1. сонячні шляху
2. розумний хайвей
3. SIEMENS Induction charging lanes
4. А що ж пішохід?
5. справи російські

Новинні стрічки регулярно рясніють повідомленнями про те, що де-небудь планується ввести в експлуатацію «розумну» дорогу. Причому під цим терміном розуміють всі що завгодно: дороги можуть підживлювати автомобілі енергією, забезпечувати водія інформацією, світитися в темряві ... Так що ж таке «розумна» дорога XXI століття?

Протягом світової історії дороги знали безліч покриттів. Камінь, щебінь, цегла, дерево, пісок, асфальт - епохи і цивілізації диктували свої правила будівництва. Здавалося б, дорога досягла досконалості - ідеально гладкий і міцний асфальт німецьких автобанів підходить для будь-якого виду транспорту (за винятком, звичайно, важких гусеничних машин, яким взагалі ніяка дорога не потрібна). Звичайно, по зносостійкості асфальт поступається римським булижникам, але сучасні технології дозволяють швидко і регулярно його перекладати: чи не поступатися ж плавністю ходу на догоду довговічності!

Як ще можна поліпшити дорогу? Яке покриття стане наступною віхою прогресу? У Ванкувері, наприклад, недавно запропонували додавати в асфальт частки переробленого пластику, що збільшує міцність і дозволяє частину дороги під час перекладання пускати у вторинне використання. Але це лише удосконалення звичного покриття. Набагато більш цікавою ідеєю здається наділити дорогу «розумом», змусити її не просто лежати під колесами, але і працювати на людину в прямому сенсі цього слова.

Проект: Smart Highway. Розробники: Studio Roosegaarde, Heijmans Infrastructure (Голландія). Суть проекту: в сформовану дорожню інфраструктуру вбудовуються екологічні і недорогі інтерактивні елементи: розмітка, нанесена люмінесцентною фарбою, виділені смуги підзарядки електромобілів, що запалюються при наближенні автомобіля ліхтарі і так далі.

сонячні шляху

Концепцій перетворення дороги в інтерактивну систему існує безліч. Розглянемо кілька основних напрямків, в яких рухаються інженери і дизайнери.

Американські інженери Скотт і Джулія Брюсоу розробили схему, що дозволяє перетворити дорожню мережу в величезну сонячну електростанцію. Проект отримав назву Solar Roadways, і суть його досить проста. Все дорожнє покриття США Брюсоу пропонують замінити на сонячні батареї, накриті прозорим надміцним матеріалом на основі скла, здатним витримувати постійну транспортне навантаження.

Wind light. Енергію для підсвічування дороги дають вітрогенератори, що вловлюють потік повітря від машини.

Подібна схема дозволить не розвантажити, а просто зробити непотрібними ряд традиційних електростанцій - навіть за умови, що «на сторону» підуть тільки надлишки енергії. В першу ж чергу Solar Roadways будуть живити самі себе. Взимку вони будуть самоочищатися від снігу і льоду шляхом легкого прогріву, дорожні знаки стануть інтерактивними, керованими від дороги, розмітку можна буде висвічувати вбудованими в полотно світлодіодами; більш того, від полотна зможуть безконтактно заряджатися акумулятори електромобілів!

Скотт і Джулія заснували власну компанію і в лютому 2012 року представили перший зразок дорожньої плити, квадрат зі стороною 3,658 м. Причому ще до цього проект виглядав настільки переконливо, що міністерство транспорту США виділило грант в $ 100 000 на виготовлення прототипу.

Interactive light. Підсвічування дороги включається автоматично при наближенні автомобіля.

Покриття Solar Roadways складається з трьох шарів. Зовнішній шар - це основна проблема розробників. Спеціальне скло, яке буде досить міцним, щоб витримувати навіть важкі вантажівки, що не прогинаючись і не пошкоджуючи тендітні сонячні панелі, коштує дуже дорого. Не можна також забувати, що покриття повинне бути водонепроникним і витримувати часом дуже важкі погодні умови.

