sobota, 26 marca 2016

Highway Pilot Connect - ciężarówki jadące w konwoju

Czy komunikacja pomiędzy samochodami na drodze to przyszłość logistyki transportu? Około 30 lat temu, dokładnie 100 lat po wynalezieniu automobilu, ówczesny koncern Daimler-Benz AG stworzył podstawy rozwoju samochodu jutra - z myślą o uczynieniu ruchu drogowego bezpieczniejszym, bardziej ekonomicznym, ekologicznym, komfortowym i wydajnym. Miał temu sprostać program badawczy Prometeusz.


W tamtych czasach w biurach królowały maszyny do pisania. Telefony komórkowe należały do rzadkości, były bardzo drogie i miały rozmiary małej walizki. Idee wydajnego smartfona lub szybkiego, bezprzewodowego połączenia internetowego mieściły się jedynie w granicach fantastyki naukowej. Kierowcy ciężarówek byli zdani sami na siebie, a podróże transgraniczne wciąż stanowiły niemałe wyzwanie - przybycie na czas zależało przede wszystkim od indywidualnych zdolności i doświadczenia.
Inżynierowie zaangażowani w projekt Prometeusz pracowali nad systemami ograniczającymi ryzyko wypadków oraz sieciami komunikacji pomiędzy pojazdami oraz pomiędzy pojazdami i infrastrukturą - czymś, co dziś określamy mianem nawigacji. Nadzór krótkiego i dalekiego zasięgu, monitorowanie poziomu przyczepności, systemy wspomagające z możliwościami interwencji, komputery pokładowe i sieci pojazdów, nowe systemy informacyjne dla kierowcy, strategie dla samoorganizacji wszystkich manewrów w ruchu drogowym, nowe centra komunikacyjne dla transmisji danych między pojazdami, wymiana ostrzeżeń o niebezpieczeństwach między pojazdami, optymalizacja ruchu drogowego za pomocą czujników i systemów kontroli, ogólnoeuropejskie systemy prowadzenia do celu, systemy telematyczne dla pojazdów użytkowych oraz wielosensorowa koncepcja do wykrywania zmiennych, które nie są mierzalne w sposób bezpośredni. W skrócie, od 1986 roku inżynierowie stworzyli podstawy dla dzisiejszego pojazdu  funkcjonującemu w sieci.

Łączność w ciężarówkach zaczęła się od Promote Chauffeur
Około 10 lat po uruchomieniu projektu Prometeusz, od połowy lat 90., różne rozwiązania wspólnie utorowały drogę ku łączności pojazdów. Były to m.in.: pokładowe systemy elektroniczne, technologia mobilnej komunikacji, wykorzystanie danych GPS oraz internet.
Gdy w 1998 roku ruszył projekt "Promote Chauffeur", pojęcia "łączności" i "jazdy autonomicznej" miały się dopiero pojawić. Dwa powiązane elektronicznie zespoły ciągnika siodłowego i naczepy poruszały się w niewielkiej odległości. Przebyty przez nie dystans był kontrolowany za pomocą sygnałów podczerwieni z naczepy pierwszego zespołu (prowadzącego) i kamer zainstalowanych na drugiej ciężarówce - był to tzw. elektroniczny sprzęg.
Pojazdy korzystały z połączenia radiowego. Drugi z nich pobierał wszystkie dane dotyczące jazdy od pierwszego - w ślad za nim skręcał, hamował i przyśpieszał, zależnie od prędkości utrzymując dystans od 6 do 15 m. Sercem projektu "Promote Chauffeur" były zainstalowane w ciężarówkach komputery pokładowe odpowiedzialne za korelację wszystkich informacji.
Nie brano wtedy pod uwagę ani funkcji jazdy autonomicznej, ani łączności z innymi pojazdami i infrastrukturą: pojazd czołowy był prowadzony całkowicie manualnie. Nie były też możliwe interakcje z innymi samochodami, takie jak upewnienie się co do bezpiecznego powrotu na swój pas w ramach manewru wyprzedzania. W powijakach były już odpowiednie rozwiązania technologiczne, ale nie rozwinęło się jeszcze odpowiednie słownictwo. Dzisiaj do dyspozycji jest już zarówno technologia, jak i jej nazewnictwo - Highway Pilot oraz Highway Pilot Connect.

