Auta spolu budou mluvit. A nejen spolu

Budoucnost automobilů není ani tak v technologiích motorů, jako spíš v komunikaci. Tím, že spolu budou auta mluvit, se dosáhne velkého snížení paliva, emisí a hlavně se zachrání spousta lidských životů.

Je to už několik let zpět, co Volvo oznámilo, že v roce 2020 bude vyrábět auta, v nichž nikdo nezemře. Tomu se spousta lidí zasmála, ale jak to vypadá, tahle fráze z reklamního letáku nabývá až neuvěřitelně reálných obrysů. Jednou z cest, jak toho dosáhnout, je právě komunikace mezi vozidly.
Významné evropské automobilky a dodavatelé z automobilového průmyslu se spolu s výzkumnými institucemi a dalšími partnery zapojily do konsorcia CAR 2 CAR Communication Consortium, jehož cílem je do roku 2016 dokončit vývoj společné platformy pro komunikaci mezi automobily (CAR 2 CAR).
Do konsorcia už je zapojeno tolik firem, že bychom je na všech prstech těla nespočítali ani náhodou. A nejsou to žádné malé rybky a vývojoví začátečníci. Z automobilek je to například Volvo, Ford, General Motors, BMW či Daimler. Z výzkumných týmů pak můžeme zmínit inženýry od Austria Techu, Efkonu, Fluidtime Data Services, Kapsche…
A co je výsledkem? Především systém, který dokáže zabránit haváriím, vytvoří ze silnic bezpečnější místo a mimo jiné i uspoří spousty peněz.

Jak mohou auta komunikovat? Není to tak složitý proces. Komunikace bude probíhat prostřednictvím sítě WLAN a UMTS, tedy přes datovou a telefonní síť. Tyto technologie jsou v současnosti na tak vysoké úrovni a navíc jsou tak levné (vezměte si, co před deseti lety uměl mobilní telefon a co umí dnes a za jakou cenu), že už nic nebrání tomu, aby byly implementovány do vozidel. Do hry se zapojí i GPS, která dokáže automobil lokalizovat s přesností na metry, navíc ve spojení s UMTS se odchylka řádově snižuje.
Pokud budou takto osazena dvě vozidla za sebou, může první z nich informovat další za sebou například o zledovatělém povrchu. ESP zjistí, že na silnici je námraza, protože prokluzovala kola, tak vyšle do éteru signály právě o této situaci na silnici. Další automobil dostane danou informaci a bude se moci podle ní řídit. Například předá informaci řidiči a nastaví výkon motoru, stabilizaci a brzdění danému povrchu vozovky.
Stejně tak bude moci projíždějící vůz informovat o blížící se koloně. A nejde jen o vozidlo jedoucí vpředu, ale třeba i o vůz v protisměru. Auta stojící v koloně vyšlou signál, který protijedoucí vozidlo „přenese“ o pár set metrů až kilometrů dál a předá jej dalším vozidlům, které se ke koloně blíží. Nebude tak zapotřebí žádný extrémně silný signál, ale půjde o takzvanou distribuční síť, která dnes funguje například ve skladovacích automatizovaných halách. Informační tok dat tam není přenášen žádným silným vysílačem, ale přes celou soustavu přijímačů/vysílačů.
Stejně mohou komunikovat nejen auta mezi sebou, ale i se stabilním vysílačem. Například na semaforech umístěné datové zařízení může do aut poslat informaci, jak rychle má vůz jet, aby další semafory projel plynule. Systém nemusí být nijak zvlášť geniální, aby vyslal informaci do postupně jedoucích vozidel pokaždé jinou.

