Představme si, že by město regulovalo individuální dopravu na základě reálných informací o hladině hluku, znečištění ovzduší v oblasti a aktuálních informacích o volných pouličních parkovacích místech či o stavu dopravy. O takový chytrý nástroj nad širokou škálou senzorů se pokouší projekt TA ČR pod názvem Chytrá síť, SMARTNET.
Znečištění ovzduší emisemi z dopravy ve městech je jedním z problémů současnosti, a to zejména v důsledku jejich významného rizika pro zdraví člověka. Zdrojem emisí škodlivin z motorů vozidel do volného ovzduší jsou výfukové plyny, které tvoří komplexní směsi obsahující stovky chemických látek v různých koncentracích. Přispívají k tzv. skleníkovému efektu, jsou toxické, mutagenní i karcinogenní. Doprava se podílí na celkovém znečištění ovzduší CO ze 37 %, NOx přibližně 30 % a těkavými organickými látkami (VOC) z 24 % (Jedlička a kol., 2009). Městské oblasti jsou také významně zatíženy hlukem dopravy.
Lékařské i statistické studie dokazují, že hluk má nepříznivý vliv na zdraví člověka a bylo prokázáno, že výskyt civilizačních chorob přímo vzrůstá s hlučností daného prostředí (Cholava a kol., 2009). S neustálým trendem migrace obyvatel do městských oblastí se situace ve městech v souvislosti s přetíženou dopravou nelepší a negativní jevy v podobě dopravních kongescí jsou běžnou součástí našeho života.
V odborných literaturách se mnohdy opakuje tvrzení, že přes 30 % dopravních kongescí ve městech (Hui Zhao, 2012) je způsobeno vozidly, která se snaží najít volné místo k zaparkování. Např. studie z městské části Schwabing v Mnichově se opírá o vyčíslení těchto ztrát. Hledání parkovacích míst zde způsobuje ekonomickou škodu přes 20 miliónů eur každý rok. V daném čísle je obsaženo 3,5 miliónů eur za zbytečně spálené pohonné hmoty a 150 000 hodin čekání v kolonách (D. Schrank and T. Lomax, 2007).
Obdobná studie z Barcelony prokázala, že milión vozidel každý den stráví 20 minut času hledáním parkovacího místa a produkuje 2 400 tun CO2 emisí (Hui Zhao, 2012). Nelze však dohledat metodiku výpočtu daných ztrát, proto nelze tato čísla potvrdit ani vyvrátit. Taktéž nelze dohledat související technologické řešení, které se dané problémy snaží efektivně sanovat.
Současný přístup v řízení dopravy se zaměřuje primárně na vozidla jedoucí z místa A do místa B. K této skutečnosti je pak přizpůsobena také řídicí logika. Ovšem při interakci dopravy v klidu a pohybu dochází k těžko předvídatelnému vlivu dopravy směřující „nikam“, pouze na neznámé parkovací místo, což činí z dopravního proudu těžko predikovatelnou soustavu navzájem se ovlivňujících vozidel. V současné době nemůžeme určit, o jak závažný problém se jedná a jaký je jeho skutečný vliv na ŽP v České republice.
Příkladným projektem na instalaci sítě detektorů s možností aktivního řízení dopravních proudů v závislosti na hluku, emisích a navádění na volná parkovací místa, je projekt Smart City of Santander (více jak 12 000 senzorů hluku, stavu parkovacích míst, CO2, http://www.smartsantander.eu/). V našich klimatických podmínkách jsou však dané senzory z různých důvodů nepoužitelné a rovněž interní výzkum v CDV prokázal, že spolehlivost a přesnost daných detektorů je nevyhovující. Z výše uvedených důvodů se projektový tým zaměřuje na vývoj komplexního integrovaného systému řízení dopravy ve městech včetně navigace na volná parkovací místa s využitím široké škály dat nad již ověřenou a spolehlivou soustavou detektorů.
