Pametne ceste odašiljati će informacije kojima će se koristiti vozila i prometna infrastruktura

Slovačka tvrtka Aero-Mobil najavila je predstavljanje prvog letećeg automobila u 2020. godini. Planirana je proizvodnja od 500 komada, a svaki će se prodavati po cijeni od 1,2 milijuna eura. Većina stručnjaka koji se bave mobilnošću dočekala je tu najavu s (pod)smijehom. Svi se slažu u jednome: budućnost osobne mobilnosti u doglednoj budućnosti prije svega će se odvijati po zemlji, odnosno po cestama.

Doduše, za tri desetljeća način cestovnog transporta imat će tek nekoliko dodirnih točaka s prometom kakav poznajemo danas. Na tom tragu dr. Markus Oeser, profesor cestovnog prometa na Visokoj tehničkoj školi Rajna-Vestfalija u Aachenu uvodi pojam “inteligentnih cesta”. “Po mom mišljenju ceste više neće biti samo prostor po kojem se odvija promet, već sustav koji prikuplja, obrađuje i odašilje informacije prema vozilima i prometnim centrima.” Da bi to bilo moguće, on predviđa da će prometna infrastruktura budućnosti biti opremljena velikim brojem senzora i kamera. “Oni će u realnom vremenu registrirati ponašanje svih sudionika u prometu na svim kritičnim mjestima poput križanja, semafora ili pješačkih prijelaza te spremati njihove uzorke ponašanja odnosno načine kretanja.”

Na taj način dolazimo do ključne komponentne mobilnosti budućnosti: inteligencije skupine vozila koja je u obliku car-to-car komunikacije već dosegnula visoku razvojnu razinu te će se u budućnosti kombinirati s inteligentnom prometnom infrastrukturom. Ceste budućnosti zapravo će biti digitalni komunikacijski kanal koji neće dijeliti samo informacije o prometu, već i one o temperaturi, padalinama, stanju na cesti te također upozoravati na potencijalno opasne situacije poput magle, aquaplaninga i sličnih situacija u realnom vremenu. Također, informacije o nekim objektima ili ljudima na cesti također će biti odmah dostupne baš kao i dojava o oštećenjima na cesti. Ključne riječi su “u realnom vremenu” i samo u slučaju da se informacije prikupljaju, obrađuju te odašilju bez vremenskog odmaka moguće je dobiti digitalnu sliku prometa u realnom vremenu. Dr. Oeser ističe da su potpuno pogrešne ideje kako će samo vozila prikupljati, obrađivati i odašiljati sve informacije te da će na djelu biti zajednički rad infrastrukture i vozila. Ako se u obzir uzme još i zaštita podataka, dolazimo do golemih količina informacija koje se razmjenjuju, pri čemu im još ne možemo procijeniti točne razmjere. Postojeće mobilne mreže nemaju dovoljne kapacitete ni pokrivenost kako bi udovoljile ovim zahtjevima, a prekidi u komunikaciji ugrožavaju funkcioniranje cijelog sustava. Čak i u gradovima gdje je pokrivenost mrežom puno bolja velika količina podataka može  uzrokovati pad sustava. Jedno od rješenja moglo bi biti uvođenje 5G standarda koji brzinom komunikacije daleko nadmašuje sve prethodne standarde. Kapacitet 5G mreže koja bi se trebala uvesti do 2020., 1000 puta nadmašuje mogućnosti postojećeg 4G LTE standarda.

Ovdje se pojavljuje još jedan problem, financijski, budući da će ulaganje u unaprjeđenje infrastrukture biti preveliki teret za gradove. Upravo zbog toga Ivna Begovic, analitičarka u Audi Urban Solutions, tvrdi kako je suradnja gradova i industrije jedino moguće rješenje. “Samo zajedničkim planiranjem i razvojem novih financijskih modela moguće je održati razinu individualne mobilnosti u gradovima.” Ona pritom razmišlja o razdoblju od 30 godina unaprijed “jer su ulaganja u infrastrukturu kapitalni projekti koje gradovi dugoročno planiraju.” Urban Solutions važan je dio Audijeve korporativne strategije, a u suradnji s gradom Ingolstadtom u tijeku je pilot projekt u kojem se testiraju nove tehnologije te njihov utjecaj na gradove. Begovic ističe kako se “u isto vrijeme pokušava redefinirati urbana mobilnost i razviti poslovni model za budućnost.” Ovdje je važno odrediti kakvu ulogu žele, odnosno mogu imati proizvođači automobila. Odgovor na to pitanje vrlo je važan za Audi koji želi znati kakve propise, naplatu korištenja prometnica, ograničenja u prometu te kakve zahvate u infrastrukturi planiraju gradovi. Također, kakva će očekivanja u budućnosti imati Audijevi kupci, odnosno kakav oblik proizvoda i usluga će najbolje odgovarati premium korisniku. 

U isto vrijeme Begovic pozorno promatra što se događa u Kini: “Tamo se planiraju i grade potpuno novi veliki gradovi s prometnim rješenjima prema zahtjevima mobilnosti. Kina je fokusirana na razvoj javnog prijevoza i nastoji smanjiti upotrebu automobila u gradovima. U Europi je manevarski prostor bitno manji jer većina infrastrukture već postoji i ne može se promijeniti već samo prilagoditi.” Zbog ekoloških problema, odnosno kronično visoke razine onečišćenosti zraka u urbanim područjima, u Kini se inzistira na pronalaženju inovativnih rješenja koja bi to promijenila.

