Как работают умные дороги
в течении всемирный истории дороги знали множество покрытий. Камень, щебень, кирпич, дерево, песок, цивилизации — и асфальт эпохи диктовали собственные правила строительства. Казалось бы, дорога достигла больших высот — идеально ровный и прочный асфальт германских автобанов подходит для любого вида транспорта (не считая, само собой разумеется, тяжелых гусеничных автомобилей, которым по большому счету никакая дорога не нужна).
Само собой разумеется, по износостойкости асфальт уступает римским булыжникам, но новейшие технологии разрешают скоро и систематично его перекладывать: не поступаться же плавностью хода в угоду долговечности!
Как еще возможно улучшить дорогу? Какое покрытие станет следующей вехой прогресса? В Ванкувере, к примеру, сравнительно не так давно внесли предложение додавать в асфальт частицы переработанного пластика, что увеличивает прочность и разрешает часть дороги при перекладке пускать во вторичное применение. Но это только усовершенствование привычного покрытия.
Значительно более занимательной идеей думается наделить дорогу «разумом», вынудить ее не просто лежать под колесами, но и трудиться на человека в прямом смысле этого слова.
Солнечные дороги
Концепций превращения дороги в интерактивную совокупность существует множество. Разглядим пара главных направлений, в которых движутся дизайнеры и инженеры.
Американские инженеры Джулия и Скотт Брюсоу создали схему, разрешающую перевоплотить дорожную сеть в огромную солнечную электростанцию. Проект стал называться Solar Roadways, и сущность его достаточно несложна. Все дорожное покрытие США Брюсоу предлагают заменить на солнечные батареи, накрытые прозрачным сверхпрочным материалом на базе стекла, талантливым выдерживать постоянную транспортную нагрузку.
Подобная схема разрешит не разгрузить, а попросту сделать ненужными последовательность классических электростанций — кроме того при условии, что «на сторону» отправятся лишь излишки энергии. В первую же очередь Solar Roadways будут питать сами себя. Зимний период они будут самоочищаться от льда и снега методом легкого прогрева, дорожные символы станут интерактивными, управляемыми от дороги, разметку возможно будет высвечивать встроенными в полотно светодиодами; более того, от полотна смогут бесконтактно заряжаться аккумуляторная батареи электромобилей!
Джулия и Скотт основали собственную компанию и в феврале 2012 года представили первый пример дорожной плиты, квадрат со стороной 3,658 м. Причем еще до этого проект смотрелся так убедительно, что министерство транспорта США выделило грант в $100 000 на изготовление прототипа.
Покрытие Solar Roadways складывается из трех слоев. Внешний слой — это главная неприятность разработчиков. Особое стекло, которое хватит прочным, дабы выдерживать кроме того тяжелые грузовики, не прогибаясь и не повреждая хрупкие солнечные панели, много стоит.
Запрещено кроме этого забывать, что покрытие должно быть влагонепроницаемым и выдерживать иногда сверхтяжелые погодные условия.
Второй слой — электронный. Он включает в себя управляющие процессоры, нагревательные элементы для спасения от снега, солнечные панели, LED-подсветку. Наконец, третий слой — базисный, коммуникационный. Как раз через него электричество, «добытая» дорогой, поступает внешним потребителям.
И кстати, не только электричество. Через Solar Roadways возможно вести телефонию, скоростной интернет и т. д.
минусы и Плюсы разработки Брюсоу налицо. Плюсы: недорогая и дешёвая электричество, огромная независимая электростанция с возможностью подключения к ней в любом месте, удобство управления информацией и разметкой, экологические преимущества. Основной же минус проекта — его ужасная цена.
Одна панель по самым скромным расчетам обойдется в $7−10 тысяч (асфальт такой же площади стоит около $250), да и надежность совокупности под громадным вопросом. Одно дело — опробование пробного квадрата в тепличных условиях, а второе — ежедневный трафик, дожди, снега, грязь, которая закрывает солнечные панели и не счищается нагревом.
Возможности у Solar Roadways имеется. Вероятнее, сперва их испытают на менее нагруженных участках автострад — к примеру, парковках. А позже уже будут наблюдать, стоит ли игра свеч.
К слову, совокупность поддорожного обогрева Interseasonal Heat Transfer предлагала еще в 2005 году английская компания ICAX ЛТД. — их термонакопители должны были собирать избыточное тепло дорожного полотна летом и отдавать его зимний период. Проект удачно прошел стадию предварительных опробований в Хиросиме (Япония), но более о нем ничего слышно не было.
