Moderní doprava a chytrá energetika

smart_cities_s

Udržitelná městská mobilita

Koncept Chytrých měst a regionů (Smart City, Smart Region) se snaží vhodným způsobem využívat moderních technologií, aby docházelo k synergickým efektům mezi různými odvětvími (doprava, logistika, bezpečnost, energetika, správa budov, atd.) s ohledem na energetickou náročnost a kvalitu života občanů v daném městě či regionu.

Uživatelé chytrých měst či regionů jsou občané užívající různé druhy inteligentních systémů, které minimalizují použité zdroje a zvyšují efektivitu těchto lokalit. Udržitelná městská mobilita se stává nedílnou součástí tohoto konceptu, protože městská doprava tvoří až 40 procent emisí CO2 a 70 procent emisí polutantů silniční dopravy.
Systémy řízení městské dopravy využívají celou řadu senzorů počínaje dopravními detektory a konče zpracováváním kosmických snímků (predikce počasí, teplotní či emisní mapy měst). I vlastní vozidlo či mobilní telefon se stává inteligentním senzorem poskytujícím důležitá data o aktuální dopravní situaci.
Pro zpracovávání velkého objemu získaných dat z různých dopravních senzorů jsou stále více využívány superpočítače včetně služeb cloud-computingu. Ukázkou zpracování rozsáhlých dat (Big Data) je projekt RODOS (www.centrum-rodos.cz), kde jsou kontinuálně zpracovávány informace o pohybu vozidel vybavených GPS lokalizací (FCD – Floating Car Data).

Komunikace vozidlo-vozidlo a vozidlo-infrastruktura

Ukázka vozidlového simulátoru na Fakultě dopravní ČVUT

Ukázka vozidlového simulátoru na Fakultě dopravní ČVUT

Fakulta dopravní je v současné době spoluřešitelem projektu C-ROADS, jehož hlavním cílem je praktické testování kooperativních inteligentních dopravních systémů (C-ITS) založených na vzájemné komunikaci vozidlo-vozidlo (V2V) nebo vozidlo-infrastruktura (V2I) v podmínkách ČR. V rámci konceptu Industry 4.0 se předpokládá ještě doplnění těchto systémů o komunikační vazbu vozidlo-náklad (V2F).
Díky těmto technologickým možnostem se začínají postupně objevovat stále pokročilejší asistenční služby, které již dnes dokáží za řidiče řešit určité  dopravní situace. Fakulta se dlouhodobě zaměřuje na posuzování bezpečnosti a spolehlivosti těchto systémů a na vytváření legislativních podmínek pro jejich zavádění do reálného provozu. Již dnes jsou používány soupravy metra bez řidiče a na železnici jsou úspěšně testovány systémy automatického  vedení vlaků (CBTS – Communications-Based Train Control).
Řízení městské dopravy zahrnuje také pokročilé akční členy, jimiž mohou být jak fyzická  signalizační zařízení na infrastruktuře, tak virtuální navigační systémy nabízející výhodnou trajektorii s ohledem na dostupné informace, až po  výhledově navigace autonomních vozidel bez řidiče. Konkrétním příkladem je projekt H2020 MAVEN (Managing Automated Vehicles Enhances Network), jehož je Fakulta dopravní spoluřešitelem. Cílem tohoto projektu je praktické odzkoušení řídicích algoritmů autonomních vozidel v prostředí města tak, aby se zvýšila propustnost dopravních sítí a byl minimalizován dopad dopravy na životní prostředí.

