Uppkopplade fordon ger effektivare trafik

Inom en inte alltför avlägsen framtid kommer uppkopplade fordon att kunna anpassa sig efter variabla hastigheter, något som ökar både framkomligheten och trafiksäkerheten. Ellen Grumert har i sin doktorsavhandling designat ett sådant system.

Ellen Grumert, tekn dr LiU och VTIEllen Grumert, tekn dr LiU och VTI Foto: Thor BalkhedVid de stora städernas motorvägsinfarter lyser hastighetskyltarna emot oss, ibland står det 30, ibland 50 eller 80. De variabla hastigheterna tas fram med hjälp av en matematisk styralgoritm som tar hänsyn till hur många fordon som susar förbi och i vilken hastighet, data som fångas upp av fasta detektorer utmed vägarna. Att de variabla hastigheterna både kan öka genomströmningen av fordon och minska olycksrisken visade Ellen Grumert redan i sin licentiatavhandling vid avdelningen för Kommunikations- och transportsystem, LiU. Som en del av doktorandstudierna arbetar hon även med trafikanalys vid VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut.

Ökad precision

I sin doktorsavhandling har hon nu utvärderat och utvecklat tekniken vidare med hjälp av mikrosimuleringar, där man simulerar enskilda fordon i olika trafikmiljöer i datorn. Allt fler fordon är i dag uppkopplade mot nätet och om man även kan använda information från dem skulle precisionen i beräkningarna av hur trafiksituationen ser ut kunna öka rejält och antalet fasta detektorer minska.

– Ju fler fordon vi får information i från, var de är och vilken hastighet de har, desto säkrare blir beräkningarna av vilken hastighet som ger det effektivaste trafikflödet på just den vägsträckan, säger hon.

Information från de bilar som är uppkopplade utmed vägsträckan gör att trafikförhållanden kan skattas med större precision och man kan dessutom minska antalet fasta detektorer utan att minska precisionen i skattningarna.

Ellen Grumert, tekn dr LiU och VTIEllen Grumert. Foto: Thor Balkhed– Det blir möjligt att upptäcka olyckor eller andra hinder direkt när de sker. Den informationen kan i framtiden skickas direkt till de fordon som är uppkopplade så att föraren snabbt får en varning om att något hänt, säger hon.

Anpassning till förarlösa fordon

Systemet gör det även möjligt att se till att fordonet självt saktar ner till den hastighet som ger den bästa genomströmningen, något som är en första anpassning till framtidens förarlösa fordon. Det gör även hastighetsskyltarna onödiga.

I en del av sin avhandling har Ellen Grumert också ökat exaktheten i beräkningarna av de optimala hastigheterna. Det handlar då både om maxhastighet och kritisk densitet, det vill säga hur tät trafik som vägen klarar. En hårt trafikerad väg som ligger nära sin maxkapacitet, eller kanske till och med över, är extra känslig för störningar. De stadsnära motorvägarna är hårt trafikerade och ett litet misstag av en förare leder idag till stora konsekvenser, i form av skadade människor och timslånga köer.

Utmaningar finns

Att många fordon redan i dag är uppkopplade är dock inte samma sak som att det går att hämta data från dem, dels behöver det finnas ett standardiserat protokoll och dels måste fordonstillverkarna, eller förarna, tillåta att fordonet släpper ifrån sig data. En annan fråga som måste hanteras är vad som händer om systemet inte fungerar.

– Internationella standarder har de arbetat med så länge jag har forskat inom området, men biltillverkare, privatpersoner och väghållare vill ofta inte släppa sina data helt fritt och ansvarsfrågorna är inte riktigt utredda, säger hon.

Hon är dock säker på att ett variabelt och automatiserat hastighetssystem av det här slaget kommer att vara en naturlig del av framtidens transportsystem.

– Ja, och det ligger nära i tiden eftersom liknande system finns idag. Att även utnyttja uppkopplade fordon i de befintliga systemen kan ge stora vinster för både framkomlighet och säkerhet, framför allt på stadsnära motorvägar, säger hon.

Ellen Grumert kommer även i fortsättningen att dela sin tid mellan arbetet på VTI och utbildning och forskning vid LiU.

Avhandlingen: Connected Vehicles in Variable Speed Limit Systems: System Design and Effects, Ellen F Grumert, Avdelningen Kommunikations- och transportsystem, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Linköpings universitet, Campus Norrköping 2018. Huvudhandledare: Professor Jan Lundgren.

Läs mer, nyheter och forskning

Senaste nytt från LiU