Asfaltowe infostrady

Czy drogowa nawierzchnia może mieć coś wspólnego z ideą wysoko wydajnej sieci teleinformatycznej (data highway)? To prawda, ˙˙ że autostrady buduje się nadal z betonu a nie z "bajt-onu", ale˙ nowoczesne arterie komunikacyjne stają się coraz bardziej zinformatyzowane i "inteligentne". Komputeryzacja transportu jest˙ ważnym warunkiem zapanowania nad chaosem komunikacyjnym, narastającym w krajach o rozwiniętym ruchu drogowym.

Czy drogowa nawierzchnia może mieć coś wspólnego z ideą wysoko wydajnej sieci teleinformatycznej (data highway)? To prawda, ˙˙ że autostrady buduje się nadal z betonu a nie z "bajt-onu", ale˙ nowoczesne arterie komunikacyjne stają się coraz bardziej zinformatyzowane i "inteligentne". Komputeryzacja transportu jest˙ ważnym warunkiem zapanowania nad chaosem komunikacyjnym, narastającym w krajach o rozwiniętym ruchu drogowym.

Rozmiar europejskiej gospodarki transportowej szacuje się na 1,6 bln tonokilometrów rocznie. Za dziesięć lat ma być ich o 1/3 więcej. W krajach Unii Europejskiej do końca br. wyprodukowanych będzie 12 mln samochodów osobowych, o prawie 8% więcej niż w roku 1993. Słusznie więc, już w 1986 r. Wspólnoty Europejskie podjęły projekt PROMETHEUS (Programme for an European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety). Informatyka odgrywa kluczową rolę w tym przedsięwzięciu.

Warto również dodać, że zagadnienia te nabierają coraz większej aktualności także w warunkach polskich. Wkrótce korki na drogach grożą nam nie tylko w centrach miast czy na przejściach granicznych. Obok łatania dziur w asfalcie warto więc mówić o komputeryzacji naszych dróg i to nie tylko dlatego, że ten kto nie myśli o przyszłości przegrywa nawet teraźniejszość. Wskaźniki rozwoju transportu drogowego w poszczególnych krajach europejskich do roku 2010 osiągają kilkadziesiąt procent dla ruchu ciężarowego i ponad 100% dla osobowego, w porównaniu z rokiem bieżącym. Polska wykazuje ponadprzeciętną dynamikę rozwoju gospodarczego i najprawdopodobniej przekroczy te wartości.

Ponadto eksperci przewidują, że światowe obroty, w zakresie skomputeryzowanych systemów zarządzania ruchem drogowym, wzrosną w ciągu najbliższych 8 lat 30-krotnie (!), do 3 mld USD w roku 2002. Europejskie programy rozwojowe stwarzają również polskim firmom informatycznym i instytucjom rządowym, możliwości wchodzenia na ten nowoczesny rynek.

Na naszych oczach rodzi się nowa dyscyplina wiedzy: telematyka, zajmująca się informatycznymi systemami sterowania transportem. Ta "informatyka transportowa" obejmuje takie zagadnienia jak:

- skomputeryzowane systemy pobierania opłat na drogach

- prognozowanie zakłóceń na drogach

- informowanie kierowców i spedytorów o sytuacji drogowej

- sterowanie transportem miejskim i pozamiejskim

- rejestracja zjawisk atmosferycznych i wypadków na drogach

- lokalne i satelitarne systemy nawigacji

- bazy danych i sieci informatyczne dla potrzeb transportu

- systemy komputerowe w samochodzie.

Ten ostatni punkt jest najszerzej znany. Auto "na mikroprocesorach" nie jest już czymś sensacyjnym, a elektronika wraz z wyposażeniem elektrycznym stanowi obecnie ok. 15% wartości pojazdu - w ciągu 4 lat współczynnik ten ma wzrosnąć o dalsze 5%.

Mikroprocesory w samochodach na ogół realizują swe funkcje w sposób całkowicie zautomatyzowany: sprawdzając skład spalin czy kontrolując prawidłowość działania klimatyzacji. W nowszych autach działalność komputera przejawia się również w postaci komunikatów wyświetlanych dla kierowcy. Przykładem może tu być produkowana w kilku krajach "Astra" amerykańskiej firmy General Motors.

Samochód ten opcjonalnie wyposażany jest w urządzenie noszące dumną nazwę "sprawdzającego i sterującego komputera pokładowego" (computer board check and control system) --- cena ok. 500 USD. System ów wyposażony jest w wielofunkcyjny multi-display umiejscowiony po prawej stronie kierowcy. Wyświetlacz sprzężony jest również z radioodtwarzaczem. Powoduje to, że radio ze skomputeryzowanej Astry jest dla złodzieja mało wartościowe, nawet gdyby znał numer kodowy niezbędny do jego uruchomienia.

Usterki w działaniu podstawowych układów pojazdu natychmiast są sygnalizowane kierowcy. W wypadku nieprawidłowego stanu oleju na wyświetlaczu pojawia się napis "stan oleju". Podobnie dzieje się np. okładziny hamulców są zbyt starte, gdy przepali się żarówka któregoś ze świateł lub gdy czujnik temperatury otoczenia stwierdzi możliwość oblodzenia jezdni. Każdy meldunek musi być potwierdzony przez kierowcę (przyciski komputera znajdują się na końcówce dźwigni wycieraczek).

