Kommunikation mellan fordon och infrastruktur: transportbyggandets framtid

Genom nästa generations intelligenta transportsystem kan information utbytas trådlöst mellan smarta fordon och väginfrastruktur. Vi berättar vad entreprenörer inom väg och anläggning behöver veta

En gång i tiden tedde sig självkörande bilar som en omöjlighet. Till och med karaktärerna i den tecknade serien Familjen Jetson var faktiskt tvungna att köra själva. Idag gäller frågan om självkörande bilar inte om, utan när. Eftersom det är troligt att helt autonoma fordon kommer i framtiden måste vi fundera över frågor som vilka fördelarna med självkörande fordon är, och hur de kan förverkligas.

Svaren på båda dessa frågor omfattar en viktig utveckling som entreprenörer inom väg och anläggning bör hålla ett öga på: den teknologi för kommunikation mellan fordon och infrastruktur som kallas vehicle-to-infrastructure (Fordon till infrastruktur, V2I).

Vad är V2I?

Bilister måste läsa av och reagera på allt som händer runt omkring dem medan de kör. Detsamma gäller självkörande bilar. Det är här som V2I kommer in.

V2I är nästa generations intelligenta transportsystem (ITS). V2I-teknologins förespråkare menar att den möjliggör ett trådlöst utbyte av information mellan enskilda smarta fordon och väginfrastrukturen. Informationen skickas genom fiberoptik som förbinder de olika elementen.

Information samlas in från trafiksignaler, vägskyltar, gatubelysning, skyltar, körfältsmarkeringar med mera. Data om trafikstockningar, väderprognoser, byggzoner, tillgängliga parkeringsplatser, gatlyktor med mera kan också användas.

Även om många av de här fördelarna kan utnyttjas av förare redan idag, kommer de enligt V2I-teknologins förespråkare att vara helt avgörande om självkörande bilar blir vanliga i framtiden.

Ökad mobilitet

Många bilförare må älska sin bil, men det viktigaste för de flesta bilister när de ska köra är att ta sig från punkt A till punkt B så snabbt och säkert som möjligt. Det är därför som en av de främsta prioriteringarna för i stort sett alla infrastrukturprojekt är att främja en ökad mobilitet. 

Genom att kommunicera med bilföraren – eller med bilen, när det gäller självkörande bilar – om vilken hastighet som är lämpligast om man vill undvika rödljus leder V2I till större mobilitet. Teknologin ger också större mobilitet genom trafikljus försedda med kameror och sensorer som känner av trafiken och synkroniserar sin timing genom att kommunicera med varandra. Genom att justera trafikljusens timing baserat på trafiken kan man göra så att bilarna slipper vänta lika länge vid rödljus. 

Fordonen kommer också att kunna ta sig fram mer effektivt på vägarna, menar förespråkarna för V2I, eftersom data om trafikstockningar kommer att vara tillgängliga. Med hjälp av den här informationen kan föraren välja den snabbaste vägen. Det gynnar enskilda förare, som kan ägna minsta möjliga tid åt att pendla, och minskar trängseln på vägarna.

Miljöfördelar

Enligt USA:s energidepartement slösas mer än 20 miljoner kubikmeter bensin och diesel bort varje år för att fordon går på tomgång. Tomgångskörningen kan minskas med hjälp av V2I. Eftersom trafikflödet förbättras optimeras bränsleförbrukningen. Minskad tomgångskörning är fördelaktigt även för elbilar, av liknande skäl. Energin används mer effektivt, vilket innebär mindre frekvent laddning och användning av nätet.


OCKSÅ PÅ BUILT:


USA:s transportdepartement noterar: ”När applikationer för signalverksamhet och körfältsstyrning på motorvägar optimeras för miljön kan de spara upp till 22 % av bränslet.” 

Att låta ett fordon gå på tomgång är också skadligt för motorn. Överdriven tomgångskörning leder till ökade underhållsbehov och förkortar motorns livslängd. Om såväl motorernas som fordonens livslängd minskar måste man öka fordonstillverkningen, vilket leder till större energiförbrukning.

Säkerhetseffekter

I USA är bilolyckor den främsta dödsorsaken bland människor upp till 54 år. Globalt leder bilolyckor till 1,35 miljoner dödsfall per år. Därför letar transportmyndigheterna alltid efter sätt att förbättra fordonssäkerheten, och enligt experterna kan V2I bidra till det på flera sätt.

Olyckor inträffar ofta på grund av att en förare gör något som andra bilister inte förväntar sig. Förutsägbarhet och konsekvens leder till större säkerhet. Exempelvis kan filbyten leda till olyckor. Markeringar på vägen som kommunicerar med fordonen kan alltså leda till att antalet olyckor minskar. Genom vägmarkeringar och körfältsidentifiering kan man se till att ett fordon stannar kvar i sitt körfält istället för att glida – på grund av dålig sikt eller att föraren blir distraherad – in i andra körfält och potentiellt orsaka olyckor. Att byta fil är säkrare när det finns tillräckligt med plats och andra bilister är medvetna om rörelsen.

Många olyckor inträffar på grund av att föraren missar en skylt, men det problemet kan elimineras genom smarta skyltar som är anslutna till V2I-teknologi.

Ta till exempel en stoppskylt. Om föraren missar en stoppskylt kan fordonet krocka med ett annat, som hade företräde. Det problemet kan elimineras med hjälp av V2I-teknik.

Ett annat tänkbart scenario är en förare som missar skylten för sin avfart på motorvägen. För att inte missa avfarten väljer föraren att hastigt bromsa eller byta fil, och orsakar en kollision. Med smarta skyltar som är anslutna till V2I är skyltarna alltid synliga för människor och maskiner oavsett väglag. Den förbättrade läsbarheten hjälper förarna att reagera mer förutsägbart och rimligt, och självkörande fordon kan röra sig på ett lämpligt sätt som inte överraskar andra fordon på vägen. 

Förespråkarna för V2I menar att även fotgängares och cyklisters säkerhet kommer att kunna förbättras. En smart korsning kan känna av när någon är på väg genom den. Fordon som närmar sig korsningen varnas om att en fotgängare ska gå över vägen och reagerar på lämpligt sätt. Smartmobiler skulle också kunna kopplas till V2I-nätverket, och ge fotgängare och cyklister trafikvarningar.

För att V2I ska kunna omvandlas från koncept till verklighet måste myndigheterna dock investera i att uppdatera infrastrukturen från analog till digital. Självkörande fordon kommer att kunna kommunicera med vägen och med andra bilar runt omkring. Genom att förverkliga den här typen av anslutning menar förespråkarna för V2I att man kan höja säkerheten, skydda miljön och öka mobiliteten.

Elfordon i byggbranschen

Bygget av världens första ”grönskrapa”…