Je leest:

Nooit meer in de file dankzij automobiel internet

Nooit meer in de file dankzij automobiel internet

Auteurs: en | 1 april 2001

Verkeerscentrales houden snelwegen in de gaten en reageren bij calamiteiten en files. Desondanks staan dagelijks tienduizenden weggebruikers soms urenlang in de rij. Internet kan zorgen voor een soepel verloop van het woonwerkverkeer.

Gelaten laat de autoforens het dagelijkse fileleed over zich heen komen. Ergernis en tijdverlies zijn nauwelijks vermijdbaar. De file mijden, dat lukt alleen de geoefende weggebruiker die aanvoelt hoe de filepatronen zich van uur tot uur ontwikkelen.

Straks overbodige informatiebronnen. Bermgebonden informatiebronnen zoals route-informatiepanelen, knipperende matrixborden die waarschuwen voor files en matrixborden die een aangepaste maximumsnelheid weergeven, kunnen in de toekomst overbodig worden wanneer informeren en sturen worden gecombineerd.

De huidige verkeersinformatie is soms nuttig maar is vaak niet adequaat. Via internet kun je de actuele situatie rondom de grote steden opvragen, maar eenmaal onderweg heb je daar weinig aan. De info die je via de radio ontvangt, ijlt soms een half uur of meer na en is daarmee niet zo betrouwbaar. Enige verlichting geven de dynamische-route-informatiepanelen rondom de grote steden. Als die aangeven waar files staan en hoe lang die zijn, kun je nog tijdig een alternatieve route kiezen. Op de toevoerwegen naar de stedelijke rondwegen, op de verbindingen tussen de steden en op het onderliggend wegennet blijft het echter tobben. Er gloort echter licht aan de horizon door nieuwe ontwikkelingen in automobielbranche, telecom en informatietechnologie. De huidige verkeerscentrales zijn vooral bewakers. Ze reageren op calamiteiten, signaleren als er wegonderhoud plaatsvindt, bewaken bruggen en tunnels en beheren de verkeerssignaleringsystemen, zoals dynamische snelheidsbebording en filestaartbeveiliging, en route-informatiesystemen. De verkeerscentrales krijgen hun informatie via wegkantsystemen. De ontwikkeling van deze informatietechniek is in volle gang. Lussen in het wegdek en camera’s in de berm en boven de weg leveren gegevens over de verkeersdrukte en -snelheid. De verkeerscentrale verzamelt de gegevens, bewerkt ze en verstuurt informatie via signaalgevers naar de weggebruiker. Zo vermelden de dynamische snelheidsborden boven de weg een maximumsnelheid. Dergelijke waarschuwingssystemen zijn nu volledig gebaseerd op inwinning en distributie via de wegkantsystemen. Op basis van de informatie over het verkeersbeeld past de automobilist zijn plannen aan en kiest bijvoorbeeld een andere route.

Intermezzo

Mobiele telecommunicatie

Driekwart van de Lage Landers heeft al een gsm-telefoon. De mogelijkheden voor mobiele communicatie nemen ras verder toe, zowel in soort toepassingen als in snelheid van overdracht. De tweede en de derde generatie communicatiesystemen (GPRSen UTMS) zijn in aantocht. De belangrijkste vernieuwingen van GPRS zijn meer bandbreedte, integratie met internettechnologie en een ‘pakketgeschakeld’ netwerk dat beter geschikt is voor data-overdracht. Dankzij zo’n netwerk kan de gebruiker continu online zijn. De werking van GPRS lijkt op de PC die is ingelogd in een lokaal netwerk. Na inloggen hoef je voor e-mailen of surfen geen verbinding meer te leggen. De computer belast het netwerk bovendien alleen maar als er echt communicatie is. Dit brengt ‘push-diensten’ binnen handbereik: de gebruiker ontvangt de nodige informatie zonder dat hij erom hoeft te vragen. GPRS gaat via de huidige GSM-infrastructuur. Palmtops of PDA’s worden steeds populairder. Zij zullen op termijn integreren met GSM (en later met GPRS en UTMS) en GPS-faciliteiten (Ericsson en Nokia). Dat levert een schier oneindige hoeveelheid toepassingen, ook doordat de PDA daarmee verandert in een mobiel internetapparaat. De verkeersdeelnemer kan met zo’n apparaat verkeersinformatie opvragen, maar ook andere reisinformatie. De PDA verandert daarmee in een PTA. GSM: Global System for Mobile communication, de telefoonstandaard die ‘wereldwijd’ – ruim de helft van de wereld gebruikt deze – wordt toegepast. UMTS: Universal Mobile Telecommunications System, een communicatiesysteem dat mobiele telefoons en internet in elkaar schuift: opbellen én websurfen kan op je mobieltje. PDA: Personal Digital Assistant PTA: Personal Travel Assistant GPS: Global Position Satellite-systeem, een systeem waarbij je exacte positie op aarde kan worden bepaald. Dit gebeurt aan de hand van – per plaatsbepaling – een drietal satellieten die een driehoeksmeting uitvoeren. De satellieten bevinden zich in een geostationare baan: ze blijven op een vast punt boven de aarde. GPRS: General Packet Radio Service, een communicatiesysteem waarbij alleen ruimte in de ether wordt gebruikt op het moment dat informatie wordt overgezonden. Zend je even geen info door, dan komt het kanaal meteen vrij. Daardoor kunnen meer gebruikers hetzelfde kanaal delen, en heb je tóch het idee dat je altijd online bent.

