IT Systems 7-8/2022 Trendy ICT Automobilový průmysl 31. 8. 2022 8:52

Naučit vozidla komunikovat s infrastrukturou a mezi sebou pomůže komunikace V2X

Vozidlo projíždí městem a řidič při odbočování vlevo dostane upozor­nění „Pozor, křížení s tramvají“, včas zastaví a nechává projet tramvaj, která má přednost, čímž zabrání kolizi. To je jen jeden z příkladů, jak v praxi funguje kooperativní inteligentní dopravní systém založený na komunikaci V2X, který během jízdy upozorňuje řidiče na kritické situace a zvyšuje tak bezpečnost provozu na pozemních komunikacích.

Kooperativní inteligentní dopravní systém (C-ITS) umožňuje zabez­pe­če­nou a důvěryhodnou komunikaci mezi vozidly navzájem, mezi vozidly a dopravní infrastrukturou a také s dalšími účastníky doprav­ní­ho provozu. Jedná se o inovativní inteligentní dopravní systém, jehož rozvoj má významný potenciál pro zvýšení bezpečnosti a plynulosti dopravy, a to díky efektivnímu využívání dopravních dat. Smyslem kooperativních systémů v současné fázi jejich imple­men­ta­ce je přinášet řidiči včasné a přesné informace o dění kolem něj. Díky C-ITS si mohou vozidla mezi sebou, ale i s dálniční infrastrukturou či křižovatkami vyměňovat v reálném čase zabezpečená data a infor­ma­ce. Řidič tak dostává ověřená oznámení o možných nebezpečích, jako je třeba výskyt náledí, o vznikající koloně, pohybující se technice údržby dálnic nebo o blížícím se vozidlu IZS. Vytvoření komunikačního kanálu mezi vozidly a ostatními prvky je rovněž výchozí platformou pro rozvoj dopravy v oblasti její automatizace.

Evropská unie podporuje rozvoj C-ITS systémů prostřednictvím evropských projektů, nejprve výzkumných, poté ve formě rozsáhlých testovacích a ověřovacích provozů a návazně v podobě dotačních příležitostí pro zavádění v produkčním provozu. Česká republika patří mezi členské země EU, které se zapojily již do testovací fáze zavádění C-ITS, a díky tomu má naše země v současnosti připravenou potřebnou infrastrukturu pro zavádění C-ITS. Zároveň na českém trhu působí společnosti s potřebným know-how, což je nezpochybnitelná výhoda pro úspěšný start využívání C-ITS v praxi.

Benefity a příklady zavádění C-ITS

C-ITS ve stávající podobě umí poskytovat standardizované C-ITS služby. Jedná se o služby zaměřené na bezpečnost a plynulost dopravy prostřednictvím informování účastníků dopravního provozu. Přínosy lze demonstrovat na již uskutečněných realizacích, například:

• Na dálnicích D0, D1, D5 a D11 se pohybují C-ITS jednotkou vybavené vozíky a vozidla středisek správy a údržby komunikací, které hlásí svoji polohu a upozorňují řidiče na probíhající práce na silnici.
• V Brně jsou C-ITS jednotkou osazeny světelné křižovatky, které umožňují preferovaný průjezd vozidel integrovaného záchranného systému a městské veřejné dopravy.
• Vybrané železniční přejezdy v Pardubickém a Ústeckém kraji informují o svém stavu blížící se řidiče.

Příkladem implementace kooperativních systémů je přenos dopravně informačních a řídicích stavů do vozidla. Distribuce informací probíhá mezi centrálními prvky C-ITS, centrálními C-ITS jednotkami propo­je­ný­mi s řídicími dopravními centry a vybranými C-ITS jednotkami na dálnicích, které tak v předstihu předávají do vozidel informace o proměnném dopravním značení na úseku před nimi, o aktuálních predikcích stavu počasí (např. hrozící náledí) nebo o pohybujících se vozidlech v protisměru. Řidiči tak na základě těchto včasných informací mohou reagovat na danou dopravní situaci v předstihu.

Ukázkou implementace kooperativních systémů je také vybavování vozidel integrovaného záchranného systému (IZS) vozidlovými C-ITS jednotkami. Při zásahu složek IZS pak informaci o blížícím se vozidle hasičů, zdravotní záchranné služby nebo policie dostávají všechna vozidla v okolí. Řidiči jsou tak připraveni na včasný a bezpečný úhybný manévr a vytvoření uličky pro průjezd vozidla IZS. Vedle předávání informací může C-ITS sloužit také pro komunikaci s řadičem světelné křižovatky, kdy si vozidla IZS mohou prostřed­nic­tvím instalované jednotky zajistit preferovaný průjezd křižovatkou (to znamená, že mají ve svém směru signál „volno“, zatímco ostatní proudy „stůj“) a tím i urychlit dojezd na místo zásahu.

Další rozvoj kooperativních systémů je spojen zejména s postupujícím propojením C-ITS jednotky s asistenčními systémy a ovládacími prvky vozidel. Zanedlouho tak budou vozidla například schopna v předstihu automaticky reagovat na prudce brzdící vozidlo před sebou nebo budou zvládat jízdu v konvoji vozidel s využitím automatizovaného řízení, tzv. platooning, kdy mezi jednotlivými vozidly v konvoji probíhá synchronizace jejich brzdění či akcelerace.