Highway Pilot łączy trzy autonomiczne ciężarówki
Dalszy wstępny stopień rozwoju autonomicznego Actrosa z systemem Highway Pilot - z wykorzystaniem łączności - to Highway Pilot Connect. Łączność odgrywa tu kluczową rolę. Połączenie dwóch lub większej liczby ciężarówek umożliwia jazdę w kolumnie z odstępem najmniejszego bezpiecznego dystansu 15 m przy utrzymaniu tej samej prędkości. Bliska odległość pomiędzy pojazdami pozwala ograniczyć opór powietrza, a tym samym znacznie obniżyć zużycie paliwa i poziom emisji spalin - średnio dla wszystkich samochodów w kolumnie nawet o 7%. W przeciwieństwie do wcześniejszych eksperymentów w ramach projektu "Promote Chauffeur", Highway Pilot Connect może łączyć w kolumnę do kilku zestawów ciągnika z naczepą. I to nie w postaci sztywnej formacji, jak miało to miejsce prawie 20 lat temu, ale przy zachowaniu ekstremalnego stopnia elastyczności. Ciężarówki mogą na przykład opuszczać pas ruchu, po którym porusza się kolumna, a później na niego wracać.
Dzisiaj pojazdy śledzące nie podążają już "ślepo" za samochodem prowadzącym. Ponieważ każdy z nich jest wyposażony w system Highway Pilot, kolumna składa się z autonomicznych ciężarówek, które tymczasowo tworzą jedną drużynę w celach praktycznych - drogowego transportu dóbr w najbardziej efektywnej formie. W dowolnej chwili poszczególne ciężarówki mogą opuścić kolumnę, a inne mogą do niej dołączyć.
Łączność sprawia, że wszystkie pojazdy natychmiast reagują na nieprzewidziane okoliczności: jeśli jedna z ciężarówek musi na przykład zahamować, wszystkie za nią automatycznie zrobią to samo. Czas reakcji wynosi zaledwie 0,1 s - czyli ułamek czasu, jaki mija, nim na dane zdarzenie zareagowałby kierowca.
Dostępna technologia wszystkim członkom zapewnia stały dostęp do informacji na temat sytuacji całej kolumny na drodze. Przykładowo, kamera czołowego pojazdu śledzi warunki przed kolumną i przekazuje obraz do monitorów na pokładzie kolejnych ciężarówek. Wszyscy członkowie mogą przez cały czas monitorować swoje pozycje w obrębie kolumny.
Dzięki Highway Pilot Connect oddział Daimler Trucks już dzisiaj dysponuje technologią zdolną do zademonstrowania różnych funkcji jazdy w kolumnie i w płynnym ruchu drogowym. Tym samym projekt "Promote Chauffeur" i elektroniczny sprzęg z 1998 roku stały się rzeczywistością - dzięki najnowocześniejszej technologii rejestrowania i przetwarzania danych. Po raz pierwszy zachodzi interakcja między autonomicznymi ciężarówkami, a każda z nich może precyzyjnie reagować w odniesieniu do poprzedzającego pojazdu. To samo dotyczy inteligentnych interakcji z innymi uczestnikami ruchu.

Nawet o 7% niższe zużycie paliwa i odpowiednio niższa emisja dwutlenku węgla plus o połowę mniejsza przestrzeń na drodze - system Highway Pilot Connect firmy Daimler Trucks ma niewiarygodne zalety. Kryje się za nim elektroniczne połączenie ciężarówek przemieszczających się autostradami i drogami szybkiego ruchu, znane też jako jazda w kolumnie lub pociąg drogowy. Highway Pilot Connect stanowi dalszy etap rozwoju systemu Highway Pilot, dzięki któremu oddział Daimler Trucks w 2014 roku utorował drogę do jazdy autonomicznej. Następnym krokiem było opracowanie ciężarówki Freightliner Inspiration i wdrożenie opracowanych rozwiązań do standardowego Actrosa. Bazą dla systemu Highway Pilot Connect jest połączenie pomiędzy pojazdami i precyzyjne monitorowanie otoczenia.
Obecnie Highway Pilot jest zatwierdzony do użytku na publicznych drogach Niemiec, a Highway Pilot Connect ma zezwolenie do jazdy w kolumnie na całej długości autostrady A81 na terenie kraju związkowego Badenia-Wirtembergia - od Jeziora Bodeńskiego do Würzburga. Wyłączono z tego jedynie obszar metropolitalny Stuttgartu. Dodatkowo, podobne pozwolenie koncern Daimler otrzymał dla autostrady A52 w obszarze metropolitalnym Düsseldorfu. Udzielane w wyjątkowych przypadkach, osobne zezwolenia umożliwią przeprowadzanie kolejnych pokazów i przejazdów testowych.

40-tonowy skład jadący w kolumnie zużywa nawet o 7% paliwa mniej
Na autostradzie zespoły ciągników z naczepami formują kolumnę poruszającą się w odstępach zaledwie 15 m. Niewielki dystans pozwala znacznie ograniczyć opór powietrza, a tym samym o około 5% obniżyć zużycie paliwa i emisję dwutlenku węgla. Na poziomych odcinkach dróg umożliwia to osiągnięcie zużycia oleju napędowego dla załadowanego zespołu ciągnik-naczepa o masie 40 t na poziomie około 25 l/100 km.
Daje to jedynie 0,66 l/100 km paliwa na tonę lub emisji 13,3 g CO2/km na tonę - czyli znacznie mniej od jakiegokolwiek samochodu osobowego z silnikiem spalinowym.
Jazdy pomiarowe trzech zespołów z naczepami ze stałą prędkością 80 km/h po równych odcinkach dróg wykazały uśrednione obniżenie zużycia paliwa nawet o 7%. Współczynnik ten różni się zależnie od pozycji pojazdu w kolumnie: w przypadku trzech jadących za sobą ciężarówek czołowa zużywa o 2% oleju napędowego mniej, środkowa - o 11%, a ostatnia - o 7%. Różnice te wynikają z odmiennych efektów aerodynamicznych w przypadku poszczególnych ciężarówek.
Jednocześnie kolumna zajmuje na autostradzie minimalną ilość miejsca. Łącznie, ciężarówki z naczepami na długość potrzebują 80 m - w porównaniu z obecnymi 150 m, jeśli uwzględnić określony, bezpieczny dystans.