Stoga ne iznenađuje što bavarska tvrtka SOLMOVE svoju prvu solarnu cestu ne gradi u Njemačkoj već nedaleko od Pekinga. “U povijesnim usporedbama mi smo danas ondje gdje je Otto Lilienthal bio nakon svoga prvoga deset minutnog leta”, objašnjava osnivač tvrtke Donald Müller-Judex. Staklene ploče između kojih se, kao u sendviču, ugrađuju solarni paneli već mogu izdržati pritisak kamiona te uz propuštanje dovoljne količine svjetla imaju i dovoljnu količinu trenja za vožnju. Ideja o korištenju cesta za proizvodnju električne energije je jednako hrabra koliko i očita. Govorimo o golemim površinama koje mogu generirati velike količine energije kojom bi se napajali milijuni automobila. Naravno, viškovi energije mogli bi se vraćati u mrežu ili koristiti za grijanje kritičnih mjesta tijekom zime kako bi se izbjegla poledica ili slični problemi. San koji Müller-Judex želi ostvariti jest električna vozila na solarnim cestama, te pritom tvrdi kako je indukcijski prijenos energije na vozila tehnički moguć jer u Tel Avivu već imaju testni poligon na kojem testiraju tu tehnologiju.

Kad se spomenu solarne ceste koje predaju energiju vozilima koja po njima voze, to može zazvučati kao perpetuum mobile, a pitanje je i koliko bi njihova izvedba koštala. “Troškovi održavanja standardnih asfaltnih cesta su jedan euro po kvadratnom metru godišnje”, objašnjava Müller-Judex. “Nakon što se odbiju troškovi investicije, solarne ceste mogu zarađivati osam eura po četvornom metru godišnje.” Postoje i ideje o korištenju solarnih cesta kao izvora topline. Tako se primjerice tijekom vrućih dana površina ceste zagrijava na više od 60 stupnjeva, a ta bi se toplina mogla koristiti za grijanje objekata u blizini ceste i sl. Prema mišljenju dr. Oesera, asfalt će i u budućnosti biti glavni konstrukcijski materijal za gradnju cesta. “Čak i ako se budu koristili materijali koji će služiti za proizvodnju energije ili prijenos podataka, riječ je samo o tankom sloju na površini dok će se za gradnju osnovnog sloja još godinama koristiti asfalt.“

No i asfalt budućnosti postat će pametniji, pa će primjerice imati mogućnost samoobnavljanja. Ovo će postati moguće tako što će se u mješavinu asfalta dodavati mikrokapsule koje će sadržavati posebni bitumen. Oštećenja koja nastanu zbog teretnog prometa te klimatskih utjecaja, oštetit će cestu, ali i kapsule, koje će potom otpuštati bitumen koji će povezivati strukturu i zatvarati minijaturne pukotine. Također, kako bi se asfaltne ceste učinile što otpornijima te njihov vijek trajanja produljio na 30 godina, bit će nužna upotreba nanotehnologije. Osnovni cilj je spriječiti prodiranje kisika u dublje slojeve nosećeg sloja i to uz pomoć nanočestica koje će se dodavati u asfalt. Uz njihovu pomoć stvorit će se tanki zaštitni sloj koji će blokirati ulazak kisika koji uzrokuje krtost bitumena. Nanotehnologija također može pojačati veze između bitumena i pijeska koji se koristi u mješavini asfalta.

Istodobno se eksperimentira i s dodavanjem staklenih vlakana u mješavinu asfalta, što bi trebalo povećati otpornost prema deformacijama ili pucanju. Veliki ekološki potencijal jest i u smanjenju potrošnje energije u proizvodnji asfalta. Asfaltna smjesa se još uvijek priprema i nanosi vruća zbog čega priprema i održavanje temperature zahtijeva velike količine energije. Danas se istražuju smjese koje će omogućiti pripremu asfalta na nižim temperaturama uz zadržavanje istih mehaničkih svojstava, što bi trebalo uštedjeti dosta energije. Iako je glavnina cesta u Njemačkoj izrađena od asfalta, oko 20 posto prometnica izvedeno je od betona. I ovdje će se primijeniti neka inovativna rješenja kako bi se povećala trajnost kolovoza. U ovom će se slučaju upotrijebiti određene bakterije koje otpuštaju određene tvari koje će pomoći zatvaranju mikropukotina.

Proizvodnja struje uz pomoć solarnih ćelija koje se nalaze u kolniku samo je jedan od načina jer se planira i ugradnja piezo-elektroničkih elemenata. Za razliku od solarnih ćelija koje struju proizvode djelovanjem sunca, u ovom slučaju se male količine električne energije generiraju deformacijama koje nastaju prolaskom vozila. Iako je riječ o malim količinama, one bi bile dovoljne za napajanje senzora, pogotovo u područjima gdje ne postoji električna infrastruktura. Ali to nije sve, jer će ceste budućnosti moći i pročišćavati zrak. Ideja je da se u bukobrane ugrađuje kamenje obloženo titanijevim oksidom, koji je fotokatalizator. Naime, djelovanjem sunca, titanijev oksid pretvara dušične okside u dušične nitrate koji se potom ispiru kišom. Zaštitni zid visine tri metra i duljine jedan kilometar može eliminirati onečišćenje dušičnim oksidima koje proizvede 167.000 putničkih vozila s dizelskim motorima. Drugim riječima 100 kilometra takvih ograda može neutralizirati ukupnu količinu dušičnih oksida koje proizvedu sva vozila s dizelskim pogonom u Njemačkoj.

Stoga, iako u skoroj budućnosti nećemo imati leteće automobile, sve ideje, koliko kod neobične bile, su dobrodošle. “Važno je da proizvođači automobila, dizajneri, arhitekti, urbanosti i sociolozi rade zajedno na pronalaženju rješenja za mobilnost budućnosti”, ističe Begovic. Iako neke od ideja zvuče previše utopistički, za 30 godina mogle bi itekako biti realne i postupno postati dijelom naših života.