Auto uniek adresseerbaar

Recente hightech ontwikkelingen in de auto-, telecommunicatie- en IT-industrie kunnen zorgen voor een enorme verbetering van het verkeersmanagement. In plaats van de wegkantsystemen zullen dan de voertuigen zelf een belangrijke rol spelen bij de verzameling en de verspreiding van informatie. De kern voor ons concept van het toekomstige verkeersmanagement is dat de bestuurder – of beter gezegd zijn voertuig – uniek adresseerbaar is via mobiel internet (ook nodig voor kilometerheffing). Hij kan daardoor gericht informatie versturen en ontvangen. Inwinning en distributie van informatie verschuiven van wegkant naar voertuig. De auto wordt ‘geïnformatiseerd’. De stagnerende automarkt vormt een belangrijke impuls. Auto’s zijn al slijtvaster, comfortabeler en veiliger dan ooit tevoren. Met telecommunicatie en informatietechnologie geven fabrikanten nieuwe auto’s een meerwaarde. De auto-industrie ontwikkelt nu nieuwe standaarden. Producenten rusten topmodellen uit met technieken voor plaatsbepaling via het GPS. De draadloze communicatie, nu via GSM en binnen twee, drie jaar via GPRS of UMTS, kan voertuigen en bestuurders toegang tot internet geven. Fabrikant Ford heeft al verklaard elke nieuwe auto een internetadres te willen geven. Er ontstaan daarbij nieuwe vormen van klantenbinding (loyalty-programma’s) en dienstverlening. Zeer praktisch zijn natuurlijk de hulp bij pech en reparaties en online toeristische informatie. Mercedes-Benz biedt in zijn topmodellen al het een en ander aan. De industrie voert zo als comfortinstrument de elektronische voertuigidentificatie in, die de Rijksoverheid – maar dan voor handhavingsdoeleinden – al zolang wilde. Geavanceerde automobilist assistentie De laatste jaren namen autofabrikanten in diverse modellen al geavanceerde technieken op die het autorijden aangenamer en veiliger maken. Advanced Driver Assistance ofwel ADA, zo luidt de verzamelnaam voor die systemen. Daartoe behoren snelheidsbeïnvloeders (ACC, Adaptive Cruise Control en ISA, Intelligente Snelheids Aanpassing) en zogenaamde stop-&-go-systemen. Deze communiceren draadloos met hun directe omgeving, via datacommunicatie zoals infrarood. Dat kunnen andere voertuigen zijn, maar ook systemen langs de wegkant. Indien nodig reageren ze op de informatie. We denken dat de technische trends in autobranche en telecommunicatie zorgen voor een nadere detaillering van het IBD-model in de verkeersbeïnvloeding. Daarin kunnen we vier niveaus onderscheiden.