Podczas jazdy, prowadzący pojazd może dokonywać odczytu bieżących parametrów --- zużycia paliwa, odległości jaką można przejechać do następnego tankowania czy sprawdzać wartości statystyczne dotyczące eksploatacji, jak np. średnia prędkość na określonej trasie.

Przegląd elektronicznie wspomaganych podzespołów we współczesnej motoryzacji jest właściwie wyliczanką wszystkich podstawowych elementów z jakich składa się samochód. Powszechnie znane jest urządzenie przeciwblokujące ABS (układ hamulcowy). System EBS (Electronic Damper Control) reguluje pracę amortyzatorów ustawiając je w zależności od sytuacji na drodze w różnych pozycjach (miękko, średnio, twardo), zostawiając jednocześnie kierowcy wybór komfortu jazdy (np. bardziej sportowo). Systemy HICAS i ETS Nissana sterują układem kierowniczym i czterokołowym napędem. Zapamiętany w pamięci EPROM (32 kB) program DIGIMAT steruje automatyczną skrzynią biegów Passata.

Przykładów takich jest coraz więcej i zaczęło stanowić to swoisty problem dla konstruktorów samochodów. Poszczególne podzespoły pojazdu są sterowane elektronicznie, ale połączenia między nimi nie mają charakteru informatycznego, a głównie mechaniczny. W tej sytuacji optymalne sterowanie c a ł y m samochodem jest niemożliwe. Informacja, a ściślej jej komputerowe przetwarzanie staje się czynnikiem integrującym podzespoły samochodu. Elementy te łączone są sieciami komputerowymi.

AUTOBUS to ogólne określenie lokalnej sieci informatycznej stosowanej w samochodzie. Do najbardziej znanych "autobusów" należą sieci CAN (Computer Area Network), ABUS (Automobile BUS), J1850 czy VAN. Rozwiązania te, stosowane w praktyce przemysłowej, doczekały się także częściowej standaryzacji w ramach ISO. Podstawowym problemem sieci typu AUTOBUS jest odporność na specyficzne zakłócenia podczas jazdy samochodu, głównie są to pola elektromagnetyczne. Sieci te cechuje relatywnie niewielka prędkość użytkowa:

- ABUS - 260 kB/s

- CAN - 133 kB/s (nominalnie 500 kB/s).

Izolowane komputery w samochodach nie wystarczą, aby zlikwidować problemy transportu. Według badań firmy Saab jeden samochód stojący dwie minuty na skrzyżowaniu wytwarza tyle spalin co 100 pojazdów przejeżdżających z prędkością 50 km/h. Informatyzacja musi więc dotyczyć całego systemu transportu. Obecnie w ramach europejskich programów rozwojowych takich jak Prometheus czy Drive testowane są już eksperymentalne odcinki zinformatyzowanych autostrad.

Pod nawierzchnią dróg umieszcza się czujniki indukcyjne rejestrujące ruch pojazdów. Sensory na obrzeżach jezdni zbierają dane pogodowe. Informacje te wraz z danymi o awariach, wypadkach, robotach drogowych przekazywane są do centrów sterowania ruchem drogowym. Przetworzone informacje wyświetlane są na elektronicznych tablicach drogowych, a nowocześniejsze pojazdy otrzymują dane bezpośrednio na swoje wyświetlacze z przekaźników umieszczonych przy drogach.

Systemy takie mogą korzystać także z łączności satelitarnej. Wykorzystywany przez firmę Detemobil system GPS (Global Positioning System) składa się z 24 satelitów okrążających Ziemię po 6 orbitach, co umożliwia ustalenie pozycji samochodu z dokładnością do jednego metra. Celem komputeryzacji samochodów i dróg jest więc w znacznym stopniu włączenie wszystkich pojazdów do globalnych sieci teleinformatycznych, umożliwiających indywidualną łączność między kierowcą a centrami sterującymi transportem.

Prawdą jest, że motorem tych poczynań jest także chęć tworzenia niezawodnych systemów pobierania opłat za przejazdy drogami. Możliwe jest kasowanie tych opłat w sposób automatyczny i podczas jazdy samochodu:

- pojazd zostaje wyposażony w kartę elektroniczną z zapamię tanym numerem rejestracyjnym

- przy przekraczaniu elektronicznej "bramki" na autostradzie opłata jest kasowana podobnie jak w typowej karcie telefoni cznej

- brak pokrycia na karcie powoduje rejestrację numeru pojazdu w systemie informacyjnym z dalszymi konsekwencjami.

Istnieją różne warianty takich systemów. W zależności od rodzaju urządzeń jakie muszą być dodatkowo montowane w samochodach (w najprostszych rozwiązaniach wystarczy pasywny nośnik danych na szybie) i rodzaju łączności (podczerwień, mikrofale, radio) systemy takie działają niezawodnie nawet przy prędkościach 180-250 km/h. Dodatkowy efekt tych rozwiązań to znacznie skuteczniejsze zapobieganie kradzieżom samochodów, co bardzo interesuje firmy ubezpieczeniowe. Nie można jednak zapominać, że obok coraz "mądrzejszych" dróg potrzebni nam są równie rozsądni kierowcy.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200