Podívejme se na praktické ukázky těchto systémů. Například Audi už v roce 2010 představilo systém Travolution. Ten připravili společně s vysokými školami a právě C2C konsorciem. Právě tady ukazuje Audi, jak může vůz komunikovat se semafory.
Vysílač na semaforech informuje řidiče nejen o rychlosti, jakou má jet, ale také třeba při stání na světlech, za jak dlouho naskočí zelená a v případě, že se řidič nerozjede, „brnkne“ mu do brzdového pedálu, aby se probudil. Pokud je zapnutý tempomat, automobil samočinně postupuje ideální rychlostí k dalšímu semaforu tak, aby k němu přijel na zelenou. Samozřejmě to předpokládá, že takových vozidel bude v koloně víc.
Co z toho vzejde? Především mnohem nižší spotřeba, která se podle výpočtů i reálnou zkouškou v Ingolstadtu, kde byl Travolution testován, sníží o 15 %. Travolution navíc umí elektronicky komunikovat s více systémy, takže může samočinně platit na parkovištích, na mýtných branách, na čerpacích stanicích apod.
Audi tento systém dotáhlo nejdál a dokázalo ho i testovat v reálném provozu. Už před ním se ale k tomuto nápadu uchýlilo hned několik automobilek. Například Nissan s jeho systémem ITS nebo GM s testy své speciální navigace.

Teď se ale podíváme na výzkum, který implementovali do svých vozidel technici z Volva. Ti dokázali, že automobily mohou komunikovat v reálném provozu, a to tak, že dokonce přeberou za řidiče řízení. Jejich systém SARTRE není ničím jiným než adaptivním tempomatem, který komunikuje s ostatními vozy. Jde vlastně o jízdu v konvoji, kdy přední vůz (například nákladní dálkový kamion) má vysílač, který informuje ostatní vozy v okolí, že on je vodič. Informuje je o tom, kam až jede a pokud jeho trať vyhovuje dalším vozidlům, ta se za něj mohou zařadit. Pak přebere řízení automat a drží se za předním vozidlem v konvoji. Řidič může odpočívat. Pokud bude chtít z konvoje vyjet, může kdykoli do řízení zasáhnout a třeba z dálnice sjet.
A tohle není jen nějaký výmysl ze sci-fi knížek. SARTRE byl už úspěšně testován a pravděpodobně půjde o jeden z pilotních projektů C2C.

Projekt ale myslí i na bezpečnější provoz. Například jde o bezpečnost motocyklistů. Ti by měli v helmě malý transpodér, který by přijímal informace o okolních vozidlech. Pokud by se například za velkým náklaďákem vyskytoval osobní vůz, který řidič motocyklu nemůže vidět, upozornil by ho systém na nebezpečí. Stejně tak by řidič v automobilu dostal informaci o blížícím se motocyklu v místě, kam není vidět.
Pokud zajdeme do důsledků, můžeme tuto techniku aplikovat i na chodce. Nissan už testoval speciální verzi tohoto bezpečnostního systému. Ten je ale založen na lokaci GPS a UMTS. Každý, kdo má v kapse zapnutý mobil, vysílá do éteru poziční signál. Ten by byl zachycen a přenesen do okolí. Řidič by tak mohl na navigaci vidět i lidi, kteří stojí skryti za vozidly a mohli by vstoupit nebezpečně do vozovky.

Ale pokud hledáme odpovědi, ani sebevětší konsorcium nedokáže nic, pokud nemá v zádech dýchající konkurenci. Ta je větrem v plachtách či v tomto případě pohonnou hmotou pro rychlejší výzkum a vývoj. Na světě je totiž podobných výzkumů celá řada.
V roce 2011 například ve Výzkumném centru spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka při ČVUT Fakulty strojní v Praze, byly hned dva projekty, které se podobnou problematikou zabývaly. Hledala se zde nová řešení a optimalizace struktur řídících algoritmů vozidel. V jejich rámci se například propočítávaly vlivy naladění algoritmu tempomatu na stabilitu kolony. Ještě přímější propojení na dnes sledované téma pak měla práce s názvem „Návrh řešení koordinace proudu vozidel pomocí komunikace mezi vozidly inteligentními agenty“.
Zde byla vozidla modelována jako samostatné dynamické jednotky vybavené inteligentními agenty, které spolu komunikují a „vyjednávají“. Každá entita je tak zodpovědná za naplánování a provedení svého plánu jízdy. Navržen byl algoritmus pro řízení kolony z hlediska stability, plynulé jízdy proudu i řazených vozidel a dopravního vytížení. Takže sláva, Česko nespí.