Другий шар - електронний. Він включає в себе керуючі мікропроцесори, нагрівальні елементи для позбавлення від снігу, сонячні панелі, LED-підсвічування. Нарешті, третій шар - базовий, комунікаційний. Саме через нього електроенергія, «добута» дорогою, надходить зовнішнім споживачам. І до речі, не тільки електроенергія. Через Solar Roadways можна вести телефонію, високошвидкісний інтернет і т. Д.

Dynamic paint. При температурі нижче -5 ° С на полотні проявляються сніжинки, якщо ж вона вище + 20 ° С - «сонечка».

Плюси і мінуси розробки Брюсоу наявності. Плюси: дешева і доступна електроенергія, величезна автономна електростанція з можливістю підключення до неї в будь-якому місці, зручність управління розміткою та інформацією, екологічні переваги. Основний же мінус проекту - його жахлива вартість. Одна панель за найскромнішими розрахунками обійдеться в $ 7-10 тисяч (асфальт такої ж площі коштує близько $ 250), та й надійність системи під великим питанням. Одна справа - випробування пробного квадрата в тепличних умовах, а інше - щоденний трафік, дощі, сніги, бруд, яка закриває сонячні панелі і не счищается нагріванням.

Перспективи у Solar Roadways є. Швидше за все, спочатку їх випробують на менш навантажених ділянках трас - наприклад, парковках. А потім вже будуть дивитися, чи варта гра свічок. До слова, систему поддорожного обігріву Interseasonal Heat Transfer пропонувала ще в 2005 році британська компанія ICAX Ltd. - їх термонакопітелі повинні були збирати надлишкове тепло дорожнього полотна влітку і віддавати його взимку. Проект успішно пройшов стадію попередніх випробувань в Хіросімі (Японія), але більш про нього нічого не було чути.

Glowing lines. На сонці люмінесцентна дорожня розмітка заряджається, а вночі світиться зеленим світлом.

розумний хайвей

Інший проект інтерактивної дороги запропонували голландці з компаній Studio Roosegaarde і Heijmans Infrastructure. Їх спільна розробка Smart Highway значно простіше, ніж американський варіант, і вже на 2013 рік заплановано пуск пробного ділянки дороги. Голландія - країна невелика і не дуже сонячна, тому батареї під дорогою навряд чи себе окуплять, а ось інтерактивні властивості полотна цілком можуть поліпшити організацію дорожнього руху, зменшити аварійність, спростити управління трафіком.

За ідеєю розробників, траса повинна заздалегідь попереджати водіїв про нештатні ситуації, про снігопад, пробках або аваріях, повинна бути яскраво освітлена вночі. Здавалося б, голландці серйозно програють американцям за функціоналом - але немає. Справа в тому, що розробники не збираються повністю міняти покриття вже побудованих доріг - навпаки, елементи розумної дороги планується вбудовувати в існуючу мережу, причому елементи ці в більшості своїй дуже прості і ґрунтуються не на електроніці, а на хімії.

Проект: «Повітряна зебра». Розробник: Студія Артемія Лебедєва (Росія). Суть проекту: виділяти світлом це не знак переходу, а безпосередньо пішохода.

Флуоресцентні фарби і порошки забезпечать нічне світіння (до 10 годин після денної «зарядки») звичайної розмітки, а в погану погоду на дорозі будуть проявлятися попереджають візерунки, нанесені іншими видами фарби, що реагує на зовнішні умови. Інтерактивна розмітка може бути реалізована також шляхом врізки в полотно екранів - але так чи інакше, основним покриттям розумних голландських доріг залишиться старий добрий асфальт, що знімає основну проблему Solar Roadways - необхідність забезпечити прозорість зовнішнього шару полотна.