Kolumnę można uformować za naciśnięciem przycisku
Jak powstaje kolumna? Kierowca zestawu ciągnika z naczepą wciska niebieski przycisk, aktywując Highway Pilot i przełączając się z manualnego na zautomatyzowany tryb jazdy. Highway Pilot emituje sygnał: "Highway Pilot Connect dostępny". Jeśli inna ciężarówka chce dołączyć, by utworzyć kolumnę, jej kierowca wciska drugi, jasnoniebieski przycisk w kokpicie. Ciężarówka automatycznie dołącza do pojazdu prowadzącego i ogranicza odległość od niego do 15 m. W razie potrzeby do kolumny mogą dołączyć kolejne ciężarówki. Maksymalna długość kolumny nie jest ograniczona przez zasięg sygnałów transmisyjnych, ale przez liczbę pojazdów. Ponieważ przez cały czas niezbędne jest utrzymanie stabilnego połączenia między pojazdami, a przy pewnych długościach kolumny może wystąpić tzw. efekt akordeonu (kolejne pojazdy hamują coraz bardziej, co prowadzi do powstawania korków), niewskazane jest łączenie więcej niż 10 pojazdów.
Kolumna może składać się z ciężarówek różnych operatorów - potrzebny jest tu wyłącznie ten sam standard techniczny. Może to nawet pozwolić na tworzenie przyszłych modeli biznesowych, w których pojazdy operatorów świadczących regularne usługi transportowe łączyłyby się w kolumny na określonych odcinkach drogi. Ma to wspólną zaletę: wszystkie pojazdy w kolumnie zużywają mniej paliwa.

Bezpieczny dystans, płynne reakcje
Łączenie pojazdów w kolumnę przypomina konkurencje sportowe, takie jak wyścigi drużynowe w kolarstwie. W takim przypadku kolejni zawodnicy czerpią korzyści z wysiłków podejmowanych przez lidera.
W przeciwieństwie do rywalizacji sportowej poszczególne ciężarówki muszą jednak utrzymać bezpieczny dystans. Jeśli czołowy lub inny pojazd w kolumnie zahamuje, wszystkie pozostałe automatycznie zrobią to samo. Jeśli czołowy pojazd przyspieszy do maksymalnej dozwolonej prędkości, wszystkie pozostałe ciężarówki - również. Nie dochodzi tu do wyprzedzania; czołowy pojazd dyktuje prędkość pozostałych samochodów w kolumnie. W interesie komfortu i zużycia paliwa ich reakcje nie są gwałtowne, ale płynne.

Tajemnica bezpiecznego dystansu między pojazdami
Jadące w kolumnie ciężarówki mogą utrzymywać krótszy dystans przy zachowaniu pełnego bezpieczeństwa: w obliczu awaryjnego hamowania wszystkie zareagują stosownie do sytuacji. Bardzo skutecznie zapobiega to kolizjom polegającym na uderzeniu w tył poprzedzającego pojazdu. Tajemnica bezpiecznego dystansu tkwi w czasie reakcji: zastosowana technologia pozwala skrócić go do zaledwie 0,1 s. Dla porównania, nim kierowca zareaguje na podobną sytuację, mija 1,4 s. Innymi słowy, pojazd jadący w kolumnie z prędkością 80 km/h pokonuje jedynie 2,2 m przed rozpoczęciem hamowania w przypadku rozpoznania zagrożenia. Ten sam dystans dla samodzielnie prowadzącego pojazd kierowcy wynosi około 30 m. Pomimo skrócenia odległości między ciężarówkami do 15 m zachowano więc pełny poziom bezpieczeństwa, taki sam jak w przypadku konwencjonalnej jazdy niezautomatyzowanej.
Aby zapewnić maksymalną wydajność hamowania od ruszenia z miejsca system Highway Pilot Connect ma po aktywacji pierwszeństwo przed układem awaryjnego hamowania Active Brake Assist. Jeśli pojazd z przodu przeprowadzi manewr awaryjnego hamowania, wszystkie pozostałe w kolumnie zrobią to samo ze względu na niewielki dzielący je dystans. Ze względów bezpieczeństwa znajoma sekwencja ostrzeżeń emitowanych przez Active Brake Assist zostaje uśpiona. Gdy pojazdy zaprzestaną podróżowania w kolumnie, Active Brake Assist z powrotem włącza się automatycznie.

