. При этом каждый автомобиль — в зависимости от ситуации — выполняет функцию передатчика, приемника или коммутатора. Преимущество: сети «ad-hoc» создают себя сами, благодаря передаче информации по цепочке, от одного автомобиля к другому, дальность их действия не ограничена, для их создания не требуется никакой дополнительной инфраструктуры.

Тестовые участки для испытаний современной системы управления дорожным движением

Концерн BMW Group занимается оптимизацией системы управления дорожным движением в Мюнхене. Так, специалисты испытывают систему телематики завтрашнего дня, например, на участке автомагистрали A 92. При этом они используют современную технику. Плотная сеть датчиков обеспечивает сплошной контроль дорожного движения. Для быстрой идентификации проблем и получения актуальной информации передача данных осуществляется по широкополосному каналу. Данные обрабатываются в компании BMW Group и центральном пункте управления движением Freimann. Таким образом, кроме прочего испытываются системы предупреждения и производится юстировка имитационных моделей для изучения дорожных пробок. Кроме того, постоянное видеонаблюдение за участком дополнительно приносит большую пользу: интернет-портал BMW Online обеспечивает водителям точную картину движения на участке.

«Продемонстрируем в Мюнхене наши возможности» — это лозунг экспертов MOBINET, занимающихся оптимизацией движения в сети главных дорог. Примером является программное обеспечение BALANCE для «зеленой волны». «Умные» светофоры с современной системой управления определяют текущее состояние дорожного движения и автоматически выбирают подходящую программу включения сигналов. На основе данных нескольких перекрестков программа BALANCE оптимизирует управление движением целых улиц в Мюнхене. Преимущество для участников движения: меньше пробок — меньше потери времени. В целом длину пробок и время ожидания удалось сократить до десяти процентов; пропускная способность дорожной сети повысилась до 15 процентов. Уже 60 светофоров в Мюнхене работают в режиме адаптации к дорожной ситуации. Еще один положительный эффект: «зеленые волны» обеспечивают уменьшение количества вызванных условиями движения остановок на светофорах. Это снижает расход топлива и количество вредных выбросов автомобилей.