Droga przed nami

Długa trasa 90 w pobliżu San Antonio, światła hamowania zaczynają migać. Dwadzieścia pięć kilometrów dalej Sam Mendoza popija kawę w regionalnym centrum zarządzania ruchem TransGuide, gdzie 16 zamontowanych na ścianie monitorów telewizyjnych wyświetla sceny z niektórych ze 109 kamer wideo, które spoglądają na 100 kilometrów autostrad. Nagle sygnał dźwiękowy sygnalizuje, że ruch na trasie nr 90 zwolnił poniżej 40 kilometrów na godzinę, co wykryły niektóre z 1700 dziwnych detektorów pętli magnetycznej wbudowanych na drogach regionu. Mendoza chwyta mysz komputerową i przybliża zamontowaną na autostradzie kamerę w kierunku miejsca problemowego; wkrótce na jego monitorze widać dwóch brodatych mężczyzn na pasie awaryjnym, którzy próbują naprawić przebitą oponę ciężarówki. Szybko wpisuje polecenie z klawiatury, powodując strzałkę na elektronicznym znaku wiszącym nad prawą ręką
pas do migania z zielonego na żółty. Światło ostrzega kierowców przed ubijakami, miejmy nadzieję, że pozwoli im uniknąć wypadku lub znaleźć inną trasę.

Na pierwszy rzut oka system do dyspozycji Mendozy z pewnością wygląda na sprytny sposób na walkę z korkami. Tak właśnie pomyślał rząd federalny dziesięć lat temu, kiedy zaczął finansować inteligentne autostrady, zgryźliwe określenie na żmudny program instalowania czujników, kamer wideo i programowalnych znaków wzdłuż krajowych autostrad. Obecnie systemy działające w San Antonio i 49 innych obszarach miejskich rzeczywiście zapewniają szybszą reakcję na wypadek. Ale koszty rosną, a łączna kwota podatku od podatników przekroczyła dotychczas 8,5 miliarda dolarów. I pomimo tej inwestycji, kontrolery nie są w stanie wykryć ruchu poza miejscem, w którym zainstalowane są czujniki. Co gorsza, mają ograniczone sposoby ostrzegania kierowców; zazwyczaj za pomocą znaków lub powiadamiając media. I jak każdy
kierowca wie, że nawet 10-minutowe opóźnienie, zanim w radiu pojawią się wiadomości, często oznacza, że ​​jest już za późno, aby uniknąć warczenia.

Ta historia była częścią naszego wydania z lipca 2001 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Krótko mówiąc, nadszedł czas, aby zahamować podejście Wuja Sama do zarządzania ruchem. Zamiast ogromnej i kosztownej nowej infrastruktury fizycznej, której stworzenie zajmuje kilkadziesiąt lat, okazuje się, że droga do prawdziwie inteligentnych autostrad prowadzi do samych samochodów, a dokładniej do znajdujących się w nich urządzeń bezprzewodowych. Dziesiątki milionów pojazdów jest obecnie wyposażonych w telefony komórkowe, elektroniczne znaczniki opłat drogowych, komputery pokładowe, dwukierunkowe pagery i odbiorniki Global Positioning System; wszystkie obiecują odegrać rolę w nowej erze zarządzania ruchem bezprzewodowym. Dzieje się tak, ponieważ miliony kierowców rozmawiają ze swoimi telefonami komórkowymi, a sygnały radiowe z tych urządzeń mogą służyć jako przydatne czujniki ruchu i prędkości. Tymczasem urządzenia, od zwykłego pagera po luksusowe systemy nawigacyjne, zaczynają zapewniać kierowcom możliwość uzyskania informacji o ruchu drogowym w czasie rzeczywistym.
dostosowane do ich tras. Co więcej: nastawione na zysk firmy bezprzewodowe wydają się być skłonne do przejęcia części karty.

Mnóstwo zakrętów i przeszkód czai się wzdłuż tej nowej bezprzewodowej autostrady. Technologia wymaga udoskonalenia, modele biznesowe pozostają niesprawdzone, a kierowcy będą chcieli mieć pewność, że ich prywatność nie zostanie naruszona przez nowe słupki nasłuchowe na autostradach. Ale obietnica jest trudna do zaprzeczenia. W całym kraju, od zatłoczonej obwodnicy Waszyngtonu po Zatokę San Francisco, początkowe testy wykrywania ruchu bezprzewodowego już sugerują, że
nowe technologie mogą wzmocnić – a nawet przyćmić – oryginalny program federalny i zrobić to w ciągu kilku lat, a nie dziesięcioleci. Dzięki technologii bezprzewodowej nie musimy czekać, aż rząd zainstaluje detektory pętli, twierdzi Kenneth Orski, prezes Urban Mobility, firmy konsultingowej z siedzibą w Waszyngtonie w zakresie transportu. Prywatne przedsiębiorstwa mogą konfigurować sieci komórkowe szybciej i taniej oraz rozszerzać możliwości inteligentnych autostrad na praktycznie każdą autostradę w kraju.