Jazda w kolumnie w praktyce: Highway Pilot Connect w akcji
Jeśli kierowca aktywuje funkcje jazdy autonomicznej w ramach systemu Highway Pilot oraz dodatkowo Highway Pilot Connect, inne podobnie wyposażone pojazdy mogą dołączyć do jego ciężarówki w celu uformowania kolumny. Aby kierowcy innych pojazdów na drodze mogli dostrzec, że ciężarówki przemieszczają się w kolumnie, ciągniki siodłowe i naczepy wyposażone w są w sygnalizatory obrotowe, aktywowane automatycznie po uruchomieniu Highway Pilot Connect. Jeśli kolumna zbliża się do innej ciężarówki z włączonym systemem Highway Pilot Connect, dołącza do niej i to ona staje się pojazdem czołowym. Jeśli pomiędzy nią a kolumną jest inny pojazd, utrzymana zostaje zwykła bezpieczna odległość. Ponieważ sytuację na drodze przed kolumną śledzi kamera, wszyscy uczestnicy automatycznie reagują na sytuacje związane z bezpieczeństwem jazdy. Jeśli jeden pojazd włączy system ostrzegania przed niebezpieczeństwem, pojazd drugi w kolejności automatycznie zwiększy bezpieczny dystans, i podczas tej fazy pozostaną one pasywnie ze sobą powiązane.

HighwayPilotConnect 1

Samochody mogą bezpiecznie wjeżdżać między ciężarówki w kolumnie
Jeśli pojazd bez systemu Highway Pilot Connect wjedzie pomiędzy ciężarówki w kolumnie, ta znajdująca się za nim natychmiast zwiększy odległość. W tej fazie pozostanie pasywnie powiązana z czołową ciężarówką aż do momentu, gdy wspomniany pojazd wyjedzie z kolumny. Wtedy podjedzie do poprzedzającej ciężarówki, skracając odległość do niej do 15 m.

Ekstremalnie precyzyjne czujniki i kamery
Techniczne wyposażenie Actrosa z systemem Highway Pilot Connect jest zasadniczo oparte na systemie Highway Pilot z możliwościami pochodzącymi z ciężarówki Mercedes-Benz Future Truck 2025, pierwszej autonomicznej ciężarówki na świecie. Jednostka radarowa z dwoma czujnikami w dowolnej części przedniego pasa skanuje otoczenie i mierzy prędkość poprzedzającego pojazdu. Czujnik dalekiego zasięgu ma zasięg 250 m i kąt widzenia 18 stopni, a krótkiego zasięgu kontroluje obszar 70 m przy kącie widzenia równym 130 stopni. Oba są bardzo precyzyjne: mogą mierzyć prędkość z dokładnością do 0,1 km/h i odległość z dokładnością do 20 cm. Z jednostki radarowej korzystają stosowane już dziś systemy: aktywny tempomat oraz układ awaryjnego hamowania Active Brake Assist 3.

Przewidywany styl jazdy - szybkie reakcje
Zasięg tych nieustannie przesyłanych komunikatów ma promień około 200 metrów. Pojazdy informują się wzajemnie o swoich ruchach, mogą więc reagować na nie natychmiast i w przewidywalny sposób. Obejmuje to na przykład reagowanie na pojazdy wjeżdżające na autostradę albo zbliżające się do zatoru drogowego. Każda z tych informacji jest certyfikowana, co ma zapobiegać nadużyciom. Transmisja na takim dystansie sprawdza się również w niesprzyjających warunkach pogodowych. Jeśli to konieczne, przesyłane informacje nakładają się z wiadomości DEN (Decentralized Environmental Notification), które zapewniają ostrzeżenia o nagłych wydarzeniach, na przykład hamowaniu awaryjnym, aktywacji systemu ostrzegania o zagrożeniach lub o włączeniu świateł przeciwmgłowych.

HighwayPilotConnect 2

Komunikacja międzypojazdowa V2V (vehicle-to-vehicle)
Systemy Highway Pilot oraz Highway Pilot Connect perfekcyjnie uzupełnia połączenie V2V i V2I, czyli komunikacja pojazd-pojazd (V2V) oraz pojazd-infrastruktura (V2I). Każdy pojazd wyposażony w tę technologię w niedalekiej przyszłości będzie w trybie ciągłym przesyłać do otoczenia informacje CAM (Corporate Awareness Messages) oraz DENM (Decentralised Environmental Notification Messages). Pojazd będzie wykorzystywał je do zaznaczenia swojej obecności. Są to standardowe dla całej branży wiadomości dla pojazdów połączonych dowolnego producenta - mogą one komunikować się ze sobą lub z elementami infrastruktury. Informacja zawiera pozycję oraz model pojazdu, jego wymiary, kierunek i prędkość jazdy, dane dotyczące przyśpieszania i manewrów hamowania oraz promieni pokonywanych zakrętów. Częstotliwość przesyłania informacji zależy od prędkości pojazdu i intensywności zmian w jego ruchu. Waha się od jednej wiadomości na sekundę podczas jednostajnej jazdy do nawet 10, gdy zmiany są znaczące.

HighwayPilotConnect 3


Transmisja odbywa się za pomocą technologii WLAN, przy użyciu standardowej, ogólnoeuropejskiej częstotliwości G5 w paśmie 5,9 GHz. Podstawą działania jest ITS Vehicle Station (Intelligent Transport Systems and Services) na pokładzie ciężarówki. Komunikacja pomiędzy pojazdami zostaje też ujednolicona w wyniku porozumienia producentów samochodów, dostawców, organizacji społecznych i instytutów badawczych.

