Журнал «Train and Brain». О цифровизации городов и электромобилях

Электромобили, безусловно, улучшат экологию городов. К сожалению, доминировать на улицах они станут не раньше чем лет через 30. Но существенно понизить долю выбросов парниковых газов в атмосферу можно уже сейчас. Технологии Индустрии 4.0 могут не только сделать движение в мегаполисах быстрее и комфортнее. Уже сегодня они помогают заметно снизить количество парниковых газов, выделяемых в атмосферу.

Сегодня уже невозможно эффективно управлять транспортными потоками без использования современных технологий. Цифровизация уже повысила во многих городах комфорт пассажиров общественного транспорта: видя на расположенном на остановке табло ожидаемое время прибытия автобуса или трамвая, они могут принимать более эффективные решения — ждать, идти пешком или выбирать альтернативный маршрут.

Также внедряются автоматизированное отслеживание нарушений дорожного движения, весогабаритный контроль. Во многих городах (Стокгольм, Сингапур) уже дополнительно отслеживается время выезда частных авто и такси в город в часы пик. В мире уже есть экспериментальные технологии, которые выявляют водителей, «замедляющих» движение: система фиксирует время въезда и выезда транспортного средства на перегруженную дорогу и затем присылает счета на оплату. Так, в Китае интеллектуальная система компании Shenzhen JHC Technology может автоматически обнаруживать и идентифицировать автомобили для оплаты автомобильных пошлин без остановки.

Искусственный интеллект делает систему движения в городах не только экономичнее, но и экологичнее.

«Беспилотные автомобили, 5G, интернет вещей, искусственный интеллект — это ключевые технологии с точки зрения управления транспортной системой будущего», — говорит директор факультета информационных технологий Университета ¬«Синергия» Станислав Косарев.

По мере развития технологий транспортный комплекс постепенно превратится в единый организм — им начнет управлять автоматизированная система на базе ИИ, которая отслеживает ситуацию в режиме реального времени и оперативно вмешивается, когда это необходимо. «Например, если сегодня на дороге возникает пробка, светофор, как правило, работает в обычном режиме. А в городах будущего умные камеры будут анализировать потоки движения, фиксировать затор и сообщать об этом умному светофору, после чего тот, например, начнет быстрее включать зеленый свет», — поясняет Стани¬слав Косарев.

В ряде городов мира, в том числе в Шанхае, Кракове, тестируются в боевых условиях программы управления дорожным трафиком и переключения светофоров, синхронизированные с данными, поступающими от трамваев и автобусов. В Корее благодаря 5G тестовые трамваи, находящиеся на маршруте, также смогут обмениваться информацией напрямую, что позволит прокладывать маршрут более эффективно.

Искусственный интеллект делает систему движения в городах не только экономичнее, но и экологичнее. «Улично-дорожная сеть с внедрением новых технологий станет более безопасной. Потенциальное число аварий и чрезвычайных ситуаций снизится, скорость движения увеличится. Вред, наносимый транспортом окружающей среде, снижается благодаря использованию умной экологической маршрутизации», — уверен заместитель председателя ученого совета, доцент Института проблем транспорта РАН Владимир Комашинский.

На новый уровень системы управления транспортными потоками выведет широкое распространение систем автономного движения. Создатели концепций умных городов не скрывают, что в перспективе хотели бы полностью устранить из транспортной системы человеческий фактор. По их мнению, если поток будет управляться из единого центра, то полезное использование дорог общего пользования повысится в разы, а их пропускная способность и безопасность выйдут на совершенно новый уровень. Как установили исследователи из Университета Бар-Илан (Израиль), даже при небольшом количестве беспилотников (5%) в потоке обычных автомобилей скорость потока увеличивается на 40% при снижении расхода топлива до 28%. Значит, уменьшится и доля выбросов углерода в окружающую среду.

Тем не менее до наступления эры беспилотников еще далеко. На «чистой трассе» они уже могут быть достаточно быстрыми. Например, в Швеции скоростной лимит для автомобилей без водителя составляет 80 км/ч. Но самоуправляемые средства пока медленно ориентируются в смешанном городском потоке. Так, в столице Норвегии Осло беспилотные автобусы в тестовом режиме курсируют на трех коротких маршрутах. Недавно их максимальную скорость подняли с 16 до 20 км/ч, а вскоре лимит планируется увеличить до 25 км/ч.

