Могат ли общуващите коли и самообучаващите се светофари да преобразят улиците на Щутгарт

© Jan Rottler

Вечер центърът на Зинделфинген, градче с 63 000 жители на 20 километра от Щутгарт, изглежда като пощенска картичка - улиците му са пусти. За да стигнат до Щутгарт, жителите, които работят там, стават рано, за да прекарат най-малко половин час в задръствания. Същевременно в Зинделфинген е най-голямата в света производствена база на "Даймлер", която прави "Мерцедес-Бенц". Градчето, което е административно част от Щутгарт, е само брънка в автомобилната индустрия на района и на Баден-Вюртемберг - провинция с 10.3 милиона жители, където секторът създава 235 000 работни места към края на 2016 г. и още близо 300 000 косвени, свързани с него.

Автоиндустрията наблюдава внимателно трансформацията в начина, по който германското общество се отнася към енергията. Така нареченият "енергиен преход" (Energiewende) отдавна не се възприема като механична замяна на "твърдите" източници като въглищата и нефта с океани от слънчеви панели и армия от вятърни турбини. "Електромобилността", която е част от него, пък не значи да извадиш двигателя с вътрешно горене от автомобила и да го замениш с електрически. Затова проблемът на бизнеса не е само в неизпълнимите "политически" цели - например тази за един милион електромобила по германските пътища до 2020 г. (при 34 022 към началото на тази), която, ако можеше да се осъществи, би изправила сектора пред изпитание. Бе Ем Ве, "Даймлер" и базиранията на север "Фолксваген" са под натиск и от нуждата да се състезават с "Гугъл", "Тесла", "Епъл" и "Юбер" в области като автономното шофиране, намаляването на емисиите и споделените пътувания и комуникацията с пешеходците, за да запазят позициите си и да не се окажат жертва на подривни технологии.

Светещите кръгли "очички" (всъщност фарове със сензори за движение) на автономната кола, посрещаща посетителите в Лабораторията за мобилност на института "Фраунхофер", загатват само за част от изпитанията пред мобилността на бъдещето. Разположен между Зинделфинген и Щутгарт, "Фраунхофер" разработва проекта Ambient Mobility Lab съвместно с Масачузетския технологичен институт и се опитва да разгледа възможните решения за бъдещите градски пространства, а после - да предлага отговорите на бизнеса. За учените справянето със сегашните проблеми на мобилността - приложени в свят, който все още ползва конвенционални двигатели - означава, че е нужно да се работи по решения, които да могат да се приложат, докато електромобилите и автономните коли тепърва навлизат на пазара.

В изследователския център изучават трафика в градовете, наблюдават къде има струпвания на коли, пешеходци и потенциални клиенти на таксита. Наблюдават поведението на пешеходци и шофьори и с математически и други инструменти опитват да разберат как може да се направи бизнес модел на негова база, за да се повиши устойчивостта. А тя не е нужна само заради "целите" за икономичност, застъпени в "енергийния преход" - с урбанизацията все повече хора се местят към градските зони; увеличават се автомобилите, разходите от транспорт, последиците от задръстванията за ежедневието и здравето. Това е предизвикателство за общото градско пространство - дори в момента за придвижване на превозно средство в града със скорост около 50 км в час може да са необходими десетки квадратни метри - колкото едно съвременно германско жилище.

На кръстопът

В Щутгарт шофьори и пътници губят средно 64 часа годишно в задръствания. От целия трафик в града около една трета е резултат от търсенето на паркоместа. На национално ниво този проблем надхвърля глобалното затопляне - замърсяването на въздуха, чиито жертви стават 10 000 души годишно в Германия (чрез заболявания, свързани с мръсния въздух), около три пъти повече от жертвите на катастрофи.

Около четвърт от излагането на шофьори на мръсен въздух става при чакане на кръстовища (макар да прекарват 3% от времето там) , където са съсредоточени и между една четвърт и една трета от частиците. концентрацията им на най-натоварените кръстовища достига размер, 92 пъти по-голям от тази на нормални улици.

С проекта lightTraffic & TrafficlightAI изкуствен интелект може, чрез машинно самообучение, да намали близо два пъти средната продължителност на пътуванията в големите градове спрямо автоматичната настройка на светофарите или с около 10% спрямо "ръчно управляемите" настройки със смяна на равни интервали. Система с невронни мрежи, изпробвана при лабораторни условия, се учи от наблюдение на трафика при първоначално зададени произволни настройки на светофарите. Проектът обаче отчита, че ако някой ден автономните коли заменят напълно тези с шофьори, възможностите им да се свържат една с друга и така да избягват сблъсъци може да направят свързването им една с друга безсмислено.

Изследователите се опитват да оптимизират симулациите на компютъра, за да ги превърнат в урок за реалния живот. Такава система ще е подходяща за извънредни ситуации, тъй като ще подобрява реакцията си при всеки инцидент. "Доброто е, че в специални ситуации те се опитват да намерят подобни моменти и да реагират спрямо тях. Въпросът е: система, управлявана от човек, би ли се справила по-добре?"

Оптимизацията на трафика обаче

няма да реши проблемите -

улиците в Щутгарт са достигнали лимита на коли, които могат да се поемат, затова трябва да се мисли как броят им да бъде намален,

© Jan Rottler

Мобилност за всички

Транспортна система, която да е ефикасна, устойчива и всички да доволни от нея, без да се налага правителствата да я субсидират. С проекта Hubcab Масачузетският институт изследва броя на такситата и придвижването им из Ню Йорк; къде са започнали и съответно свършили повече или по-малко курсове. В Манхатън много курсове препокриват маршрутите си, а същевременно има неравномерно разпределение на предлагането - в някои части много хора чакат за такси, а на летищата колите трябва да се състезават за пътници.

