Der Begriff Smart Road hat sich in das Notizbuch zahlreicher Unternehmer aus der Branche gedrängt, und die Infrastrukturen stehen heute mehr denn je im Mittelpunkt einer Planung, die die Verbesserung deren Qualität, Sicherheit und Benutzung bezweckt und es sich zum Ziel gesetzt hat, diese zur Erzeugung von Daten und Diensten zu befähigen, um die Mobilität von Personen und Waren durch die Vereinfachung und Erleichterung des Transports zu begünstigen.
Es ist allseits bekannt, dass die digitale Transformation der Transportinfrastrukturen sowohl einen unerlässlichen Faktor für die Wiederbelebung des Sektors darstellt, als auch einen Faktor, der für ein nachhaltiges, intelligentes und inklusives Wachstum des gesamten Staatsgebiets unerlässlich ist. Ebenso bekannt ist das Bestehen einer unauflöslich miteinander verbundenen Dreiheit: Infrastruktur, Fahrzeug und Benutzer, die alle durch einen ungleichen Stand der „Technologie“, durch nicht vergleichbare Ausführungszeiten, durch untereinander in Konflikt stehende Erfordernisse und unterschiedliche Attraktivität gekennzeichnet sind.
Vor diesem Hintergrund ist der Ansatz, gemäß dem alles ganz einfach dadurch gelöst werden kann, dass man den Straßen Intelligenz hinzufügt, bzw. die Vorstellung, gemäß der man dazu veranlasst ist, die Smart Road als eine Linie mit einem Kabelkanal für die Glasfaserkabel, ein paar neuen Windungen, einem neuen Sensor oder einer neuen Antenne zu betrachten, ein einfaches Klischee, das es zu vermeiden gilt. Andernfalls erzielt man nicht nur ein vollkommen uneinheitliches technologisches Mobilitätsniveau, sondern vor allem nicht die angestrebte Langlebigkeit der Investitionen.
Denn wenn nämlich einerseits die Produktion immer „smarterer” Fahrzeuge glücklicherweise unabwendbar ist – man denke nur an die beträchtliche Entwicklung und das beachtliche bereitgestellte Kapital für selbstfahrende Autos oder für die „detection & prediction skills“ der Fahrzeuge – muss andererseits das Umfeld, in dem sich diese Fahrzeuge bewegen, massiv dialogfähig sein. Diese Eigenschaft muss darüber hinaus mit Kapillarität, Einfachheit, niedriger Überalterung sowie geringen Installations- und Wartungskosten erreicht werden, um sicherzustellen, dass es nicht bei einem Flickwerk isolierter Pilotprojekte bleibt.
Angesichts dessen dürfen wir uns nicht auf die Integration komplexer Systeme in die Straßen beschränken, die echte Intelligenz muss aus offensichtlichen – technischen, wirtschaftlichen und kommerziellen – Gründen, auf den Fahrzeugen bleiben. Diese verfügen, was viele von uns bereits erproben konnten, derzeit schon über Systeme, die auf Radartechnologien (z. Bsp. das Kollisionsverhütungssystem) und/oder auf Erfassungs- und Erkennungstechniken (z.Bsp. das Spurwechsel-Kontrollsystem) basieren, die mit der „Luftbildvermessung“ arbeiten.
Obwohl diese Auslesesysteme unter bestimmten Witterungsbedingungen noch keine perfekte Leistung zeigen und daher verbesserbar sind, sind es jedoch die Elemente der Straße (Beschilderung, Hinweise, usw.), die mit ihrem schlechten Erhaltungszustand und ihrer falschen Positionierung jene Variable darstellen, die sich am stärksten auf die „fail rate“ dieser Geräte auswirkt.