Emisje i Osłabienie

Nowe pomysły na walkę z ruchem nie mogą nadejść wystarczająco szybko. Federalna Administracja Drogowa szacuje, że amerykańscy kierowcy spędzają każdego roku 4,3 miliarda bolesnych godzin na zapchanych drogach. Przeciętny Amerykanin spędza obecnie 36 godzin rocznie w korkach, w porównaniu z 11 godzinami w 1982 roku, jak wynika z badania Texas Transportation Institute opublikowanego w maju. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska twierdzi, że emisje z rury wydechowej odpowiadają za około 58 procent amerykańskiej emisji tlenku węgla, 30 procent tlenków azotu i 27 procent lotnych związków organicznych, a także inne zanieczyszczenia. Te ponure realia skłoniły Kongres
rozpocząć finansowanie wbudowanych systemów czujników w 1991 roku. Ale chociaż powstały w rezultacie Program Inteligentnych Systemów Autostradowych (Intelligent Vehicle Highway Systems Program) uwolnił technologię przeciwko ruchowi, była to technologia opracowana w latach 80. XX wieku. Obecnie tylko około 10 procent autostrad w Stanach Zjednoczonych jest wyposażonych w te czujniki, a do 2020 r. liczba ta ma wzrosnąć do nie więcej niż 20 procent. Chociaż korzyści płynące z tych systemów różnią się w zależności od miasta, badania generalnie wykazały, że pomagają one głównie poprzez przyspieszenie reakcji w sytuacjach kryzysowych. nie ma twardych dowodów na to, że czujniki poprawiły czas podróży.

Wszystko to pozostawia otwartą drogę dla zupełnie nowego podejścia do zarządzania ruchem, w którym fale radiowe zastępują pętle magnetyczne jako kluczowa technologia wykrywania. Eksperci twierdzą, że zdecydowanym liderem pakietu bezprzewodowego jest telefon komórkowy. W końcu to telefon komórkowy był pierwszym, który pokonał czujniki na jezdni: kierowcy po prostu zaczęli dzwonić pod numer 911, aby zgłosić wypadki, których byli świadkami. Dziś wydaje się, że każdy amerykański pagórek, wieża kościelna i wieżowiec wyrosły z komórkowego nadajnika radiowego i anteny. Amerykanie posiadają około 111 milionów telefonów komórkowych – prawie jeden na dwie osoby – z 46 000 nowych abonentów każdego dnia, według Cellular Telecommunications & Internet Association, grupa handlowa w Waszyngtonie.

Następnym krokiem jest przekształcenie tej infrastruktury komunikacji bezprzewodowej w narzędzie do wykrywania ruchu. Fale radiowe emitowane przez telefon komórkowy kierowcy podczas zwykłej rozmowy mogą posłużyć do określenia nie tylko lokalizacji samochodu, ale także jego prędkości i kierunku. Pierwsza aplikacja będzie miała zastosowanie w sytuacjach awaryjnych: rząd federalny wymaga, aby do października 2001 r. firmy telefonii komórkowej były w stanie podać dokładną lokalizację telefonu komórkowego, gdy wykonywane jest połączenie pod numer 911. W końcu
te nowe technologie lokalizacyjne mogą również znacznie rozszerzyć i ulepszyć dzisiejszą infrastrukturę inteligentnych autostrad.

Wiodące podejście do analizy sygnałów telefonów komórkowych w celu wykrywania wzorców ruchu wykorzystuje fakt, że sygnały te mają wyraźne odciski palców, które zmieniają się wraz ze zmianą lokalizacji telefonu. Dzieje się tak, ponieważ sygnał telefonu komórkowego odbija się od budynków, wzgórz i innych przeszkód, zanim zbiegnie się do wieży komórkowej, wytwarzając
unikalny wzór sygnału dla każdego miejsca na jezdni. Gdy te odciski palców zostaną zmapowane i zapisane w bazie danych, możliwe jest stworzenie oprogramowania, które:
analizuje sygnał przejeżdżającego telefonu komórkowego, próbkując go kilka razy na minutę, aby określić dokładną lokalizację, kierunek i prędkość samochodu.