Smart Highway також зможе заряджати акумулятори електромобілів за допомогою індукції, правда, на відміну від американського конкурента, дорога не стане сама виробляти енергію, забираючи її з зовнішньої мережі, - для цього призначена спеціальна «Підзарядний» смуга. Крім неї, електронна система Smart Highway включатиме в себе елементи дорожньої інфраструктури - світлофори, залізничні переїзди, знаки та інформаційні щити.

SIEMENS Induction charging lanes

Звичайно, в стороні від теми «розумних» доріг не могла залишитися компанія Siemens - один зі світових лідерів в плані нових технологій. У 2012 році серед претендентів на приз Siemens Student Award, що вручається молодим інженерам за найпередовіші ідеї і розробки, з'явився проект інтерактивної дороги, здатної заряджати акумулятори електромобілів, розроблений Олівером Готтшалк і Матьяс Махоні. Власне, не дуже великий - а часом і зовсім маленький - запас ходу електромобілів сильно обмежує можливості їх використання. Заряджатися-то можна і від розетки - але приємно, коли техніка здатна працювати на одній зарядці якомога довше.
Проект Induction Charging Lanes досить простий - таким же індукційним методом заряджаються електричні зубні щітки. Автомобіль, рухаючись по смузі, під якою прокладені два ряди котушок індуктивності. Одержану в результаті підзарядки енергію електромобіль відразу ж накопичує і використовує в міру потреби. Звичайно, «дохід» в даному випадку значно менше «витрати», але система і не має на увазі, що автомобіль буде повністю харчуватися від дороги. Рух по «смузі індуктивності» лише збільшить його ресурс. Питання до цього проекту виникає тільки один: рівно те ж саме значно раніше запропонували і американці з їх Solar Roadways, і голландці з їх Smart Highway. На цьому тлі ідея німецьких студентів виглядає підозріло вторинної.
На фото: проект Guardian. Розробник: Ходжон Лім (Південна Корея). Суть проекту: візуально обмежити пішохідні переходи червоними лазерними променями.
Реалізація: поки не планується, на стадії концепту.

Сьогодні на стадії бета-тестування знаходяться п'ять складових «розумної» дороги: динамічна розмітка, що світяться в залежності від часу доби елементи інфраструктури, інтерактивне освітлення, смуга підзарядки електромобілів і система, що припускає установку по узбіччях безлічі дрібних вітрогенераторів, що уловлюють потоки від проїжджаючих автомобілів. Голландський концепт набагато дешевше і ближче до реальності, ніж американський, і цілком втілимо в Європі - недарма він отримав премію Dutch Design Awards 2012 і готовий до часткової реалізації.

А що ж пішохід?

Отже, з енергетичної складової і забезпеченням безпеки водія ми розібралися. Але пішохід - теж учасник дорожнього руху, причому він спочатку знаходиться в більш небезпечній ситуації, ніж автомобіліст. Проектів, що пристосовують дорогу для пішохода, досить багато, і всі вони базуються на загальному принципі, який добре сформулював відомий російський дизайнер Артемій Лебедєв: для зменшення кількості аварій на переходах потрібно виділяти і підсвічувати це не знак переходу, а йде через дорогу людину.

Проект: Solar Roadways. Розробники: Скотт і Джулія Брюсоу (США). Суть проекту: замінити традиційне дорожнє покриття в США на інтерактивні панелі з вбудованими сонячними батареями. Панелі будуть служити величезною сонячною електростанцією, що постачає енергією як саму дорожню інфраструктуру, так і придорожні будови, закладу, невеликі містечка. Розмітка стає інтерактивною і дозволяє виводити на полотно будь-які зображення і інформацію. Реалізація: не раніше 2018 року, зараз - на стадії промислового прототипу.

Власне, студія Лебедєва кілька років тому запропонувала концепт «Повітряна зебра». Відповідно до проекту, над «зеброю» простягається система ліхтарів, за формою дублюючих розмітку. Таким чином, необхідність в знаку практично відпадає: перехід і пішохід яскраво освітлені, видно здалеку, причому навіть коли сама «зебра», хоч я знаю через сніг або бруду, її верхній «дублер» продовжує працювати.