Kromě komunikace mezi vozidly se další rozvoj soustřeďuje i na komunikaci s ostatními účastníky provozu a na jejich ochranu. Vývojové snahy směřují k upozorněním řidičů na chodce a cyklisty v nepřehledných křižovatkách či oblastech s vysokým výskytem zranitelných účastníků provozu, kdy prostřednictvím senzorů dete­ku­jí­cích jejich pohyb a zajišťujících přenos informací do vozidla bude možné řidiče včas varovat. Tyto služby se postupně testují v rámci pilotních projektů v Evropě, například v Drážďanech a Hesensku je implementována služba se zaměřením na ochranu cyklistů.

Architektura je připravena k napojení dalších subjektů

Z technického pohledu se C-ITS skládá z několika základních prvků, které tvoří základ celého systému:

• Centrální prvky C-ITS na evropské i národní komerční úrovni zajišťující zabezpečení a důvěryhodnost komunikace a propojení datových center
• Centrální C-ITS stanice, tzv. C-ITS Back Office, zajišťující generování, distribuci, zpracování a vyhodnocení dopravních událostí
• Vozidlové C-ITS jednotky, tzv. OBU (On Board Unit)
• C-ITS jednotky umístěné na infrastruktuře, tzv. RSU (Road Side Unit)
• Mobilní aplikace

V České republice zajišťuje provoz centrálních prvků C-ITS Ředitelství silnic a dálnic. Při napojování k centrálním prvkům C-ITS musí každý žadatel splňovat předem definované podmínky, aby se zajistilo, že jsou do systému zapojeny pouze důvěryhodné subjekty, které zprostředkovávají relevantní C-ITS zprávy.

Způsob komunikace

C-ITS je založeno na komunikaci, při níž se využívá jak přímá technologie ITS-G5, tak přenos prostřednictvím mobilních sítí. ITS-G5 je specifikována evropskou sadou protokolů založených na standardu IEEE 802.11 a jejím rozšíření 802.11p a operuje na frekvenci 5,9 GHz, která je vyhrazená pouze pro dopravní služby. Technologie ITS-G5 umožňuje přímý přenos mezi vozidly a infrastrukturou, je označována také jako WiFi pro automobily a mezi její hlavní přednosti patří rychlost přenosu. Mobilní datové sítě jsou využívány zejména k přenosu prostřednictvím centrální C-ITS stanice, kde jsou generovány dopravní informace. Technologie je připravena i na využití 5G sítí.

Perspektivy většího rozvoje

Pro plné využití benefitů C-ITS je klíčový další vývoj jak na straně dopravní infrastruktury, tak na straně vybavování vozidel C-ITS jednotkami. Rozvoj C-ITS je na evropské i národní úrovni jednou z podporovaných aktivit. Pro urychlení zavádění C-ITS na síti pozemních komunikací, železnici a ve městech jsou tak k dispozici dotační tituly, které mohou investoři využívat. C-ITS je podporováno z fondů Evropské unie, které jsou buď řízeny přímo EU, nebo jsou realizovány prostřednictvím národních operačních programů. Nejvýznamnějším programem řízeným EU je nástroj pro propojení Evropy – doprava („CEF2“). CEF2 je zaměřen na modernizaci transevropské dopravní sítě („TEN-T“), je tedy vhodný zejména pro správce dopravní infrastruktury. V rámci CEF2 budou v období 2021-2027 vyhlašovány průběžné výzvy, do kterých je možné přihlašovat jednotlivé projekty rozvoje ITS a C-ITS, k srpnu 2022 není taková výzva aktivní. Mezi národní operační programy patří Operační program Doprava 2021-2027 („OPD3“) a Integrovaný regionální operační program („IROP“). OPD3 je program řízený Ministerstvem dopravy, kromě manažerů dopravní infrastruktury se zaměřuje i na rozvoj C-ITS v městech a městských aglomeracích. Zveřejnění prvních výzev pro podání žádostí o financování se odhaduje v Q4/2022. IROP je programem řízeným Ministerstvem pro místní rozvoj zaměřeným např. na rozvoj městské mobility a modernizaci IT systémů IZS, je proto potenciálně vhodný pro vybavování vozidel dopravních podniků, městské infrastruktury a vozidel IZS. Vyhlášení prvních výzev na podporu IZS se předpokládá v průběhu srpna, u výzev týkajících se telematiky ve veřejné dopravě pak v listopadu 2022.

Z hlediska rozvoje týkající se vybavování vozidel již někteří výrobci nabízí řady vozidel, u nichž je výbava C-ITS jednotkou součástí základní verze vozidla. Kooperativní systémy jsou zahrnuty i v kon­cep­ci společnosti EuroNCAP. Plán vývoje hodnocení bezpečnosti vozidel počítá se zohledněním funkcionality C-ITS od roku 2024, to znamená, že po roce 2024 by měla být pouze vozidla vybavená kooperativním systémem ohodnocena plným počtem bodů za bezpečnost.

C-ITS systémy jsou inovativním dopravním systémem, jehož poten­ci­ál je vnímán nejen pro zvýšení bezpečnosti a plynulosti dopravy, ale i jako nástroje pro efektivní využívání dopravních dat a základny pro rozvoj automatizace dopravy. Díky podpoře prostřednictvím dotačních titulů se k zavádění C-ITS mohou postupně připojovat další města, dopravní podniky a jiné subjekty. Rozšiřování infra­struk­tu­ry současně přispívá ke stimulaci vybavování vozidel jejich výrobci.