Czy komunikacja pomiędzy samochodami na drodze to przyszłość logistyki transportu? Około 30 lat temu, dokładnie 100 lat po wynalezieniu automobilu, ówczesny koncern Daimler-Benz AG stworzył podstawy rozwoju

samochodu jutra - z myślą o uczynieniu ruchu drogowego bezpieczniejszym, bardziej ekonomicznym, ekologicznym, komfortowym i wydajnym zainicjował program badawczy Prometeusz. Z pomocą organów władzy różnych

państw 300 naukowców i inżynierów, producentów aut i dostawców części do samochodów koordynowanych przez Daimler-Benz przystąpiło do ambitnych projektów. Drogowy transport towarów odegrał w programie

Prometeusz kluczową rolę.
W tamtych czasach w biurach królowały maszyny do pisania. Telefony komórkowe należały do rzadkości, były bardzo drogie i miały rozmiary małej walizki. Idee wydajnego smartfona lub szybkiego, bezprzewodowego

połączenia internetowego mieściły się jedynie w granicach fantastyki naukowej. Kierowcy ciężarówek byli zdani sami na siebie, a podróże transgraniczne wciąż stanowiły niemałe wyzwanie - przybycie na czas

zależało przede wszystkim od indywidualnych zdolności i doświadczenia.
Inżynierowie zaangażowani w projekt Prometeusz pracowali nad systemami ograniczającymi ryzyko wypadków oraz sieciami komunikacji pomiędzy pojazdami oraz pomiędzy pojazdami i infrastrukturą - czymś, co dziś

określamy mianem nawigacji. Nadzór krótkiego i dalekiego zasięgu, monitorowanie poziomu przyczepności, systemy wspomagające z możliwościami interwencji, komputery pokładowe i sieci pojazdów, nowe systemy

informacyjne dla kierowcy, strategie dla samoorganizacji wszystkich manewrów w ruchu drogowym, nowe centra komunikacyjne dla transmisji danych między pojazdami, wymiana ostrzeżeń o niebezpieczeństwach

między pojazdami, optymalizacja ruchu drogowego za pomocą czujników i systemów kontroli, ogólnoeuropejskie systemy prowadzenia do celu, systemy telematyczne dla pojazdów użytkowych oraz wielosensorowa

koncepcja do wykrywania zmiennych, które nie są mierzalne w sposób bezpośredni. W skrócie, od 1986 roku inżynierowie stworzyli podstawy dla dzisiejszego pojazdu  funkcjonującemu w sieci.

Łączność w ciężarówkach zaczęła się od Promote Chauffeur
Około 10 lat po uruchomieniu projektu Prometeusz, od połowy lat 90., różne rozwiązania wspólnie utorowały drogę ku łączności pojazdów. Były to m.in.: pokładowe systemy elektroniczne, technologia mobilnej

komunikacji, wykorzystanie danych GPS oraz internet.
Gdy w 1998 roku ruszył projekt "Promote Chauffeur", pojęcia "łączności" i "jazdy autonomicznej" miały się dopiero pojawić. Dwa powiązane elektronicznie zespoły ciągnika siodłowego i naczepy poruszały się w

niewielkiej odległości. Przebyty przez nie dystans był kontrolowany za pomocą sygnałów podczerwieni z naczepy pierwszego zespołu (prowadzącego) i kamer zainstalowanych na drugiej ciężarówce - był to tzw.

elektroniczny sprzęg.
Pojazdy korzystały z połączenia radiowego. Drugi z nich pobierał wszystkie dane dotyczące jazdy od pierwszego - w ślad za nim skręcał, hamował i przyśpieszał, zależnie od prędkości utrzymując dystans od 6

do 15 m. Sercem projektu "Promote Chauffeur" były zainstalowane w ciężarówkach komputery pokładowe odpowiedzialne za korelację wszystkich informacji.
Nie brano wtedy pod uwagę ani funkcji jazdy autonomicznej, ani łączności z innymi pojazdami i infrastrukturą: pojazd czołowy był prowadzony całkowicie manualnie. Nie były też możliwe interakcje z innymi

samochodami, takie jak upewnienie się co do bezpiecznego powrotu na swój pas w ramach manewru wyprzedzania. W powijakach były już odpowiednie rozwiązania technologiczne, ale nie rozwinęło się jeszcze

odpowiednie słownictwo. Dzisiaj do dyspozycji jest już zarówno technologia, jak i jej nazewnictwo - Highway Pilot oraz Highway Pilot Connect.

Highway Pilot łączy trzy autonomiczne ciężarówki
Dalszy wstępny stopień rozwoju autonomicznego Actrosa z systemem Highway Pilot - z wykorzystaniem łączności - to Highway Pilot Connect. Łączność odgrywa tu kluczową rolę. Połączenie dwóch lub większej

liczby ciężarówek umożliwia jazdę w kolumnie z odstępem najmniejszego bezpiecznego dystansu 15 m przy utrzymaniu tej samej prędkości. Bliska odległość pomiędzy pojazdami pozwala ograniczyć opór powietrza, a

tym samym znacznie obniżyć zużycie paliwa i poziom emisji spalin - średnio dla wszystkich samochodów w kolumnie nawet o 7%. W przeciwieństwie do wcześniejszych eksperymentów w ramach projektu "Promote