Testování s pomocí virtuálního mo delu chytrého města

Řízení městské dopravy se tak z původních dynamických signálních plánů posouvá směrem k adaptivním řídicím systémům zajištujícím koordinaci  celé městské oblasti. Pro ověření různých řídicích strategií se s úspěchem využívají mikroskopické simulace. Dále lze využít skupiny vozidlových simulátorů (rozmístěných v různých lokalitách) propojených s virtuálním modelem chytrého města pro testování různých scénářů chování vybrané skupiny řidičů. Tyto poznatky je možno následně aplikovat při návrhu inteligentní dopravní infrastruktury, návrhu pokročilých algoritmů řízení dopravy nebo při optimalizaci logistických úloh ve městě (City Logistics).
Řízení městské dopravy bude stále více záviset na různých modelech sdílení  dopravních prostředků, jako jsou bikesharing (sdílení jízdních kol), carsharing (sdílení osobních vozidel), nebo taxi-sharing (sdílení taxislužby), které musí být integrovány nejen do celkové dopravní koncepce, ale i do plánování stacionární dopravní infrastruktury (dopravy v klidu), včetně sledování parkovací dostupnosti a navigace vozidel na parkovištích (smart parking). S úspěchem je možno využít již existujících technologií, jako jsou městské bezpečnostní kamery, mobilní telefony apod. k propojení povrchových parkovišť se systémy parkovacích domů. To umožní jak regulaci dopravy v  klidu, tak i dimenzování počtu parkovacích míst ve městech.

2022: elektromobilita nejvýhodnější dopravou

Přednáška prof. Svítka na nejstarší kolumbijské univerzitě Universidad Santo Tomas, Bucaramanga, na téma Smart cities

Přednáška prof. Svítka na nejstarší kolumbijské univerzitě Universidad Santo Tomas, Bucaramanga, na téma Smart cities

Pro budoucí veřejnou hromadnou dopravu ve městech bude mít nezastupitelnou roli elektromobilita – chápána v širším slova smyslu, a to včetně  tramvají, trolejbusů i využití (vodíkových i jiných) palivových článků, protože se při ní vytváří minimální lokální znečištění a to včetně nanočástic, které  se ukazují pro zdraví člověka velmi škodlivé. Stávající rozvoj elektromobility je limitován cenou a kapacitou baterií. Lze říci, že každým rokem klesá  cena baterií o 5–7 procent a zároveň o 5–7 procent roste jejich kapacita. Za předpokladu tohoto vývoje nastane v roce 2022 zlom, kdy se  elektromobilita stane majoritně ekonomicky výhodným způsobem dopravy.
Budoucí uživatelé budou využívat dopravní systém města jako službu  mobility (MaaS – Mobility as a Service), pro kterou budou požadovat vysokou kvalitu, obdobným způsobem jako je tomu dnes u telekomunikačních služeb (SLA – Service Level Agreement). Pro garanci kvalitativních parametrů mobility je možno používat chytré telefony (smart phone), pomocí nichž  bude možno nabízet garantovanou službu door-to-door mobility včetně s tím souvisejících mobilních plateb.

Projekty v Latinské Americe

V současném globalizovaném světě dochází nejen k propojování různých technických systémů, ale i k vzájemnému sdílení znalostí při zavádění  chytrých řešení. Jedním z velmi zajímavých odbytišť těchto znalostí a projektů je bezesporu Latinská Amerika, která představuje díky své rozloze, hustotě obyvatel, ale i stavu infrastruktury velkou výzvu pro praktickou realizaci celé řady chytrých projektů počínaje zpracováním různých konceptů  chytrých měst a konče návrhem konkrétních dopravních systémů pro udržitelnou městskou mobilitu. Ta se postupně stává rozhodujícím faktorem pro  další udržitelný rozvoj měst, kde žije stále více a více populace. Její řešení pomocí nových technologií, netradičních obchodních přístupů, lepším  zapojením obyvatel do jejího plánování nebo použití neotřelých organizačních modelů je do budoucna velkou výzvou nejen pro naše města, ale i pro  celou řadu velkých světových metropolí.

.

Původní zpráva

[ Fakulta dopravní ČVUT řeší inteligentní dopravní systémy ]

prof. Dr. Ing. Miroslav Svítek, FD,
prezident Czech Smart City Cluster
Foto: archiv fakulty