Bezprzewodowa obwodnica

Opracowanie takiej mapy to właśnie zadanie białego vana Forda E-150, który regularnie przemierza 30-kilometrowy odcinek Waszyngtonu, DC, obwodnicy, jednego z krajowych epicentrów ruchu i rozmów (60 procent mieszkańców obszaru ma własną komórkę telefony). Furgonetka jest własnością firmy U.S.Wireless z siedzibą w San Ramon w Kalifornii, lidera w powstającej branży generowania informacji o ruchu drogowym. Gdy furgonetka pokonuje zatłoczony odcinek I-495 od Springfield w stanie Wirginia do Bazy Sił Powietrznych Andrews w stanie MD, pasażer rozmawia przez telefon komórkowy. Każdy niuans odcisków palców z tej rozmowy jest rejestrowany przez sieć anten i komputerów, które firma zainstalowała na dachach biurowych i przemysłowych wzdłuż autostrady.

Następnie, dzięki systemowi odbiornika GPS w samochodzie dostawczym, każdy odcisk palca jest dopasowywany do konkretnego miejsca na trasie. Później, gdy przejeżdżają samochody, w których pasażerowie rozmawiają przez telefon komórkowy, komputer U.S.Wireless pobiera odcisk palca, znajduje odpowiednik w swojej bazie danych i – presto – podaje lokalizację. Mierząc, jak odcisk palca
zmienia się w czasie, algorytm systemu może również obliczyć kierunek i prędkość. Gdziekolwiek skonfigurujemy sieć, będziemy mogli monitorować gęstość, prędkość i przyspieszenie pojazdów oraz przekazywać te informacje każdemu, kto jest gotów nam zapłacić – mówi Howard Blank, wiceprezes ds. technologii w U.S. Wireless.

Aby wesprzeć ten wielki eksperyment w kartografii sygnału telefonów komórkowych, agencje transportowe Maryland i Wirginii zbierają łącznie 400 000 dolarów. Wstępne wyniki są zachęcające, mówi David Lovell, adiunkt inżynierii transportu na Uniwersytecie Maryland, który ocenia test dla stanu Maryland. Technologia stale śledzi trajektorię pojazdu, co pozwala lepiej wyczuć wzór zatorów na autostradzie niż zapewniają czujniki pętli magnetycznej. Test jest kontynuowany, ale raport oceniający jego wyniki ma pojawić się dopiero w grudniu. Lovell mówi jednak, że do tej pory wszystko wydaje się działać dobrze.

Jednak nie wszystkich przekonują testy. To naprawdę dziwny sposób, mówi Paul Najarian, dyrektor ds. telekomunikacji w Intelligent Transportation Society of America, organizacji badawczej z siedzibą w Waszyngtonie. Za każdym razem, gdy budynek podnosi się lub upada, muszą go ponownie skalibrować. A lokalna topografia zmienia się wraz z porami roku. Zasadniczo muszą jeździć swoim vanem przez obszary objęte zasięgiem w kółko, aby wszystko było aktualne.

Urzędnicy sieci bezprzewodowej USA twierdzą, że koszty ponownej kalibracji są trywialne w porównaniu z instalacją i konserwacją detektora pętli. Ale podczas gdy firma pracuje nad udoskonaleniem swojej technologii, główny konkurent TruePosition of King of Prussia, PA, opracowuje alternatywne podejście, które nigdy nie wymaga ponownej kalibracji. Schemat TruePosition opiera się na określaniu lokalizacji telefonu komórkowego na podstawie triangulacji na podstawie czasu, w którym sygnały docierają do trzech lub więcej stacji. Analizując również kąt, pod jakim dociera sygnał, firma może osiągnąć ten wyczyn przy użyciu zaledwie dwóch wież, mówi Matthew Ward, kierownik ds. strategicznego rozwoju produktów w TruePosition. Prędkość jest obliczana na podstawie zmian lokalizacji w czasie, tak jak w przypadku amerykańskiej technologii bezprzewodowej. TruePosition koncentruje się obecnie na dostarczaniu technologii wyszukiwania telefonów 911. Jednak Ward twierdzi, że firma planuje przetestować swoją technologię pod kątem zastosowań w ruchu drogowym.