Умный хайвей
Второй проект интерактивной дороги внесли предложение голландцы из компаний Studio Roosegaarde и Heijmans Infrastructure. Их совместная разработка Smart Highway намного проще, чем американский вариант, и уже на 2013 год запланирован пуск пробного участка дороги. Голландия — страна маленькая и не весьма солнечная, потому батареи под дорогой вряд ли себя окупят, а вот интерактивные особенности полотна в полной мере смогут улучшить организацию дорожного перемещения, уменьшить возможность аварий, упростить управление трафиком.
По идее разработчиков, автострада обязана заблаговременно давать предупреждение водителей о нештатных обстановках, о снегопаде, пробках либо авариях, должна быть ярко освещена ночью. Казалось бы, голландцы без шуток проигрывают американцам по функционалу — но нет. Дело в том, что разработчики не планируют всецело поменять покрытие уже выстроенных дорог — напротив, элементы умной дороги планируется встраивать в существующую сеть, причем элементы эти в большинстве собственном весьма несложны и основываются не на электронике, а на химии.
порошки и Флуоресцентные краски обеспечат ночное свечение (до 10 часов по окончании дневной «зарядки») простой разметки, а в нехорошую погоду на дороге будут проявляться дающие предупреждение узоры, нанесенные вторыми видами краски, реагирующей на внешние условия. Интерактивная разметка возможно реализована кроме этого методом врезки в полотно экранов — но так или иначе, главным покрытием умных голландских дорог останется ветхий хороший асфальт, что снимает главную проблему Solar Roadways — необходимость обеспечить прозрачность внешнего слоя полотна.
Smart Highway кроме этого сможет подзаряжать аккумуляторная батареи электромобилей при помощи индукции, действительно, в отличие от американского соперника, дорога не станет сама производить энергию, забирая ее из внешней сети, — для этого предназначена особая «подзарядная» полоса. Кроме нее, электронная совокупность Smart Highway будет включать в себя элементы дорожной инфраструктуры — светофоры, ЖД переезды, информационные щиты и знаки.
Сейчас на стадии тестирования бета версии находятся пять составляющих «умной» дороги: динамическая разметка, светящиеся в зависимости от времени дней элементы инфраструктуры, интерактивное освещение, система подзарядки и полоса электромобилей, подразумевающая установку по обочинам множества небольших ветрогенераторов, улавливающих потоки от проезжающих машин. Голландский концепт значительно дешевле и ближе к действительности, нежели американский, и в полной мере воплотим в Европе — недаром он стал лауреатом премии Dutch Design Awards 2012 и готов к частичной реализации.
А что же пешеход?
Итак, с энергетической составляющей и обеспечением безопасности водителя мы разобрались. Но пешеход — также участник дорожного перемещения, причем он изначально находится в более страшной ситуации, нежели автолюбитель. Проектов, приспосабливающих дорогу для пешехода, много, и все они базируются на неспециализированном принципе, что прекрасно сформулировал знаменитый русский дизайнер Артемий Лебедев: для уменьшения количества аварий на переходах необходимо выделять и подсвечивать не символ перехода, а идущего через дорогу человека.
Фактически, студия Лебедева пара лет назад внесла предложение концепт «Воздушная зебра». В соответствии с проектом, над «зеброй» протягивается совокупность фонарей, по форме дублирующих разметку. Так, необходимость в символе фактически отпадает: пешеход и переход ярко освещены, видны издали, причем кроме того в то время, когда сама «зебра» не видна из-за снега либо грязи, ее верхний «дублер» работает .
В 2012 году южнокорейский дизайнер Ходжон Лим создал второй концепт «умного перехода» — Guardian, чуть более сложный в реализации, но также в полной мере наглядный. По идее Лима, территория перехода ограничивается четырьмя столбиками, в любой из которых встроен генератор лазерного луча. В то время, когда дорога открыта для перехода, красные лучи визуально «отсекают» машины, являясь заметным (пускай и нематериальным) шлагбаумом.
В то время, когда же красный горит пешеходам, луч совершенно верно так же отгораживает от людей проезжую часть. Лучи будут видны и в темноте. Мысль хороша, потому, что трудится на ниве психологии: быть может, кто-то не побежит на красный, в случае если перед ним на уровне груди будет «висеть» красная линия, и тем самым спасет себе жизнь.
Но, еще за три года до Лима подозрительно схожий концепт предлагал второй южнокореец Ханйонг Ли. По его идее, лазерная «стенки» — а не узкая линия — оказалась лишь перед машинами. Стенки Ли должна быть интерактивной, по ней ходят образованные лазерными лучами красные фигурки пешеходов.