От анализираните данни за 30 000 таксита (и 170 милиона превоза) в Ню Йорк за година следва, че 90% от пътуванията могат да бъдат споделени, а трафикът да бъде намален наполовина, ако пътникът е склонен да почака по-малко от минута. При чакане до две минути е възможно споделяне на до сто процента от пътуванията, макар и само ако има система за централно управление на такситата. Споделянето на пътуванията - което всъщност е работеща практика в някои части на Германия - би довело до закъснения от не повече от 3 минути за някои от пътниците, а би спестило разходи и емисии.

© Jan Rottler

Пътниците плащат чрез... гледане на реклами

Понякога баче е по-трудно пътуванията да бъдат споделени, например при хора с увреждания. За тях общественият транспорт е по-достъпен, отколкото преди 20 години, но невинаги, а такситата в Ню Йорк са скъпи (2.56 долара за миля) и мнозина остават изключени. Една от възможностите е чрез контекстуализирани реклами, твърдят учените в Масачузетския технологичен институт като част от проекта CA$HCAR. Моделът им предвижда и двете рекламни системи, използвани в момента в града (с панел върху превозното средство или с екран в автомобила) да се използват. При първата да се показва различно съдържание на "Таймс скуеър" и "Уолстрийт", а при втората - таргетиране на базата на крайната точка на пътуването. Учените смятат, че на базата на данните, с които разполагат, могат да кажат с известна вероятност какъв е доходът на пътниците и откъде идват. С постепенно въвеждане на нови решения цената може да се доближи до тази на градския транспорт:

- въвеждането на автономно шофиране би спестило 0.4 долара на миля;
- субсидирането чрез реклами може да спеспи около 0.36 долара на миля;
- въвеждането на градска такса "данък мобилност", която би отчела нуждата на всички да имат равен достъп до транспортни услуги, би подпомогнало цената на един курс с още 0.7 долара (градският транспорт също е субсидиран);
- всичко това би свалило цената на миля до 1.14 долара
Ако обаче сегашният среден брой пътуващи в таксита (1.8 души) се удвои и повече хора споделят един курс, каквато възможност дава предишният проект, пътуването в такси би достигнало градския транспорт, при който сумата възлиза на около .054 долара на миля.

Как обаче

пешеходците се вписват в уравнението

на новата мобилност?

Именно малкият автомобил на входа, завъртял очите си при влизането на журналисти в лабораторията е най-атрактивният момент в програмата, представена от Лукас Блок от екипа за иновации в мобилността. Освен на движение той реагира и на знаци като изпъната напред ръка - експерименти показват, че взаимодействието на автономните коли с пешеходците например може да протича по правила на базата на жестове, които хората използват при контакт с шофьорите на обикновените автомобили.

© Ангел Петров

Това дава възможност на колата да разпознава конкретни жестове - най-важните като тези за спиране и изчакване и продължаване на пътя са подобни за всички. На стъклото могат да се прожектират сигнали, които да улесняват пешеходците - възрастните са свиквали на гледат към шофьора - докато "очите" се движат и създават усещането за истинско общуване. Те са важни и за децата, чието зрително поле заради ръста им често достига нивото на фаровете. Между тях се изписват и съобщения, чрез които автомобилът създава усещането, че "говори" - "Благодаря" и "Ще изчакам". Изследванията в Щутгарт обаче показват, че това няма особен ефект, защото вниманието е върху фаровете и мястото на шофьора.

Пешеходците ще имат проблеми с машините, когато те станат масови. Опитите за комуникация може да увеличат трафика, но същото може да се случи и при автоматичното спиране на колата всеки път, когато човек попадне в "полезрението" на автомобила. Същевременно запитани, повечето хора казват, че комуникацията с автомобила (бил той управляван от човек или машина) е нужна в името на сигурността. Още е трудно да се решат и други проблеми - как ще реагира автономната кола при взаимодействие с голям брой хора или например когато деца се забавляват с автомобила, като му правят ненужни жестове.

© Jan Rottler

Изследователите във "Фраунхофер" знаят, че технологичните промени (електромобилността, автономното шофиране, Интернет на нещата) ще влияят на градската среда, както и нуждата от устойчивост и споделената икономика. Идеите им не са част от единна визия за бъдещето - автономните коли, свързани помежду си, обезсмислят "умните" светофари. Много от тях, приложени в Германия или в САЩ - ще срещнат съпротива от бизнеса, от синдикати, от правозащитници, правителства или други групи с интерес. И днес понякога решенията, предлагани или осъществявани в Германия, не изглеждат толкова бляскави, колкото в други държави, осъзнали нуждата от енергиен преход, предимно сред развиващите се страни и все още динамичните азиатски икономики.

За европейските мащаби обаче, където във вземането на решения участват много повече актьори от правителството и бизнеса, всички нови технологии трябва да се разглеждат и да навлизат на пазара предпазливо и с мисъл за последствията. От друга страна част от идеите, разгледани в "лабораторията", вероятно биха се приели добре в най-голямата европейска икономика - достатъчно е човек да е споделял пътуване с такси с непознати в Германия, за да знае, че това се приема добре и на изток, и в по-богатия запад.