Poza telefonami komórkowymi istnieje już inna technologia bezprzewodowa, która poprawia raporty o ruchu drogowym w niektórych obszarach: te coraz powszechniejsze, płatne, montowane na przedniej szybie etykiety radiowe. Zwykle specjalny czytnik tagów w budce wyczuwa przejeżdżające urządzenie, rejestruje numer kodu powiązany z kontem właściciela i odejmuje opłatę – i to wszystko. Jednak znaczniki E-ZPass używane przez ponad cztery miliony kierowców z obszaru Nowego Jorku pełnią teraz podwójną funkcję detektorów prędkości i natężenia ruchu.

Aby wykorzystać tagi do tego nowego celu, koalicja regionalnych agencji transportowych Transcom montuje czytniki w regularnych odstępach (od 0,4 do 2,4 km) wzdłuż autostrady. Analizując czas przejazdu oznaczonego samochodu między czytnikami, specjalne oprogramowanie może obliczyć prędkość ruchu na kluczowych arteriach, a wyniki są wyświetlane w regionalnym centrum zarządzania ruchem w Jersey City w stanie New Jersey. Podobnie jak Sam Mendoza w San Antonio, operatorzy nagłaśniają wszelkie warknięcia na elektronicznych znakach drogowych lub powiadamiają media. Do końca tego roku ponad 300 kilometrów autostrad rozciągających się od Hartford w stanie Connecticut do Trenton w stanie New Jersey zostanie najeżonych czytnikami tagów do wykrywania prędkości, a pomysł ten przyjrzy się Massachusetts i Pensylwanii.

Docelowo możliwe byłoby uzupełnienie, a nawet zastąpienie tego rosnącego arsenału czujników trzecim urządzeniem bezprzewodowym: odbiornikiem GPS, który pojawia się w coraz większej liczbie samochodów, głównie jako pomoc w nawigacji ( zobaczyć Komputer dojeżdżający do pracy , TR czerwiec 2000 ). GPS mógłby teoretycznie zapewniać sposób ciągłego śledzenia lokalizacji pojazdu. Ale chociaż planiści ruchu chcieliby zebrać te wszystkie ruchome dane dotyczące pozycji i wycisnąć je w celu uzyskania danych o prędkości i ruchu, będzie to trudne, przynajmniej na razie. Dzieje się tak, ponieważ odbiorniki GPS to właśnie odbiorniki, które określają pozycję na podstawie przychodzących sygnałów satelitarnych i nie wysyłają danych o pozycji, chyba że kierowca zainicjuje połączenie, na przykład dzwoniąc na policję o pomoc lub szukając wskazówek. Takie rozmowy są stosunkowo rzadkie w porównaniu do rozmów telefonicznych; poza tym odczytanie pozycji samochodu wymagałoby podsłuchiwania treści rozmowy, a nie tylko wyczuwania sygnału.

Handel w ruchu

Ale zanim te pojawiające się technologie zarządzania ruchem mogą naprawdę odcisnąć swoje piętno, trzeba odpowiedzieć na kilka krytycznych pytań. Jednym z najbardziej podstawowych jest to, kto zapłaci. Technologia jest dostępna, mówi Najarian z Towarzystwa Inteligentnego Transportu. Ale to, czego brakuje, to przepływ przychodów łączący wszystkie te elementy.

Na przykład USWireless ma nadzieję sprzedawać swoje dane agencjom stanowym, umożliwiając im nadawanie aktualizacji za pośrednictwem standardowych wiadomości i znaków ostrzegawczych, a także wszelkich przyszłych rozwiązań, które będą ewoluować. Można również założyć, że wielu kierowców zapłaci przynajmniej niewielką opłatę, aby zaoszczędzić część z tych 4,3 miliarda godzin spędzonych w korku. Cue, firma zajmująca się pagerami z Irving w Kalifornii, już teraz pobiera od 10 do 15 dolarów miesięcznie za spersonalizowane informacje o ruchu na ponad 60 rynkach w USA. Cue zbiera swoje dane ze wszystkich dostępnych źródeł, w tym z detektorów pętli, doniesień o helikopterach i, ostatecznie, sygnałów telefonów komórkowych. Gdy klient zaprogramuje trasę do dwukierunkowego pagera, firma wysyła spersonalizowane alerty. Można je odczytać jako tekst na pagerze lub usłyszeć za pomocą syntezatora mowy.