Прежде всего стенки предназначена чтобы обострить внимание водителей. Действительно, цена концепта через чур громадна если сравнивать с его низкой функциональностью — в этом замысле простая подсветка Лебедева либо узкие красные линии Лима предпочтительнее.
В принципе, аналогичных концептов было множество — впредь до «умной» подсветки каждого пешехода лично (причем идущих на зеленый — зеленым, а на красный — ярко-красным). Объективно говоря, только два первых из обрисованных в данной главе имеют шанс на воплощение в действительности. Сущность в том, что новейшие технологии в полной мере разрешают легко и недорого обозначить пешехода на дороге, а придумывать для этого сложный и дорогой велосипед — алогично.
Так что имеется надежда, что мы заметим «Воздушные зебры» либо Guardian на отечественных дорогах.
Дела российские
В Российской Федерации, как мы знаем, обстановка с дорогами весьма тяжелая — в целых регионах их нет, а 1235-километровая федеральная автострада А-360 «Лена» по большому счету вошла в народный фольклор как одна из самых ужасных и страшных дорог в мире.
Однако параллельно с беседами о реставрации простой дорожной сети ведется обращение и о появлении у нас элементов интерактивных дорог. В частности, недавно ОАО «Роснано» заявило о постройке в Татарстане пробных участков дороги по голландскому примеру Smart Highway. Светодиодное освещение, люминесцентная разметка, намерено созданное покрытие (армированный металлический стружкой фибробетон, базальтопластиковая арматура, модификаторы асфальтобетонных смесей) — все это теоретически может показаться недалеко от
Казани уже в 2014 году, но теория у нас, как мы знаем, часто расходится с действительностью.
В Москве же рассматриваются проекты по улучшению пешеходных переходов — в перечне изучаемых инноваций и «Воздушная зебра», и разработки южнокорейских дизайнеров.
До тех пор пока планируется сделать пара пробных переходов на отдельных участках и взглянуть, какая от этого будет польза.
В целом, мир готов к принятию интерактивных дорог. Разработки разрешают разместить под дорожным покрытием солнечные батареи, связать разметку с дорожными символами в единую сеть а также перевоплотить автостраду в один громадный интерактивный экран. Вопрос прежде всего в целесообразности и стоимости аналогичных проектов. В случае если голландцы реализуют Smart Highway и совершат «полевые» опробования, будет о чем сказать. Пока же концепты остаются концептами.
Пускай и жизнеспособными.
Проект Smart Highway
- Wind light Энергию для подсветки дороги дают ветрогенераторы, улавливающие поток воздуха от автомобили.
Interactive light Подсветка дороги включается машинально при приближении автомобиля.
Dynamic paint При температуре ниже -5°С на полотне проявляются снежинки, в случае если же она выше +20°С — «солнышки».
Glowing lines На солнце люминесцентная дорожная разметка заряжается, а ночью светится зеленоватым светом.
Разработчики: Studio Roosegaarde, Heijmans Infrastructure (Голландия)
Реализация: вторая добрая половина 2013 года, Голландия
Сущность проекта: в сложившуюся дорожную инфраструктуру встраиваются экологичные и недорогие интерактивные элементы: разметка, нанесенная люминесцентной краской, выделенные полосы подзарядки электромобилей, зажигающиеся при приближении автомобиля фонари и т. д.
Проект «Воздушная зебра»
- Сущность проекта: выделять светом не символ перехода, а конкретно пешехода
Разработчик: Студия Артемия Лебедева (Российская Федерация)
Реализация: беседы опроекте ведутся с 2008 года (Тюмень, Пермь); в 2013 году вероятна пробная реализация в Москве
Проект Guardian
- Сущность проекта: визуально сократить пешеходные переходы красными лазерными лучами
Разработчик: Ходжон Лим (Республика Корея)
Реализация: пока не планируется, на стадии концепта.
Проект Solar Roadways
- Сущность проекта: заменить классическое дорожное покрытие в Соединенных Штатах на интерактивные панели со встроенными солнечными батареями. Панели будут являться огромной солнечной электростанцией, снабжающей энергией как саму дорожную инфраструктуру, так и придорожные
Разработчики: Джулия и Скотт Брюсоу (США)
Реализация: не ранее 2018 года, на данный момент — на стадии промышленного прототипа.
Статья «Дорога умною лентою вьется…» размещена в издании «Популярная механика» (№124, февраль 2013). <
h4>