Chauffeur", Highway Pilot Connect może łączyć w kolumnę do kilku zestawów ciągnika z naczepą. I to nie w postaci sztywnej formacji, jak miało to miejsce prawie 20 lat temu, ale przy zachowaniu ekstremalnego

stopnia elastyczności. Ciężarówki mogą na przykład opuszczać pas ruchu, po którym porusza się kolumna, a później na niego wracać.
Dzisiaj pojazdy śledzące nie podążają już "ślepo" za samochodem prowadzącym. Ponieważ każdy z nich jest wyposażony w system Highway Pilot, kolumna składa się z autonomicznych ciężarówek, które tymczasowo

tworzą jedną drużynę w celach praktycznych - drogowego transportu dóbr w najbardziej efektywnej formie. W dowolnej chwili poszczególne ciężarówki mogą opuścić kolumnę, a inne mogą do niej dołączyć.
Łączność sprawia, że wszystkie pojazdy natychmiast reagują na nieprzewidziane okoliczności: jeśli jedna z ciężarówek musi na przykład zahamować, wszystkie za nią automatycznie zrobią to samo. Czas reakcji

wynosi zaledwie 0,1 s - czyli ułamek czasu, jaki mija, nim na dane zdarzenie zareagowałby kierowca.
Dostępna technologia wszystkim członkom zapewnia stały dostęp do informacji na temat sytuacji całej kolumny na drodze. Przykładowo, kamera czołowego pojazdu śledzi warunki przed kolumną i przekazuje obraz

do monitorów na pokładzie kolejnych ciężarówek. Wszyscy członkowie mogą przez cały czas monitorować swoje pozycje w obrębie kolumny.
Dzięki Highway Pilot Connect oddział Daimler Trucks już dzisiaj dysponuje technologią zdolną do zademonstrowania różnych funkcji jazdy w kolumnie i w płynnym ruchu drogowym. Tym samym projekt "Promote

Chauffeur" i elektroniczny sprzęg z 1998 roku stały się rzeczywistością - dzięki najnowocześniejszej technologii rejestrowania i przetwarzania danych. Po raz pierwszy zachodzi interakcja między

autonomicznymi ciężarówkami, a każda z nich może precyzyjnie reagować w odniesieniu do poprzedzającego pojazdu. To samo dotyczy inteligentnych interakcji z innymi uczestnikami ruchu.

Nawet o 7% niższe zużycie paliwa i odpowiednio niższa emisja dwutlenku węgla plus o połowę mniejsza przestrzeń na drodze - system Highway Pilot Connect firmy Daimler Trucks ma niewiarygodne zalety. Kryje

się za nim elektroniczne połączenie ciężarówek przemieszczających się autostradami i drogami szybkiego ruchu, znane też jako jazda w kolumnie lub pociąg drogowy. Highway Pilot Connect stanowi dalszy etap

rozwoju systemu Highway Pilot, dzięki któremu oddział Daimler Trucks w 2014 roku utorował drogę do jazdy autonomicznej. Następnym krokiem było opracowanie ciężarówki Freightliner Inspiration i wdrożenie

opracowanych rozwiązań do standardowego Actrosa. Bazą dla systemu Highway Pilot Connect jest połączenie pomiędzy pojazdami i precyzyjne monitorowanie otoczenia.
Obecnie Highway Pilot jest zatwierdzony do użytku na publicznych drogach Niemiec, a Highway Pilot Connect ma zezwolenie do jazdy w kolumnie na całej długości autostrady A81 na terenie kraju związkowego

Badenia-Wirtembergia - od Jeziora Bodeńskiego do Würzburga. Wyłączono z tego jedynie obszar metropolitalny Stuttgartu. Dodatkowo, podobne pozwolenie koncern Daimler otrzymał dla autostrady A52 w obszarze

metropolitalnym Düsseldorfu. Udzielane w wyjątkowych przypadkach, osobne zezwolenia umożliwią przeprowadzanie kolejnych pokazów i przejazdów testowych.

40-tonowy skład jadący w kolumnie zużywa nawet o 7% paliwa mniej
Na autostradzie zespoły ciągników z naczepami formują kolumnę poruszającą się w odstępach zaledwie 15 m. Niewielki dystans pozwala znacznie ograniczyć opór powietrza, a tym samym o około 5% obniżyć zużycie

paliwa i emisję dwutlenku węgla. Na poziomych odcinkach dróg umożliwia to osiągnięcie zużycia oleju napędowego dla załadowanego zespołu ciągnik-naczepa o masie 40 t na poziomie około 25 l/100 km.
Daje to jedynie 0,66 l/100 km paliwa na tonę lub emisji 13,3 g CO2/km na tonę - czyli znacznie mniej od jakiegokolwiek samochodu osobowego z silnikiem spalinowym.
Jazdy pomiarowe trzech zespołów z naczepami ze stałą prędkością 80 km/h po równych odcinkach dróg wykazały uśrednione obniżenie zużycia paliwa nawet o 7%. Współczynnik ten różni się zależnie od pozycji

pojazdu w kolumnie: w przypadku trzech jadących za sobą ciężarówek czołowa zużywa o 2% oleju napędowego mniej, środkowa - o 11%, a ostatnia - o 7%. Różnice te wynikają z odmiennych efektów aerodynamicznych

w przypadku poszczególnych ciężarówek.
Jednocześnie kolumna zajmuje na autostradzie minimalną ilość miejsca. Łącznie, ciężarówki z naczepami na długość potrzebują 80 m - w porównaniu z obecnymi 150 m, jeśli uwzględnić określony, bezpieczny

dystans.
Kolumnę można uformować za naciśnięciem przycisku
Jak powstaje kolumna? Kierowca zestawu ciągnika z naczepą wciska niebieski przycisk, aktywując Highway Pilot i przełączając się z manualnego na zautomatyzowany tryb jazdy. Highway Pilot emituje sygnał:

"Highway Pilot Connect dostępny". Jeśli inna ciężarówka chce dołączyć, by utworzyć kolumnę, jej kierowca wciska drugi, jasnoniebieski przycisk w kokpicie. Ciężarówka automatycznie dołącza do pojazdu

prowadzącego i ogranicza odległość od niego do 15 m. W razie potrzeby do kolumny mogą dołączyć kolejne ciężarówki. Maksymalna długość kolumny nie jest ograniczona przez zasięg sygnałów transmisyjnych, ale

przez liczbę pojazdów. Ponieważ przez cały czas niezbędne jest utrzymanie stabilnego połączenia między pojazdami, a przy pewnych długościach kolumny może wystąpić tzw. efekt akordeonu (kolejne pojazdy

hamują coraz bardziej, co prowadzi do powstawania korków), niewskazane jest łączenie więcej niż 10 pojazdów.
Kolumna może składać się z ciężarówek różnych operatorów - potrzebny jest tu wyłącznie ten sam standard techniczny. Może to nawet pozwolić na tworzenie przyszłych modeli biznesowych, w których pojazdy

operatorów świadczących regularne usługi transportowe łączyłyby się w kolumny na określonych odcinkach drogi. Ma to wspólną zaletę: wszystkie pojazdy w kolumnie zużywają mniej paliwa.

Bezpieczny dystans, płynne reakcje
Łączenie pojazdów w kolumnę przypomina konkurencje sportowe, takie jak wyścigi drużynowe w kolarstwie. W takim przypadku kolejni zawodnicy czerpią korzyści z wysiłków podejmowanych przez lidera.
W przeciwieństwie do rywalizacji sportowej poszczególne ciężarówki muszą jednak utrzymać bezpieczny dystans. Jeśli czołowy lub inny pojazd w kolumnie zahamuje, wszystkie pozostałe automatycznie zrobią to

samo. Jeśli czołowy pojazd przyspieszy do maksymalnej dozwolonej prędkości, wszystkie pozostałe ciężarówki - również. Nie dochodzi tu do wyprzedzania; czołowy pojazd dyktuje prędkość pozostałych samochodów

w kolumnie. W interesie komfortu i zużycia paliwa ich reakcje nie są gwałtowne, ale płynne.

Tajemnica bezpiecznego dystansu między pojazdami
Jadące w kolumnie ciężarówki mogą utrzymywać krótszy dystans przy zachowaniu pełnego bezpieczeństwa: w obliczu awaryjnego hamowania wszystkie zareagują stosownie do sytuacji. Bardzo skutecznie zapobiega to

kolizjom polegającym na uderzeniu w tył poprzedzającego pojazdu. Tajemnica bezpiecznego dystansu tkwi w czasie reakcji: zastosowana technologia pozwala skrócić go do zaledwie 0,1 s. Dla porównania, nim

kierowca zareaguje na podobną sytuację, mija 1,4 s. Innymi słowy, pojazd jadący w kolumnie z prędkością 80 km/h pokonuje jedynie 2,2 m przed rozpoczęciem hamowania w przypadku rozpoznania zagrożenia. Ten

sam dystans dla samodzielnie prowadzącego pojazd kierowcy wynosi około 30 m. Pomimo skrócenia odległości między ciężarówkami do 15 m zachowano więc pełny poziom bezpieczeństwa, taki sam jak w przypadku

konwencjonalnej jazdy niezautomatyzowanej.
Aby zapewnić maksymalną wydajność hamowania od ruszenia z miejsca system Highway Pilot Connect ma po aktywacji pierwszeństwo przed układem awaryjnego hamowania Active Brake Assist. Jeśli pojazd z przodu

przeprowadzi manewr awaryjnego hamowania, wszystkie pozostałe w kolumnie zrobią to samo ze względu na niewielki dzielący je dystans. Ze względów bezpieczeństwa znajoma sekwencja ostrzeżeń emitowanych przez

Active Brake Assist zostaje uśpiona. Gdy pojazdy zaprzestaną podróżowania w kolumnie, Active Brake Assist z powrotem włącza się automatycznie.

