Pomysł na walkę z ulicznym tłokiem zrodził się w AGH

Nerwy, strata czasu i benzyny – oto skutki rosnących z roku na rok korków w miastach. Stojąc w korkach kierowcy w Krakowie tracili w 2010 roku ok. 3000 zł – wynika z raportu "Korki w 7 największych miastach Polski", opracowanego przez Deloitte Polska. A ponieważ przez ostanie cztery lata korki znacznie się powiększyły, można śmiało założyć, że ta kwota obecnie jest jeszcze wyższa. Utrata jednej pensji w roku, która „idzie w powietrze”, gdy stoimy w korku to jedno, a drugie to zanieczyszczenie powietrza, które można zminimalizować zmniejszając natężenie ruchu. Tracimy też czas – w Krakowie przez korki kierowcy tracą jakieś osiem godzin miesięcznie. Dlatego na uwagę zasługuje znakomity projekt naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej – INSIGMA.

 

INSIGMA jest projektem badawczo-rozwojowym prowadzonym w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013. Obejmuje wiele zagadnień, m.in. dynamiczne mapy i optymalizację ruchu. Naukowcy z AGH wygrali w 2009 roku konkurs „Strategiczne programy badań rozwojowych”. W tej prestiżowej rywalizacji brali udział uczeni z całej Polski. Projekt INSIGMA realizuje konsorcjum, którego liderem jest AGH, a partnerami są Wojskowa Akademia Techniczna, Wojskowy Instytut Łączności oraz Wyższa Szkoła Technik Komputerowych i Telekomunikacji w Kielcach. Projekt obejmuje zagadnienia z zakresu współczesnej telekomunikacji, organizacji sieci bezprzewodowych, bezpieczeństwa. INSIGMA jest już w fazie finalnej, ma się zakończyć w marcu 2015 roku. Kierownikiem projektu jest prof. dr hab. Andrzej Dziech, a zastępcą kierownika dr inż. Andrzej Głowacz z Katedry Telekomunikacji AGH.

 

Optymalizacja ruchu, czyli większa płynność na drogach, mniejsze korki i skuteczna nawigacja

 

Współczesne systemy nawigacyjne opierają się albo na ogólnych danych o drogach (np. długość drogi) albo na danych o ruchu (ale te dane mają charakter statystyczny). A ponieważ sytuacja na drogach jest dynamiczna, gdyż często zachodzą nieprzewidziane okoliczności jak np. stłuczka lub remont drogi, to bazowanie na statystyce jest mylące. Obecnie systemy nawigacyjne nie są w stanie uwzględnić takich zmian jak np. rozpoczęcie roku szkolnego, mecze piłkarskie, kolizje drogowe – a przecież wiadomo, że tego typu wydarzenia powodują zwiększoną liczbę aut na drogach i korki. – Postanowiliśmy zaproponować stworzenie systemu, który będzie monitorował sytuację na ulicach i skrzyżowaniach, na bieżąco ją analizował i natychmiast wprowadzał poprawki, np. w ustawieniach świateł. Warunkiem jest pozyskiwanie danych w czasie rzeczywistym, nie chcemy danych przeszłych, które z aktualną sytuacją mają niewiele wspólnego – mówi dr inż. Andrzej Głowacz z Katedry Telekomunikacji na Wydziale Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej.

 

Jeśli system opracowany w AGH zostanie zamontowany na danym skrzyżowaniu, wtedy naukowcy będą w stanie pozyskiwać interesujące ich dane. Specjalne algorytmy przeanalizują rozkład ruchu i zaproponują sposób nawigacji przez zakorkowane miasto. Informację tę otrzymają kierowcy, którzy będą mogli skorygować trasę przejazdu. Kierowcy będą się posługiwać jedną z klasycznych aplikacji, np. na telefon komórkowy. – Najważniejsze jest to, że nasz system będzie dynamiczny i w czasie rzeczywistym ma reagować na zmiany sytuacji. Tak samo będzie wyglądało sterowanie sygnalizacją świetlną. Jeśli na skrzyżowaniu jest dłuższa kolejka z któregoś kierunku, system włączy tam zielone światło na dłużej – podkreśla dr Głowacz.

 

Jeśli jednak przy aplikacji na komórki sprawa jest prosta – każdy, kto będzie chciał korzystać z rozwiązania powstałego w AGH, po prostu pobierze ją na swój telefon – to sterowanie światłami jest opcją, którą muszą chcieć wprowadzić władze miasta. Opracowujący INSIGMĘ naukowcy mają kontakt ze specjalistami z Zarządu Infrastruktury Komunalnej i Transportu, którzy są zainteresowani projektem, jednakże wdrożenie go wymaga podjęcia strategicznych decyzji.

 

Dynamiczne mapy

 

Bazą projektu są dynamiczne mapy służące do zobrazowania aktualnej sytuacji drogowej. Dane uzyskane w drodze akwizycji, analizy i wnioskowania oraz monitoringu będą prezentowane operatorowi systemu przy użyciu tychże map. Taka forma prezentacji umożliwi operatorowi szybką ocenę zaistniałej sytuacji lub potencjalnego zagrożenia ruchu oraz bezzwłoczne podjęcie decyzji. Skąd mają pochodzić dane, które umożliwią działanie dynamicznych map? Podstawowym elementem systemu będzie układ kamer rozmieszczonych na obszarze objętym monitoringiem. Urządzenia, których parametry i możliwości będą poszerzane w ramach projektu, będą prowadzić ciągłą i niewymagającą interakcji z operatorem akwizycję oraz wstępną analizę obrazu, zastosowaną następnie dla realizacji map dynamicznych. Jeden z takich sensorów już działa na skrzyżowaniu ulic Armii Krajowej i Piastowskiej w Krakowie.