IBD-model bij verkeersbeïnvloeding. In deze keten winnen sensoren informatie van de bestaande situatie in. Deze wordt bewerkt en daarna gedistribueerd richting afnemers. De afnemers kunnen als reactie daarop de situatie beïnvloeden (bijvoorbeeld door een andere route te kiezen). Vier niveaus. Het model telt vier niveaus. De huidige keten van wegkantsystemen vormt niveau 1 – het meest gecentraliseerde niveau. De mobiele communicatiesystemen maken een directe uitwisseling van informatie tussen wegkantsysteem en voertuig mogelijk (niveau 2). De directe onderlinge communicatie door voertuigen vormt niveau 3. Ten slotte is er op niveau 4 – het meest autonome niveau – informatieuitwisseling binnenin het voertuig, tussen apparatuur onderling en tussen apparatuur en bestuurder. Elk niveau herbergt de drie onderdelen van de IBD-keten.

Ieder niveau heeft een inwinning-, een bewerking- en een distributieproces. Bij combinatie van niveaus kunnen deelprocessen samenvallen. Het bovenste niveau is gecentraliseerd. Naarmate we afdalen naar de lagere niveaus, werken de systemen steeds zelfstandiger. Daardoor heeft de op het bovenste niveau gedistribueerde informatie vooral een sturend karakter, terwijl die op lagere niveaus vooral adviseert. In de onderste laag treffen we de autonome systemen aan die binnen het voertuig voor comfort en veiligheid zorgen. Deze ADA-systemen kunnen echter wel sturend van aard zijn. Ze kunnen met geluidsignalen of voelbare signalen veel sterker terugkoppelen naar de bestuurder dan de systemen uit de bovenste laag.

Verspreide verkeerscentrales

We hebben een concept ontwikkeld waarin – naast de huidige verkeerscentrales – kleinere verkeerscentrales een kleiner gebied regelen. We noemen dat gedistribueerde verkeerscentrales. Dit concept speelt geheel in op de diverse technologische trends. Een essentieel punt vormt de uitrusting van auto’s met internet en de inbouw van intelligente systemen in de auto. Het concept vormt bovendien een brug tussen de overheid, die wil handhaven, en de consument, die comfort en onafhankelijkheid wenst. Veiligheid en comfort zijn belangrijke uitgangspunten voor het plan. In dit concept is er sprake van een nieuwe opzet voor verkeersmanagement. De diverse verkeerscentrales winnen gegevens in van individuele voertuigen en bewerken die. Vervolgens verspreiden ze de informatie gericht naar een individuele auto of naar een groep voertuigen. Daarbij maken we onderscheid tussen de informatiefunctie en de sturingsfunctie. De eerste zorgt ervoor dat de voertuigbestuurder persoonlijk informatie van de verkeerscentrale ontvangt. De tweede leidt tot een verandering van het verkeer, bijvoorbeeld doordat de autobestuurder een andere snelheid of route kiest. De bestuurder behoudt te allen tijde het laatste woord. Hij kan altijd afwijken van het advies. Technisch gezien kun je er uiteraard voor zorgen dat informatie van buiten afdwingt dat een auto zich houdt aan de plaatselijke snelheidslimiet. De overheid zag daar destijds wel wat in, vooral uit de gedachte van handhaving. Het stuitte echter op weerstand. Bij consument en industrie heerst er een taboe op een automatische sturing van bijvoorbeeld snelheid. Automobilisten hebben liever hun auto in hun macht.

Actieve sturing

Toch zijn er momenten dat een doorsnee bestuurder een actieve sturing zeer op prijs zal stellen. Hij ontvangt bijvoorbeeld graag waarschuwingen voor onveilige situaties (mistbank, staart van de file, plotselinge stilstand van voorliggers). We denken dat een bestuurder in dergelijke gevallen een actieve ingreep van de elektronica wel tolereert. Dat is een comforttoevoeging. De combinatie van informeren en sturen biedt interessante mogelijkheden voor toekomstige toepassingen. De navigatiesystemen in de auto, de GPS-ontvanger en de persoonlijke digitale reisassistent leveren via het mobiele internet aan de verkeerscentrale informatie over snelheid en bestemming van het voertuig. De verkeerscentrale informeert vervolgens de weggebruikers, via de wegkantsystemen of rechtstreeks naar de individuele autobestuurder. Route-informatiepanelen, knipperende matrixborden die waarschuwen voor files, en matrixborden die een aangepaste maximumsnelheid weergeven, kunnen in de toekomst zelfs overbodig worden. Niet alleen de bestuurder ontvangt noodzakelijke informatie; ook de intelligente systemen in de auto en de persoonlijke reisassistent. Staat er verderop een file, dan treden de systemen voor snelheidsbeïnvloeding in de auto in werking.