Jazda w kolumnie w praktyce: Highway Pilot Connect w akcji
Jeśli kierowca aktywuje funkcje jazdy autonomicznej w ramach systemu Highway Pilot oraz dodatkowo Highway Pilot Connect, inne podobnie wyposażone pojazdy mogą dołączyć do jego ciężarówki w celu uformowania

kolumny. Aby kierowcy innych pojazdów na drodze mogli dostrzec, że ciężarówki przemieszczają się w kolumnie, ciągniki siodłowe i naczepy wyposażone w są w sygnalizatory obrotowe, aktywowane automatycznie po

uruchomieniu Highway Pilot Connect. Jeśli kolumna zbliża się do innej ciężarówki z włączonym systemem Highway Pilot Connect, dołącza do niej i to ona staje się pojazdem czołowym. Jeśli pomiędzy nią a

kolumną jest inny pojazd, utrzymana zostaje zwykła bezpieczna odległość. Ponieważ sytuację na drodze przed kolumną śledzi kamera, wszyscy uczestnicy automatycznie reagują na sytuacje związane z

bezpieczeństwem jazdy. Jeśli jeden pojazd włączy system ostrzegania przed niebezpieczeństwem, pojazd drugi w kolejności automatycznie zwiększy bezpieczny dystans, i podczas tej fazy pozostaną one pasywnie

ze sobą powiązane.

Samochody mogą bezpiecznie wjeżdżać między ciężarówki w kolumnie
Jeśli pojazd bez systemu Highway Pilot Connect wjedzie pomiędzy ciężarówki w kolumnie, ta znajdująca się za nim natychmiast zwiększy odległość. W tej fazie pozostanie pasywnie powiązana z czołową ciężarówką

aż do momentu, gdy wspomniany pojazd wyjedzie z kolumny. Wtedy podjedzie do poprzedzającej ciężarówki, skracając odległość do niej do 15 m.

Ekstremalnie precyzyjne czujniki i kamery
Techniczne wyposażenie Actrosa z systemem Highway Pilot Connect jest zasadniczo oparte na systemie Highway Pilot z możliwościami pochodzącymi z ciężarówki Mercedes-Benz Future Truck 2025, pierwszej

autonomicznej ciężarówki na świecie. Jednostka radarowa z dwoma czujnikami w dowolnej części przedniego pasa skanuje otoczenie i mierzy prędkość poprzedzającego pojazdu. Czujnik dalekiego zasięgu ma zasięg

250 m i kąt widzenia 18 stopni, a krótkiego zasięgu kontroluje obszar 70 m przy kącie widzenia równym 130 stopni. Oba są bardzo precyzyjne: mogą mierzyć prędkość z dokładnością do 0,1 km/h i odległość z

dokładnością do 20 cm. Z jednostki radarowej korzystają stosowane już dziś systemy: aktywny tempomat oraz układ awaryjnego hamowania Active Brake Assist 3.

Przewidywany styl jazdy - szybkie reakcje
Zasięg tych nieustannie przesyłanych komunikatów ma promień około 200 metrów. Pojazdy informują się wzajemnie o swoich ruchach, mogą więc reagować na nie natychmiast i w przewidywalny sposób. Obejmuje to na

przykład reagowanie na pojazdy wjeżdżające na autostradę albo zbliżające się do zatoru drogowego. Każda z tych informacji jest certyfikowana, co ma zapobiegać nadużyciom. Transmisja na takim dystansie

sprawdza się również w niesprzyjających warunkach pogodowych. Jeśli to konieczne, przesyłane informacje nakładają się z wiadomości DEN (Decentralized Environmental Notification), które zapewniają

ostrzeżenia o nagłych wydarzeniach, na przykład hamowaniu awaryjnym, aktywacji systemu ostrzegania o zagrożeniach lub o włączeniu świateł przeciwmgłowych.

Komunikacja międzypojazdowa V2V (vehicle-to-vehicle)
Systemy Highway Pilot oraz Highway Pilot Connect perfekcyjnie uzupełnia połączenie V2V i V2I, czyli komunikacja pojazd-pojazd (V2V) oraz pojazd-infrastruktura (V2I). Każdy pojazd wyposażony w tę technologię

w niedalekiej przyszłości będzie w trybie ciągłym przesyłać do otoczenia informacje CAM (Corporate Awareness Messages) oraz DENM (Decentralised Environmental Notification Messages). Pojazd będzie

wykorzystywał je do zaznaczenia swojej obecności. Są to standardowe dla całej branży wiadomości dla pojazdów połączonych dowolnego producenta - mogą one komunikować się ze sobą lub z elementami

infrastruktury. Informacja zawiera pozycję oraz model pojazdu, jego wymiary, kierunek i prędkość jazdy, dane dotyczące przyśpieszania i manewrów hamowania oraz promieni pokonywanych zakrętów.
Częstotliwość przesyłania informacji zależy od prędkości pojazdu i intensywności zmian w jego ruchu. Waha się od jednej wiadomości na sekundę podczas jednostajnej jazdy do nawet 10, gdy zmiany są znaczące.
Transmisja odbywa się za pomocą technologii WLAN, przy użyciu standardowej, ogólnoeuropejskiej częstotliwości G5 w paśmie 5,9 GHz. Podstawą działania jest ITS Vehicle Station (Intelligent Transport Systems

and Services) na pokładzie ciężarówki. Komunikacja pomiędzy pojazdami zostaje też ujednolicona w wyniku porozumienia producentów samochodów, dostawców, organizacji społecznych i instytutów badawczych.


UWAGA!!!
Aby korzystać z serwisu www.4Trucks.pl, należy włączyć obsługę JavaScript w przeglądarce.