Hanno Spijker

Waar zijn we nu helemaal mee bezig?

Intelligente Transport Systemen (ITS); wat en waarom?

Het zal je niet ontgaan zijn: tegenwoordig wordt er steeds meer elektronica in voertuigen gestopt. Dit geldt zowel voor auto's als voor vrachtwagens, treinen, boten, etcetera. Voorbeelden die we allemaal kennen zijn: ABS, cruise control en natuurlijk navigatie (e.g. TomTom). Al deze systemen dienen ervoor het leven van de chauffeur gemakkelijker te maken.

Overzicht communicatie en toepassingen in Intelligente Transport Systemen (ITS)

De zojuist genoemde voorbeelden zijn toepassingen die onafhankelijk zijn van andere voertuigen. Gaan we een stapje verder, dan vindt er interactie ofwel communicatie plaats tussen de voertuigen. De voertuigen, samen het transport systeem, wordt door de uitwisseling van informatie intelligent (er vanuitgaande dat het voertuig iets met de informatie doet).

Transport in zijn algemeenheid brengt een aantal problemen met zich mee. Ten eerste zijn verkeersongevallen wereldwijd een van de grootste problemen van de gezondheidszorg, dit wordt in de komende jaren met toenemend verkeer alleen maar nijpender. Het tweede probleem is de uitstoot van broeikasgassen, oftewel CO2, van voertuigen.

Door middel van ITS kunnen verkeersongevallen voorkomen worden door vroegtijdig de bestuurder te waarschuwen voor een gevaarlijke situatie. Ook kan de verkeersdoorstroming verbeterd worden wat minder uitstoot van broeikasgassen tot gevolg heeft.

Voorbeelden van ITS

Coöperatieve Adaptieve Cruise Control

Bovenstaand filmpje laat zien dat er, door het gedrag van de bestuurders, een spookfile ontstaat terwijl er in eerste instantie geen reden is voor een file. Overreactie door de bestuurder is de reden voor dit fenomeen. Doordat een bestuurder de voorganger ziet remmen, remt de bestuurder harder dan nodig. Dit zorgt voor een schokgolf waarbij aan het eind een file ontstaat.

Door het inzetten van ITS kan dit fenomeen voorkomen worden. Een eerste vorm hiervan is Adaptive Cruise Control (ACC), oftewel Aanpassende/Adaptieve Cruise Control. ACC gebruikt een sensor om de voorligger in de gaten te houden om zo een vaste afstand te houden. Het nadeel hiervan is, dat er nog steeds een schokgolf plaatsvindt. Door verder te kijken dan alleen de voorligger ontstaat Coöperatieve ACC (CACC). Door middel van het uitwisselen van informatie, zoals snelheid en acceleratie, kan ieder voertuig zijn snelheid zo aanpassen dat iedereen goed door kan rijden en er geen spookfile ontstaat. Door het verbeteren van de verkeersdoorstroming wordt de uitstoot van broeikasgassen verminderd.

Waarschuwing voor gevaar op de weg

Veel ongelukken worden veroorzaakt door een (plotseling) gevaar op de weg. Een van de voorbeelden is de recente ramp in noord Duitsland waar acht doden en 139 gewonden zijn gevallen in een zandstormcrash. Door middel van ITS kunnen voertuigen eerder geinformeerd worden over de gevaarlijke situatie en zouden ze tijdig kunnen reageren, of kan het voertuig zelfs zonder tussenkomst van de bestuurder het gas loslaten en tot stilstand kunnen komen.

Naast dit voorbeeld zijn er natuurlijk veel meer voorbeelden te noemen: gladheid door neerslag (ijzel/sneeuw/regen), een ongeval, een voertuig met pech, enzovoorts. Door deze waarschuwingen te verspreiden kunnen voertuigen op tijd anticiperen op het gevaar. Hierdoor kunnen verkeersongevallen voorkomen worden en daarnaast wordt ook de verkeersdoorstroming verbeterd.

Ontwikkeling op dit moment

Op dit moment is wereldwijd onderzoek gaande naar de mogelijkheden van ITS. Er zijn nog veel open vragen over, onder andere, privacy en betrouwbaarheid. Het zal dus nog even duren voordat de systemen zover ontwikkeld zijn dat iedere auto ermee uitgerust zal zijn. Toch verwacht men dan binnen 5 tot 10 jaar ITS zijn intrede gemaakt zal hebben.

Ook in Nederland wordt er veel onderzoek verricht door onder andere de Universiteit Twente, TNO en Logica, toevallig heb ik bij alle drie gewerkt! In het blad De Ingenieur nr. 8 staat een heel goed artikel over coöperatief rijden getiteld: "Beter bumperkleven - communicerende auto's elimineren invloed bestuurder". Hierin wordt onder andere mijn begeleider van de Universiteit Twente, Geert Heijenk, geciteerd. Er wordt aandacht besteed aan de voornaamste huidige projecten in Nederland.

Snelweg A270: ITS proeftuin van Nederland

De A270 is ter beschikking gesteld om proeven te doen op het gebied van nieuwe ITS toepassingen. De snelweg is zelfs totaal afgezet geweest om de proeven uit te voeren. Misschien heb je het al wel gehoord, het is uitgebreid in het nieuws geweest. Op A270demo.nl kan je verscheidene filmpjes over de proeven en de resultaten vinden.

En waar hou ik me dan zoal mee bezig?

Wat goed in het artikel uit De Ingenieur naar voren komt zijn de problemen: marktintroductie en marktpenetratie. Dit wil zeggen: als er nog maar weinig voertuigen uitgerust zijn met de communicatieapparatuur die nodig is voor ITS, hebben veel toepassingen geen nut. Veel toepassingen hebben een marktpenetratie van 15% nodig, zo wordt in het artikel gesteld. 

Los daarvan blijft het probleem dat het communicatiebereik van een voertuig, met de voorgestelde technologie, beperkt is. Daardoor kan het zo zijn dat informatie niet doorgegeven kan worden omdat het bereik simpelweg niet voldoende is.

Ik hou mij daarom bezig met het oplossen van deze problemen. Een alternatief zou namelijk kunnen zijn het gebruik van satellietcommunicatie. De voordelen hiervan zijn het enorme dekkingsgebied en de relatief goedkope en eenvoudig te installeren infrastructuur. Maar, ook satellitecommunicatie heeft zijn nadelen. Het ultieme doel is dus satellitecommunicatie te integreren in de 'huidige' (ad hoc) communicatie tussen voertuigen.

En, hoever ben je al?

Zoals in een eerder bericht al aangegeven heb ik mijn literatuuronderzoek al een tijdje af. Daarin heb ik ITS onderzocht tesamen met de twee technologiën: communicatie rechtstreeks van voertuig naar voertuig en communicatie via satelliet.

Aan de hand van de eigenschappen van beide systemen ben ik gaan kijken naar de mogelijkheden om ze te integreren. Daaruit volgden een aantal toepassingen en situaties waarvan ik denk dat ze voordeel aan elkaar kunnen hebben.

Op het moment ben ik bezig om exact uit te vogelen hoe de twee technologiën geïntegreerd kunnen worden. Als ik dat op een rijtje heb kan ik dit testen en kijken of het ook daadwerkelijk voordeel op levert, maar daar ga ik wel vanuit!

[bron: mijn litereratuur onderzoek enzo :P]