Przekonanie ludzi do płacenia za takie usługi oznacza dostarczenie im bardzo dokładnych informacji w formie, z której mogą korzystać, zauważa Gerald Conover, menedżer ds. technologii w Ford Motor i przewodniczący Rady ds. Międzynarodowych w Intelligent Transportation Society of America. Powiedz, że jestem na Manhattanie, mówi. To, czego chcę, to środowisko ruchu w czasie rzeczywistym na ulicy, którą jadę, a także ulice nad i pode mną. Chcę, aby dane z czujników znajdowały się na mapie, aby móc podejmować natychmiastowe decyzje.

Na tym froncie GPS naprawdę może się pochwalić. Chociaż GPS nie wysyła danych o ruchu, może odgrywać kluczową rolę w otrzymywaniu ich przez kierowców. Korzystając z łącza bezprzewodowego, kierowca może pobierać dane o ruchu drogowym w czasie rzeczywistym, które komputer pokładowy może filtrować na podstawie pozycji pojazdu z GPS. Jeśli wiadomości były złe, oprogramowanie nawigacyjne mogło oferować alternatywne trasy. Informacje te można było opłacić abonamentem lub dostarczyć bezpłatnie wraz z reklamą (w wielu przypadkach nakierowana na lokalizację: McDonald's przy następnym wyjściu!).

Ale nawet jeśli zostaną znalezione odpowiednie modele biznesowe i metody komunikacji, pozostaje inny problem: zagwarantowanie prywatności. Kierowcy obawiają się, że ich znaczniki opłat drogowych, telefony komórkowe i inne gadżety mogą zostać wykorzystane do śledzenia ich ruchu w celu badania rynku, nadzoru lub wydawania mandatów za przekroczenie prędkości, mówi James X. Dempsey.
zastępca dyrektora Center for Democracy & Technology, organizacji zajmującej się ochroną prywatności z siedzibą w Waszyngtonie. Prawdziwym problemem jest tutaj to, że informacje mogą być gromadzone i wykorzystywane do kategoryzowania, charakteryzowania i oceniania ludzi, mówi Dempsey.

Obawy właścicieli e-ZPass na tym froncie zostały rozwiane, gdy Transcom zgodził się zaszyfrować informacje identyfikacyjne przed uruchomieniem programu w 1995 roku. Ale rozwiązanie problemu prywatności telefonu komórkowego jest nieco mniej jasne. Urządzenia śledzące telefony komórkowe US ​​Wireless i TruePosition twierdzą, że nie rejestrują tożsamości dzwoniącego w swoich sieciach. Nie obchodziło nas mniej, kim są dzwoniący, mówi Howard Blank z U.S. Wireless. Używamy fikcyjnych identyfikatorów, takich jak dzwoniący numer jeden” i dzwoniący numer dwa”. Ale obietnice firmy nie są poparte prawem. Podczas gdy firmy telekomunikacyjne nie mogą ujawniać czyjejś tożsamości bez zgody, Dempsey zauważa, że ​​nowicjusze, tacy jak USWireless, technicznie nie są telekomunikacją przewoźników, a więc nie są objęci takimi ograniczeniami. Stowarzyszenie Przemysłu Komunikacji Komórkowej, organizacja handlowa z siedzibą w Waszyngtonie, niedawno zaproponowała, aby FCC opracowała wytyczne dotyczące prywatności, które obejmują przepis dotyczący powiadamiania klientów o tym, w jaki sposób mogą być wykorzystywane ich sygnały komórkowe.

Inny pogląd jest taki, że ludzie chętnie zrzekną się części swojej prywatności, aby mieć szansę na pokonanie korka. Administratorzy autostrad w San Francisco, jednym z pierwszych miast, które szczegółowo zbadały wykrywanie ruchu w telefonach komórkowych, mają zamiar przetestować ten pogląd. Regionalna Komisja Transportu Metropolitalnego jest gotowa do podpisania sześcioletniego kontraktu o wartości 5,2 miliona dolarów na zbadanie, czy amerykańskie podejście bezprzewodowe może zwiększyć siłę umysłową inteligentnych autostrad miejskich opartych na pętli magnetycznej.

Chcielibyśmy wykorzystać ten system do opracowania profili prędkości na autostradach, z których mogliby korzystać kierowcy, mówi Michael Berman, kierownik projektu w komisji Bay Area. Najpierw jednak zwołują grupy fokusowe i przeprowadzają ankiety na temat prywatności.

Czy opinia publiczna to zaakceptuje? To pytanie otwarte. Ale czy pojawiła się technologia, która wprowadziła zarządzanie ruchem w erę sieci bezprzewodowych? To wezwanie zostało już wykonane.

ukryć