У 2012 році південнокорейський дизайнер Ходжон Лім створив інший концепт «розумного переходу» - Guardian, трохи складніший в реалізації, але теж цілком наочний. За ідеєю Ліма, зона переходу обмежується чотирма стовпчиками, в кожен з яких вбудований генератор лазерного променя. Коли дорога відкрита для переходу, червоні промені візуально «відсікають» автомобілі, служачи помітним (нехай і нематеріальних) шлагбаумом. Коли ж червоний горить пішоходам, промінь точно так же відгороджує від людей проїжджу частину. Промені будуть видні і в темряві. Ідея непогана, оскільки працює на ниві психології: можливо, хтось не побіжить на червоний, якщо перед ним на рівні грудей буде «висіти» червона лінія, і тим самим врятує собі життя.

Втім, ще за три роки до Ліма підозріло схожий концепт пропонував інший південнокореєць Ханйонг Лі. За його ідеєю, лазерна «стіна» - а не тонка лінія - з'являлася тільки перед автомобілями. Стіна Лі повинна бути інтерактивною, по ній ходять утворені лазерними променями червоні фігурки пішоходів. В першу чергу стіна призначена для того, щоб загострити увагу водіїв. Правда, вартість концепту надто велика в порівнянні з його невисокою функціональністю - в цьому плані звичайне підсвічування Лебедєва або тонкі червоні лінії Ліма краще.

В принципі, подібних концептів було безліч - аж до «розумної» підсвічування кожного пішохода індивідуально (причому йдуть на зелений - зеленим, а на червоний - яскраво-червоним). Об'єктивно кажучи, лише два перших з описаних в цьому розділі мають шанс на втілення в реальності. Суть в тому, що сучасні технології цілком дозволяють просто і недорого позначити пішохода на дорозі, а придумувати для цього складний і дорогий велосипед - алогічно. Так що є надія, що ми побачимо «Повітряні зебри» або Guardian на наших дорогах.

справи російські

У Росії, як відомо, ситуація з дорогами дуже важка - в цілих регіонах їх практично немає, а 1235-кілометрова федеральна траса А-360 «Лена» взагалі увійшла в народний фольклор як одна з найстрашніших і небезпечних доріг в світі.

Проте паралельно з розмовами про реставрацію звичайної дорожньої мережі ведеться мова і про появу у нас елементів інтерактивних доріг. Зокрема, не так давно ВАТ «Роснано» заявило про будівництво в Татарстані пробних ділянок дороги по голландським зразком Smart Highway. Світлодіодне освітлення, люмінесцентна розмітка, спеціально розроблене покриття (армований сталевий стружкою фибробетон, базальтопластікових арматура, модифікатори асфальтобетонних сумішей) - все це теоретично може з'явитися в районі Казані вже в 2014 році, але теорія у нас, як відомо, нерідко розходиться з реальністю.

У Москві ж розглядаються проекти по поліпшенню пішохідних переходів - в списку досліджуваних інновацій і «Повітряна зебра», і розробки південнокорейських дизайнерів. Поки планується зробити кілька пробних переходів на окремих ділянках і подивитися, яка від цього буде користь.

В цілому, світ готовий до прийняття інтерактивних доріг. Технології дозволяють розмістити під дорожнім покриттям сонячні батареї, зв'язати розмітку з дорожніми знаками в єдину мережу і навіть перетворити трасу в один великий інтерактивний екран. Питання в першу чергу в вартості і доцільності подібних проектів. Якщо голландці реалізують Smart Highway і проведуть «польові» випробування, буде про що говорити. Поки ж концепти залишаються концептами. Нехай і життєздатними.

Стаття «Дорога умною лентою в'ється ...» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №2, Березень 2013 ).