Koordinované zavedení inteligentních systémů
V současné době je infrastruktura dopravní sítě ve městech již plně vytížena. Evropská komise podporuje vznik plánů udržitelné mobility ve městech na národních úrovních s cílem zavést strategie, které hledají integrovanější přístup k plánování udržitelné mobility, jenž by kladně ovlivnil ekonomický výkon městských oblastí a kvalitu prostředí ve městech obecně, s ohledem na zdraví, společenský život a dostupnost. Bílá kniha o dopravě z roku 2011 doporučuje plány udržitelné městské mobility (SUMP; Sustainable Urban Mobility Plans) jako opatření k naplňování udržitelnosti.
Jedním z hlavních opatření pro možnost naplnění stanovených cílů Evropskou komisí je podpora implementace systémů ITS v koordinované podobě. S technologickým pokrokem přicházejí nové možnosti naplňování těchto střednědobých cílů. V současné době jsou k dispozici senzory nové generace, které mohou být cenným zdrojem reálných dat o dopravní situaci, stavu ovzduší, nebo hluku v konkrétních částech městských oblastí. Především již dlouhodobě existuje problém interakce dopravy v klidu a dopravy v pohybu. Tento problém však doposud nebylo možné adekvátně řešit, jelikož nebyly dostupné takové technologie, které by umožňovaly za přiměřených ekonomických nákladů monitorovat obsazenost konkrétních parkovacích stání, a zároveň zatím neexistuje nástroj, jak kvantifikovat skutečný počet vozidel hledající místa k parkování a jaký mají reálný vliv na plynulost dopravy v pohybu.
I přes to, že je doprava jedním z nejvýznamnějších zdrojů znečištění ovzduší, není příliš mnoho příkladných řešení, které by kombinovaly výstupy z hlukových a emisních zdrojů dat s nástroji pro řízení dopravy. Datovou základnou pro vyvíjený systém bude rovněž monitorovací síť provozovaná ČHMÚ, která je doplněna monitorovacími stanicemi Zdravotních ústavů, městských úřadů případně dalších subjektů. V roce 2009 čítala 219 monitorovacích stanic, z nichž 45 stanic je označeno jako dopravní. (MŽP, 2009, ČHMÚ, 2010). Tento počet je z pohledu podílu celkového znečištění dopravou nedostatečný. Proto projekt cílí na integraci právě aktuálních dat o znečištění ovzduší okolo dopravních cest, především v městských oblastech do celkového procesu řízení dopravy a nalezení, popř. vývoj zařízení, které by umožnilo instalovat mnohem vyšší počet takových stanic za výhodných ekonomických podmínek. Integrace dat z široké škály detekčních technologií a subsystémů do jednotného SW modulu s informačním a řídicím potenciálem umožní navrhovat nová dopravní opatření na základě aktuálních informací o stavu ovzduší, dopravy, nebo rozptylových a akustických podmínek.
Rapidní rozvoj a penetrace chytrých telefonů, navigací, informačních a řídicích systémů (např. proměnné dopravní značení, světelné signalizační zařízení, zařízení pro provozní informace apod.) na infrastruktuře umožňují daleko lépe informovat cestující, a tím pádem mnohem efektivněji dopravní proudy řídit a významně tak snižovat negativní vlivy dopravy.