Gebiedsgerichte werking

Een fors deel van de intelligentie verschuift binnen ons concept van de verkeerscentrale naar het voertuig en naar de gedistribueerde verkeerscentrale. Die laatste centrale werkt op een klein gebiedje. Hij vormt een zelfstandige schakel in een groter netwerk met nog meer gedistribueerde verkeerscentrales. Een enkele verkeerscentrale bestrijkt bijvoorbeeld een verkeersknooppunt zoals het Vaanplein in Rotterdam of een stel kleinere verkeersknooppunten. De gedistribueerde verkeerscentrale ontvangt van de voertuigen uit zijn controlegebied statusinformatie: de actuele positie van het voertuig, het unieke internetadres, de bestemming en – afhankelijk van de gewenste dienst – informatie zoals snelheid. De auto’s zijn in feite mobiele internetterminals die voortdurend in verbinding staan met de centrale server. Door de voortdurende koppeling van auto’s aan het mobiele internetwerk, beperkt de communicatie zich niet tussen auto en centrale, maar kunnen auto’s ook onderling communiceren. Voor de sturingsfunctie zorgen – naast intelligente snelheidsaanpassing en advanced cruise control – diverse systemen die bijhouden in welke richting het voertuig rijdt en of hij de juiste rijbaan en bochten neemt. Dit geavanceerde systeem dat de bestuurder assisteert, ontvangt informatie uit zijn omgeving. Het kan zelfs via infraroodtechnieken de afstand tot de berm en tot de bumper van de voorganger bepalen. Via andere informatiekanalen krijgt het informatie over de exacte positie van het voertuig (GPS-systeem) en daarop – via de in de auto aanwezige digitale kaart met statische snelheidsinformatie – informatie over de plaatselijk geldende maximumsnelheid.

Anticiperend netwerk

De gedistribueerde verkeerscentrale kijkt op basis van het actuele verkeersbeeld vooruit. Tijdig stelt hij de nodige maatregelen in. Hij schakelt bijvoorbeeld de informatie op de dynamische informatiepanelen aan of uit, maar verstuurt die ook naar de individuele voertuigen. We denken aan de voorspelling van aantal benodigde rijstroken (dynamische rijstrookmarkering), het dynamisch geleiden van voertuigen naar een bepaalde strook op basis van het verkeersaanbod per bestemmingsrichting en het doorgeven van de aangepaste maximumsnelheid die nodig is voor een optimale doorstroming. Daarnaast kent de centrale de actuele situatie van in zijn controlegebied binnenkomende en uitrijdende voertuigen. Hij verzamelt deze gegevens en stuurt die naar de omliggende centrales. Alle gedistribueerde verkeerscentrales werken samen in een netwerk.

Intermezzo

Gedistribueerde centrale

De gedistribueerde centrale werkt vooral op operationeel niveau, voert lokale verkeersmanagementtaken uit en verstrekt informatie naar individuen. De gedistribueerde centrale vormt een vitaal onderdeel van het tactische verkeersmanagement op regionaal niveau (voorbeeld: Rotterdamse ruit) en bovenregionaal strategisch netwerkniveau (voorbeeld: Randstad).

Kenmerken van een gedistribueerde verkeerscentrale

Bestrijkt klein gebied. (Huidige centrale bestrijkt groot gebied.) Onderling gekoppeld; centrales geven (geaggregeerde) informatie aan elkaar door, waardoor in een ander gebied pro-actief verkeersmanagement kan worden uitgevoerd. Daardoor kunnen files worden voorkomen of kan het tijdstip van ontstaan van files worden verlaat. (Huidige centrale vooral reactief.) Informeert zowel individuele bestuurders als groepen/stromen van voertuigen. (Huidige centrale informeert alleen groepen/stromen.) Informeert de bestuurderondersteuningssystemen in het voertuig, waardoor deze meer integraal onderdeel zijn van het verkeerssysteem. Hierdoor wordt de verkeersafwikkeling verbeterd en de rijtaak van de bestuurder verlicht. Maakt het mogelijk een groei/implementatiestrategie te volgen. Er hoeft niet in één keer voor honderden miljoenen te worden geïnvesteerd, maar er kan een geleidelijk pad worden bewandeld, gebruik makend van de ontwikkelingen in de automobiel- en telecomindustrie. Dit kan door bijvoorbeeld goed in te spelen op actuele situaties op het juiste tijdstip. Maakt het het bedrijfsleven mogelijk bedrijfsprocessen waarin vervoer en transport essentieel zijn te ondersteunen met gerichte actuele informatie over de toestand van het wegennet in een bepaald gebied. Bedrijven kunnen dit operationaliseren in hun fleetmanagement-systemen.