Пока для скоростного беспилотного транспорта требуется изолированная инфраструктура. Решить проблему сможет строительство специальных скоростных дорог, организованных по типу верхнеуровневых хайвеев. Вначале они могут появиться на междугородних и международных направлениях. «Только так можно создать поток, который движется со скоростью 100–120 км/ч и в котором при этом полностью отсутствуют ДТП. И эта картина несовместима с обычными автомобилями», — говорит директор Центра исследований транспортных проблем мегаполисов Института экономики транспорта и транспортной политики НИУ ВШЭ Константин Трофименко.

Такие дороги еще только предстоит построить. Потому в ближайшем будущем на обычные автомобили начнут устанавливать специальные модули. Благодаря им машины смогут въезжать в поток беспилотных средств, а затем выезжать из него и снова переходить на ручное управление.

Альтернативы внедрению более сложных систем управления трафиком для декарбонизации городов фактически нет. Транспорт, использующий альтернативные источники энергии, пока не в полной мере оправдывает надежды чиновников и зеленых активистов. Электромобили очень далеки от того, чтобы вытеснить с улиц традиционные машины. Техника с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) продолжит эксплуатироваться минимум 20–30 лет, а скорее всего, даже полвека.

Более того, спрос на старые, проверенные временем автомобили не снижается. Скорее, наоборот. «Увеличивается количество традиционного транспорта и вредных выбросов от него. Растут объемы перевозки грузов и пассажиров. Кроме того, применяемые методы экологической маршрутизации транспортных потоков не вполне эффективны», — отмечает Владимир Комашинский.

Александр Пузанов, генеральный директор Института экономики города:

Предложить потребителям и бизнесу альтернативу производители электрокаров пока не могут. Еще не завершены исследования, которые позволят увеличить мощность электрических батарей. Но и города пока не готовы к наплыву экологичного транспорта.

Одно из главных препятствий на пути «электромобилизации» — отсутствие сопутствующей дорожной инфраструктуры. В теории зарядными устройствами для автомобилей будущего можно оснастить каждое парковочное место. В отличие от бензоколонок, они компактны — представляют собой небольшой столбик, из которого вытягивается шнур. Но пока речь идет хотя бы о том, чтобы внедрить пункты зарядки на традиционных заправках.

«Все зависит от времени пробега без подзарядки электротранспорта. Если оно будет соизмеримо с проездом «на одном баке» обычного автомобиля, то возможно совмещение станций бензо- и электрозаправки и даже дальнейшее их перепрофилирование на зарядные станции», — предполагает Владимир Комашинский.

«Часть транспортных средств будет иметь гибридные двигатели, поэтому вполне разумно совмещать традиционную автозаправочную инфраструктуру и пункты зарядки электро¬мобилей», — соглашается Константин Трофименко.

Технически такую задачу можно решить за несколько лет: для этого нужно выделить на автозаправке специальное место и протянуть туда промышленный электрический кабель. «Однако если представить, что все 100% автомобилей электрические, то распределенная по городу сеть — это правильнее, чем отдельные заправки, — говорит Константин Трофименко. — АЗС имеют свойство загораться и взрываться, по¬этому есть определенные технические нормы по их размещению. Эти нормы точно не нужны, когда речь идет о зарядке электромобилей».

Но вопрос еще и в том, насколько существующие городские энергосети будут готовы выдержать возрастающие нагрузки. Скорее всего, понадобится модернизация, ввод дополнительных мощностей и применение возобновляемых источников питания. Ведь если использовать для зарядки электромобилей энергию, полученную в результате сжигания ископаемых источников топлива, суммарный экологический эффект от запрета ДВС будет нейтральным, а то и вовсе негативным.

Получается, нельзя просто наводнить электромобилями существующие мегаполисы, которые при этом одновременно сами перестраиваются под новые экологические и урбанистические стандарты. Необходимо перестроить всю дорожную инфраструктуру. Иными словами, любые используемые виды транспорта предстоит интегрировать в единую систему умного города.

Источник: сайт https://trainandbrain.ru/