SMARTNET 2015–2017
V rámci projektu je vyvíjen SW modul dopravně informačního centra, který na základě časově synchronizovaných výstupů ze senzorické sítě umožní data v reálném čase vyhodnocovat a zpracovávat do podoby užitných informací koncovým uživatelům dopravní cesty. Inovativnost projektu spočívá v několika aspektech, které se v rámci životního cyklu projektu propojí a budou utvářet jeden funkční celek s cílem aktivně ovlivnit řidiče a usnadnit volbu dopravního prostředku. V rámci projektu jsou řešeny tyto inovační prvky:
- metodika včetně fungujícího detekčního a vyhodnocovacího systému pro kvantifikaci vozidel hledajících místo k zaparkování a definování jejich vlivu na chování dopravního proudu. Systém bude přenositelný a bude otestován na více lokalitách
- systém chytrého parkování: tj. instalace bezdrátových senzorů pro identifikaci obsazenosti konkrétních parkovacích stání ve vytipované městské oblasti s výstupem dat do SW modulu řízení a dopravně informačního centra
- kompaktní systém pro měření koncentrací škodlivin produkovaných dopravou, data ze sítě automatického imisního monitoringu ČHMÚ propojená s daty ze speciálních měřicích zařízení umístěných v dané lokalitě a daty o aktuální dopravní situaci v témže místě do SW modulu informačního centra za účelem efektivního řízení dopravního proudu silniční dopravy jak z hlediska dopravního chování v předmětné oblasti, tak z pohledu dopadů na životní prostředí a zdraví člověka. Významný bude vztah k legislativnímu prostředí ČR (např. Sbírka zákonů č. 330 / 2012, VYHLÁŠKA ze dne 8. října 2012)
- instalace kompaktního měřicího zařízení, tj. detektoru kombinujícího detekci hluku, detekci dopravně-inženýrských charakteristik (budou testovány profilové i úsekové detektory), obrazového záznamu, meteorologické situace a prachu v ovzduší
- testování a integrace inovativního dopravního detektoru pro dynamické řízení světelné signalizace, který umožňuje sledovat přijíždějící vozidla ke křižovatce a sledovat jejich trajektorii, rychlost a délku
- vývoj jednotné SW platformy sdružující výstupy ze všech detektorů instalovaných na vybraném pilotním místě, která umožní jednotlivé výstupy porovnávat, párovat a následně sdílet s dalšími informačními a řídicí systémy. Samozřejmostí je vybudování rozhraní pro poskytování dat třetím stranám (např. vývojářům aplikací)
Celý systém je v současné době připraven na integraci inovativního systému pro měření kvality ovzduší (NO, NO2, SO2, CO, CO2, PM 2,5, HC (C6H6, reference benzenu) hluk, směr větru, vlhkost, množství srážek). V rámci projektu Smartnet bude tento systém testován a ověřován, a v případě úspěchu se může stát ekonomicky velice výhodnou alternativou k současným značně „nákladným“ zařízením.
Pilotní instalace Uherské Hradiště 2015
Partneři projektu, společnosti CEDA, Eltodo a CDV v srpnu 2015 provedli pilotní instalaci v Uherském Hradišti. Jednalo se o inovativní způsob řízení pětice světelných křižovatek Na Velehradské třídě. CDV po dobu 1 měsíce instalovalo měřicí zařízení kvality ovzduší AIRPOINTER (certifikované přenosné zařízení pro měření kvality ovzduší), inovativní kompaktní detektor ENVIRO, který můžeme popsat jako soustavu čidel pro měření dopravních intenzit, rychlosti dopravního proudu, odstupů mezi vozidly a vozidlových tříd, hluku, obrazového záznamu, meteorologické situace, prachových částic (je možné porovnat s výstupy z referenční stanice AIRPOINTER) a od příštího roku taktéž kvalitu ovzduší. Dále budou instalovány detektory Bluetooth pro měření dojezdových dob, přenosné kamery pro čtení RZ na silnicích vedoucích na náměstí tak, aby se monitoroval počet vozidel vjíždějících do centrální oblasti a hledajících místo k zaparkování.
Společnost ELTODO, a.s. v rámci pilotního testování umístí na vybrané křižovatky nové dopravní detektory a taktéž za pomocí výstupů ze systému FCD (systém plovoucích vozidel) projektu RODOS bude testován nový přístup v řízení světelných křižovatek. V prostředí střední Evropy se jedná o mimořádný rozsah detekčních technologií v jedné lokalitě, které naměří množství dat potřebné k tomu, aby bylo možné zobecnit jednotlivé závislosti a zejména „spočítat“ dopad dopravy na životní prostředí.
Tento test je prvním plánovaným v průběhu celého projektu a v dalších letech se budou instalace opakovat v jiných lokalitách. Systémy budou vždy upraveny na základě požadavků jednotlivých městských částí, typů komunikací a cíli samotného testování. V pozdější části projektu budou také odzkoušeny nové systémové funkce, jako např. navádění vozidel na konkrétní volná parkovací stání, nebo informování řidičů o stavu ovzduší v cíli jejich cesty. Data generována systémem jsou zároveň ideálním podkladem pro zpracování Plánů udržitelné mobility. Výsledky prvního ze série testů byly bohužel známy až po uzávěrce tohoto čísla, zájemci se mohou obracet přímo na autory článku.
