אוטומציה לניהול צמתים ומערכות תחבורה: פרויקט בנושא כלי רכב אוטונומיים

אוטומציה לניהול צמתים ומערכות תחבורה: פרויקט בנושא כלי רכב אוטונומיים

(Autonomous Intersection Management (AIM

תוכן עניינים

1. תקציר מנהלים 2
2. מבוא 3
3. מסגרת תיאורטית 4
3.1. כלי רכב אוטונומיים ופתרונות תחבורה בעידן המאה ה-21 4
3.1.1. מערכות תחבורה חכמות 5
3.1.2. כלי רכב אוטונומיים 5
3.2. טכנולוגיית ה-AIM 7
3.2.1. על הטכנולוגיה 7
3.2.2. למה AIM 8
3.2.3. ארכיטקטורה של הטכנולוגיה 9
3.2.4. כיצד עובדת מערכת ה-AIM 10
3.2.5. מאפיינים טכנולוגיים לסביבת ה-AIM 12
3.3. טכנולוגיות קיימות כיום בתחום ה-AIM 14
3.4. שילוב מערכות AIM בכבישים 18
3.4.1. תסריט העבודה בפועל של מערכת ה-AIM 18
3.4.2. יישומיות בכבישים בישראל 19
4. סיכום ומסקנות 21
5. ביבליוגרפיה 23

1. תקציר מנהלים

עבודה עסקה בטכנולוגיה הקיימת כיום, היתרונות והקשיים ליישומה. כמו כן, בחיבור טכנולוגיית ה AIM, לבין כלי הרכב, המידע הנאסף מכלי הרכב וניתוח המידע לכדי ניהול הצמתים.
בעשורים האחרונים, נדרש העולם להתמודד עם לא מעט בעיות תחבורה, בעיקר בתוך מרכזי אוכלוסייה והערים הגדולות, מה שגורם לאנשים לבזבז לא מעט זמן בכבישים ובניסיון להגיע מנקודה אחת לנקודה שנייה. בנוסף, נחשבים הכבישים באופן כללי והצמתים לאחד המוקדים המאתגרים אך גם המסוכנים ביותר עבור כלי רכב, שם מתרחשות לא מעט תאונות דרכים. מחקרים שונים מצביעים על כך, שכ-20% מכלל תאונות הדרכים מתרחשות בצמתים, נתון גבהו בהחלט לאור העבודה שרוב הצמתים מנוהלים על ידי מערכת של רמזורים.
כלי רכב מקושרים טכנולוגית ואוטונומיים, נחשבים לעתיד של התחבורה. רכבים בעלי יכולת טכנולוגית לתקשר אחד עם השני (Vehicle-to-Vehicle, V2V), לתקשר עם תשתיות שונות בכבישים (Vehicle-to-Infrastructure, V2I), ובמקרים מסוימים גם יכולת לתקשר עם גורמים שאינם קשורים לכביש, כמו הולכי הרגל עצמם, מהווים למעשה את חוד החנית הטכנולוגי של עולם התחבורה כפי שמנבאים המתכננים.

2. מבוא

כיום, כלל ההצטלבויות בכבישים מתנהלות באמצעות מערכות רמזורים שונות, תמרורי 'עצור' או מעגלי תנועה על סוגיהם. אולם, למרות שהנהגים מתנהלים בהתאם לחוקים ובהתאם לתקנות התעבורה, הרי שההצטלבויות מהוות מקור לחלק ניכר מפקקי התנועה כמו גם ללא מעט תאונות בין כלי רכב וכן בין כלי רכב להולכי רגל. למרות, שמספר ההצטלבויות הוא מועט יחסית להיקף כבישים, עדיין, לפחות כשליש מתאונות הדרכים, מתרחשות כאמור בצמתים וההצטלבויות השונות.
אחת הטכנולוגיות המובילות בתחום אוטונומיית כלי הרכב, היא ה-AIM (Autonomous Intersection Management). טכנולוגיה זו מאפשרת לנהל באופן אוטונומי את תנועת כלי הרכב בצמתים והצטלבויות. טכנולוגיית ה-AIM, מצטרפת לטכנולוגיות אחרות שמתפתחות בשנים האחרונות, ושכולן עוסקות בהפיכת כלי הרכב לכלי רכב אוטונומיים, אשר יאפשרו נהיגה ממוחשבת ללא מגע אדם.
בבסיס הרעיון הוא, שכל רכב יוכל לשתף את הרכבים האחרים המתקרבים אף הם לצומת, לא רק על עצם העובדה שהוא מגיע, אלא גם על סכנות שונות שעלולות לארוב לרכב, בין אם עצים, הולכי רגל ועוד. מערכת ה-AIM מנתחת בין היתר גם את ההתנהגות של הנהג, כך ש'מנהל ההצטלבות', מקבל נתונים רבים המאפשרים לו לערוך ניתוח מהיר של המצב ולהעביר אותו בחזרה למחשב הנמצא בתוך הרכב ובכל לנהל באופן חכם, מהיר ויעיל את התנועה בצומת.
אחד התנאים המרכזיים שיאפשרו בעתיד את הפיכת כלי הרכב והנהיגה לאוטונומיים, היא היכולת של הרכב לתקשר עם השרת הממוקם בצומת ועם הרכבים האחרים. רק קישוריות איכותית, מהירה ורציפה, יכולה לאפשר נהיגה אוטונומית. אחת הטכנולוגיות שכיום ניתן להתבסס עליה על מנת לאפשר את התהליך, היא טכנולוגיית ה-DSRC.
בשנים האחרונות, קיימת התקדמות טכנולוגית משמעותית, שתאפשר בעתיד הכנסת רכבים אוטונומיים לחלוטין לכבישים. אולם, על מנת שאכן רכבים אוטונומיים יוכלו בעתיד להחליף את הנהג, ראשית יהיה עליהם לפעול בהתאם לחוקים ולתקנות התעבורה השונות, כמו בני האדם. מערכת ה-AIM, תאפשר בדיוק את זה. שאלת המחקר: העבודה עוסקת בסוגיית האוטומציה לניהול צמתים ומערכות תחבורה ושילוב מערכות AIM.