Verkeersmanagement

Neem bijvoorbeeld de Rotterdamse verkeersruit. Die bestaat uit een fors aantal verkeersknooppunten, onderling verbonden door autosnelwegtrajecten. Op de verkeersknooppunten komen en gaan grote stromen verkeer, waarvan een deel zich verspreidt naar andere gebieden. De gedistribueerde centrales managen per knooppunt het verkeer, verzamelen gegevens en geven die aan elkaar door. Op basis van de ontvangen informatie kan een centrale vervolgens vooruitkijken; hij weet welke verkeersstromen binnen zekere tijd zijn controlegebied binnenkomt. Het verkeersmanagement is zo op operationaal, tactisch én strategisch niveau aan elkaar gekoppeld. Op operationeel niveau voert de centrale in het knooppunt het uit. Op tactisch niveau gebeurt dat door de koppeling van de centrales, bijvoorbeeld op de Rotterdamse verkeersruit. Ten slotte kan er uitwisseling van informatie op strategisch niveau plaatsvinden, bijvoorbeeld tussen congestiegevoelige verkeersgebieden zoals Den Haag, Rotterdam, Utrecht en Amsterdam. Op dit moment vervult in Nederland Rijkswaterstaat een belangrijke rol in de IBD-keten. Het verzamelen en verwerken van de gegevens vormt een exclusieve taak van deze rijksorganisatie. In de distributie speelt de automobilistenvereniging ANWB een bescheiden rol. Historisch gezien is dit ook een logische rolverdeling. Wegkantsystemen waren tot voor kort de enige manier voor verkeersinformatie en -management. Dankzij de technologische trends staat deze rolverdeling nu onder druk. Voor de geleiding van verkeersstromen blijft een rol voor de wegbeheerder weggelegd. De veiligheid van bestuurder en overige weggebruikers is immers in het geding. De automobielindustrie richt zich met name op comfort en veiligheid van de bestuurder zelf. De informatieve diensten hebben vooral hun impact op de wens van de wegbeheerder voor een betere doorstroming en een betere benutting van het wegennet. De consument wenst meer comfort en individuele routegeleiding.

Gecombineerde belangen

Ons concept van de gedistribueerde verkeerscentrale combineert de belangen van al die belangengroepen. Er zullen nieuwe partijen opstaan en bestaande partijen (telecom, leveranciers, auto-industrie, dienstverleners, overheid) zullen nieuwe samenwerkingsverbanden aangaan. Een van de richtingen daarin is de serviceprovider die informatie inwint en bewerkt, en dynamische informatie stuurt aan (geabonneerde) bestuurders. De navigatiecomputer in het voertuig berekent op basis van deze dynamische informatie (file, wegenonderhoud) de juiste route. Het voorspellend karakter is daarbij belangrijk. Inwinnen en distributie via wegkantsystemen – wat nu nog een overheidstaak is – zal daarbij onder druk komen te staan. De reiziger van straks stapt onbezorgder in zijn auto. Files zijn geen groot maatschappelijk probleem meer. Ze zijn er nog wel, maar zijn deels vermijdbaar doordat op grote schaal navigatiesystemen beschikbaar zijn. De reiziger kan overal en altijd de informatie krijgen die hij nodig heeft. De grenzen tussen thuis en op reis en tussen werk en vrije tijd zullen veranderen. Deze werelden gaan in elkaar overlopen. De intelligente systemen in de auto geven in de file zoveel rijtaakondersteuning dat de bestuurder ook andere taken kan uitvoeren. Afhankelijk van zijn agenda mijdt de reiziger de file of voert hij, ondersteund in zijn rijtaak door informatie en voertuigbesturing, bepaalde werkzaamheden in de file uit. E-mails beantwoorden, informatiediensten via internet raadplegen, telefoongesprekken voeren – straks geen probleem meer. De veiligheid van automobilist en medeweggebruikers blijft gewaarborgd.

Dit artikel is een publicatie van Natuurwetenschap & Techniek.
© Natuurwetenschap & Techniek, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 april 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.