 

Analiza danych będzie się odbywać również za pomocą sieci sensorów, które będą w stanie wykrywać zmiany położenia obiektów, nagłe zmiany temperatury, ciśnienia oraz stężenia niebezpiecznych związków. Sensory mają być montowane pod powierzchnią drogi. Informacje na temat lokalizacji mogą być pozyskiwane z takich systemów jak telefonia mobilna GSM (ang. Global System for Mobile Communications) i UMTS (ang. Universal Mobile Telecommunications System), jak również system GPS (ang. Global Positioning System) czy GLONASS (ang. Global Navigation Satellite System).

 

Dane pozyskane dzięki sieci kamer i czujników rozmieszczonych na terenie monitorowanym będą podlegały szczegółowej i automatycznej analizie. Obrazować na dynamicznych mapach można nie tylko natężenie ruchu, ale także wypadki czy po prostu remonty i czasowe zamknięcia ulic z powodu jakichś zdarzeń, jak np. odbywający się w mieście maraton. System dostarczy ponadto szczegółowych danych o natężeniu ruchu drogowego oraz zidentyfikuje przyczyny tworzenia się korków. Dane pochodzące z systemów analizy ruchu pozwolą w dalszym kroku na optymalizację ruchu drogowego. Uwzględnione zostaną przy tym zagadnienia synchronizacji sterowania na powiązanych ze sobą skrzyżowaniach. W realizacji powyższego zadania istotną rolę odegrają badania z użyciem zaawansowanego symulatora ruchu drogowego. System znajduje się w sferze badawczo-rozwojowej, ale jego prototyp pilotażowo działa już w niektórych miejscach w Krakowie. INSIGMA jak widać jest systemem, który można rozbudowywać. Może on być dla władz miast skutecznym narzędziem służącym usprawnieniu komunikacji, a kierowcom do unikania kłopotów i marnowania czasu. – Nasze badania zostały docenione przez „Monitor Rynkowy”. Uzyskaliśmy nagrodę „EURO Symbol Innowacji 2013” – mówi dr Głowacz.

 

Szklane oczy widzą wszystko, czyli stanowisko badawcze     

 

Na jednym z budynków AGH przy skrzyżowaniu z ul. Armii Krajowej naukowcy zbudowali stanowisko badawcze składające się z kilku kamer, które obejmują wszystkie kierunki ruchu na tym skrzyżowaniu. – Na bazie wideodetektora natężenia ruchu, czyli specjalnego oprogramowania wyposażonego w kamery, jesteśmy w stanie analizować w czasie rzeczywistym zapis z kamer. Możemy stwierdzić, jak duże i z której strony jest największe natężenie ruchu, a badając konkretne punkty po obu stronach skrzyżowania wiemy, ile trwa przejazd przez nie. W taki sposób możemy uzyskać pełną statystykę tego, co się dzieje na analizowanym przez nas skrzyżowaniu. Wartości są przekazywane do systemu, który analizując dane wie, jakie jest natężenie ruchu w danym miejscu. Wie, gdzie jest więcej aut i czy problemem jest skręt w lewo, czy może korek ustawia się do jazdy na wprost. Na tej podstawie odpowiednio wyreguluje długość trwania zielonego światła – mówi dr Głowacz.

 

System nie musi bazować jedynie na kamerach. Może opierać się również na innych sensorach, tj. pętlach indukcyjnych, czyli czujnikach montowanych w asfalcie. Już teraz w Krakowie w kilku miejscach są takie pętle indukcyjne – głownie monitorowane są aleje Trzech Wieszczów. Poza wspomnianymi sensorami system może też czerpać dane GPS z telefonów komórkowych. – Jedynym warunkiem jest wydanie przez właściciela telefonu zgody na zainstalowanie w jego komórce naszego programu, ale nie jest to przeszkoda nie do pokonania, czego przykładem jest „Yanosik”, którego używa wielu ludzi. Moim zdaniem, połączenie tych kilku systemów, z których każdy spełnia swoją rolę, w jedną aplikację miało by sens. Jesteśmy otwarci na propozycje współpracy, realizujemy również inne ciekawe projekty – podkreśla dr Głowacz. Obecnie fazy świateł są ustawiane na stałe, co w żaden sposób nie jest w stanie odpowiedzieć na zachodzące na drogach zmiany.

 

Jak widać, INSIGMA ma wiele znaczących zalet. Po pierwsze: redukuje czas przejazdu i korki w mieście. Po drugie: usprawniając przejazd przez miasto pozytywnie wpływa na ekologię (emisja spalin w mieście jest istotna dla zdrowia mieszkańców). Po trzecie: aspekt ekonomiczny, bo mniejsze korki to oszczędność paliwa.

 

Kraków jest miastem, w którym niezwykle trudno jest poszerzać drogi, do tego dochodzą problemy ze zdobyciem kapitału na przebudowy dróg, budowy estakad, o budowie mostów nawet nie wspominając. Jeśli władze miasta nie zdecydują się zainwestować w metro, najdalej za dziesięć lat krakowianie albo będą tracić mnóstwo czasu w gigantycznych korkach, albo zostaną zmuszeni stać się raczej „kierowcami weekendowymi”, którzy w dzień powszedni korzystają z komunikacji miejskiej. Tymczasem pozostaje mieć nadzieję, że ludzie odpowiedzialni za rozwój komunikacji w Krakowie zdecydują się skorzystać z wyników badań naukowców Akademii Górniczo-Hutniczej, które wprawdzie ulic na czteropasmowe nie zmienią, ale z całą pewnością sterując choćby tylko światłami drogowymi usprawnią i skrócą czas przejazdu przez miasto. Czego nam wszystkim życzę.

 

Ilona Trębacz