Unter diesen Voraussetzungen zeichnet sich daher ein Konzept von Smart Road ab, das seinen Fokus auf den Einsatz eines Informationserfassungssystems richtet, das auf dem Auslesen ausschließlich passiver Elemente am Straßenrand basiert. Es ist in der Lage, die Fahrzeuge dank bereits installierter Radarsysteme Informationen und Daten sammeln zu lassen, die an ganz präzisen Stellen der Infrastruktur über Hot Spots geteilt werden können, die in geringerem Ausmaß und an strategischen Orten vorhanden sind (Mautstellen, Autobahnraststätten, Rastplätze, Parkplätze oder ganz bestimmte Straßenabschnitte).
Kein banales Netzwerk aus Sensoren, sondern Elemente, die mit den normalen Installationen an der Straße (Beschilderung, Sicherheitseinrichtungen usw.) vereint sind und von den Unternehmen, die diese Elemente bereits produzieren, leicht verwirklicht werden können, ohne weitere Prozesslieferanten oder Systemintegratoren einzuführen. Eine ähnliche Technologie gibt es bereits, und sie kann in allen Lebensphasen der Infrastruktur und der Fahrerfahrung auf nützliche Weise eingesetzt werden: Von Infomobilitätssystemen zu Sensoren und Systemen zur Erfassung des Zustandes der Infrastrukturen (Brücken, Viadukte und Tunnels), bis hin zu Technologien, die Fahrzeug und Infrastruktur im Hinblick auf die selbstfahrenden Autos miteinander verbinden.
Es handelt sich um eine dünne Folie mit einem speziellen Herstellungsprozess, die beispielsweise auf den Oberflächen der Straßenschilder angebracht wird. Diese Folien fallen unter die Definition von Meta-Materialien, d.h. sie sind ein künstliches Material, bei dessen Bau technisch veränderte dielektrische Metallstrukturen zum Einsatz kommen, die sehr viel kleiner sind als die Wellenlänge, die zum „Auslesen“ eingesetzt wird. Mit ihnen ist es möglich, Eigenschaften zu synthetisieren, die in der Natur nicht auffindbar sind, wie Dielektrizitätskonstante und magnetische Permeabilität mit negativem Wert, sowie einen negativen Brechungsindex.
Diese innovativen Hilfsmittel gestatten die Kontrolle der Verbreitung elektromagnetischer Felder und damit der Reaktion auf ein Radarsignal; ihre Struktur kann sowohl drei- als auch zweidimensional sein, wobei sie im letzteren Fall allgemein als „frequenzselektive Oberflächen“ (Frequency Selective Surfaces – FSSs) bezeichnet werden. Die FSSs sind ebene Elemente mit der interessanten Eigenschaft, dass sie die elektromagnetischen Wellen innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs unverändert passieren lassen und alle anderen reflektieren. Auf diese Weise hat der Schilderhersteller die Möglichkeit, je nach Beschilderungstyp mit einem unterschiedlichen „Code“ zu antworten. Für die Analyse der FSSs werden üblicherweise sowohl volumetrische numerische Methoden wie FEM und FDTD oder dedizierte MoM-Codes verwendet.
Und auch wenn die Analyse mittels dieser Techniken auf Projektebene komplex ist, sind die Ergebnisse extrem genau und erfordern keine weiteren Variationen, sobald die Dimensionen des Objekts, auf das sie angewendet werden soll, und die „zu übermittelnde Botschaft“ festgelegt sind. Der Hersteller des Elements ist daher bei den Produktionsphasen vollkommen frei und ungebunden.
Es handelt sich also um eine Technologie, die zu einer schrittweisen digitalen Umwandlung des Straßennetzes beitragen kann, dank der das Straßennetz mit den verbundenen Fahrzeugen der neuen und neuesten Generation „sprechen“ kann und die Benutzung der fortschrittlichsten automatischen Systeme zur Fahrunterstützung unter sämtlichen Bedingungen gestattet. Infolgedessen wird sowohl ein schlankerer Straßenverkehr als auch eine erhebliche Reduzierung der Verkehrsunfälle erzielt.
Bibliographische Verweise
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