Další krok k efektivnější dopravě: Rozšiřování inteligentních systémů MAI

V minulém vydání jsme představili českou společnost MAI, která se zabývá moderním řešením pro monitorování, řízení a ovlivňování dopravy. Mobilní inteligentní systémy nacházejí uplatnění zejména v mimořádných částech dopravní infrastruktury jakou jsou uzavírky a další situace se zvýšenými nároky na bezpečné řízení. Tentokrát se budeme věnovat výzkumným projektům, které za technologiemi MAI stojí.

Inteligentní dopravní systémy společnosti Mobility and Intelligence s.r.o. (MAI) se staly klíčovým prvkem modernizace české dopravní infrastruktury. Po úspěšné implementaci a provozování energeticky nezávislého systému mobilního liniového řízení na dálnicích D1 a D2 nyní MAI pokračuje v rozvoji a zdokonalování těchto inovativních technologií.

Společnost klade silný důraz na výzkum a vývoj, což jejím odborným týmům umožňuje neustále posouvat hranice současných znalostí a přicházet s inovativními řešeními. Mobilní systémy řízení dopravy mají v současnosti velký potenciál. MAI čerpá ze zahraničních zkušeností a aplikuje je také na tradiční dopravně-telematické systémy, které doplňuje o nové funkcionality a přidanou hodnotu.

Mezi významné realizace společnosti patří integrace dálničního informačního portálu na D3, zahrnující instalaci různých typů proměnných dopravních značek. MAI zároveň dodává kompletní monitorovací a detekční systém pro sledování obsazenosti parkovacích míst na dálnici D2 v okolí Brna.

Vědecké projekty a jejich přínos v řízení dopravy

Kromě praktických implementací, vlastního vývoje nových systémů, se MAI aktivně zapojuje také do vědeckého výzkumu a získala podporu dvou klíčových projektů, které přispívají k rozvoji dopravních technologií na národní i evropské úrovni. Oba jsou uvedeny v rámci programu Doprava 2030 vypsaného Technologickou agenturou České republiky.

Liniové řízení dopravy nezávislé na pevných sítích (MLŘD)

V silné konkurenci 170 projektových žádostí v rámci programu Technologické agentury České republiky (TAČR) Doprava 2030 obsadil projekt MLŘD+ (nová generace Liniového řízení dopravy) 4. místo a byl úspěšně zahájen. Tento projekt se zaměřuje na vývoj a implementaci algoritmů strojového učení a predikci dopravních proudů, integraci nových dopravních detektorů, využití meteorologických dat a propojení s kooperativními C-ITS systémy, které umožňují přímou komunikaci s vozidly. Cílem je vytvořit plně autonomní dopravní řídicí systém, nezávislý na pevné infrastruktuře, okamžitě použitelný na kritických dopravních uzlech.

Projekt je realizován ve spolupráci s Fakultou dopravní ČVUT, která se podílí na vývoji pokročilých algoritmů, kyberbezpečnosti a kooperativních technologií. Spolupráce s akademickou sférou umožňuje využití nejnovějších poznatků z dopravního inženýrství a umělé inteligence, což vede k efektivnějšímu řízení dopravy, snížení nehodovosti a zvýšení plynulosti provozu na exponovaných úsecích silniční sítě.

Tato technologie významně přispěje ke zvýšení bezpečnosti na silnicích tím, že minimalizuje riziko dopravních nehod a nebezpečných situací pomocí prediktivních algoritmů, které umožní včasné varování řidičů před riziky.

ZONIoT - Expertní systém vzdáleného monitoringu pracovních míst na pozemních komunikacích s využitím IoT a pokročilé technologie zpracování obrazu

Dalším významným projektem podpořeným ve stejném programu TAČR je systém vzdáleného monitoringu pracovních míst na pozemních komunikacích. Zaměřuje se na zvýšení bezpečnosti dopravy v kritických místech dopravní infrastruktury. Cílem projektu je vývoj IoT systému s pokročilou analýzou obrazu, který dokáže automaticky monitorovat a analyzovat stav přechodného dopravního značení na pracovních místech, detekovat poškození dopravního značení a evidovat škodní události v reálném čase tak, aby údržba i servisní práce byly co nejefektivnější.

Projekt probíhá ve spolupráci s Vysokou školou báňskou – Technickou univerzitou Ostrava a jeho realizace je naplánována na období 2025–2027. Tento systém umožní rychlou identifikaci potenciálních rizik na pracovištích a včasnou reakci na nebezpečné situace.

Oba projekty sledují strategické cíle společnosti MAI, mezi než patří implementace nejnovějších poznatků a technologií v oblasti moderních přístupů k řízení a ovlivňování dopravy, čímž lze aktivně přispět ke zvýšení plynulosti dopravy a snižování závažnosti dopravních nehod. MAI chce být stabilním partnerem pro stavební společnosti, které realizují vizi propojené dálniční infrastruktury v ČR. Díky tomu se společnost stává klíčovým hráčem v oblasti bezpečnosti dopravy se zvláštním zřetelem na dopravní uzavírky pomocí moderních dostupných technologií.

Budoucnost inteligentní dopravy v Česku

Díky těmto inovacím a průřezové spolupráci s odborníky a vládními institucemi se společnost MAI stává klíčovou součástí budoucnosti inteligentního řízení dopravy v České republice. Rozšíření systému na další dopravní tahy a implementace nových technologií může znamenat nejen výrazné snížení nehodovosti, ale také efektivnější využití dopravní infrastruktury s menšími dopady na životní prostředí. Inteligentní dopravní systémy nejsou pouze technologií budoucnosti, ale již dnes tvoří nedílnou součást moderní dopravní infrastruktury.

Na otázky redakce odpovídá jednatel společnosti Mgr. Marek Ščerba

Jaké technologie a řešení MAI nejčastěji implementuje a v čem se liší od konkurence?

Nejčastěji implementujeme mobilní LED systémy pro řízení dopravního proudu. Jsou to technologie nezávislé na napájecí a komunikační síti, což představuje velkou výzvu z pohledu energetické bilance a IT robustnosti systémů. Nezávislou napájecí infrastrukturu mobilních systémů pro liniové řízení jsme vyvíjeli a optimalizovali mnoho let. Nejedná se pouze o technologii samotnou, ale také o nastavení servisní činnosti, která je zejména v zimních měsících dynamická a poměrně náročná. Z pohledu IT jsme se potýkali s problémy, které způsobují často nestabilní mobilní sítě operátorů. Synchronizace jednotlivých prvků a zajištění celkové stability systému je při komunikaci vzduchem náročnější oproti tradičním datovým linkám. Bezproblémové provozování mobilních liniovek v zimních měsících považujeme za náš dosavadní vrcholný technologický úspěch, který se neztratí ani v celoevropském měřítku. V současné době jsme se pustili také do realizace klasických pevných ITS systémů (Informační portály, PDZ Meteo apod..) Z našeho pohledu se jedná o daleko klidnější a předvídatelnější prostředí.

Můžete něco říct k systému mobilního řízení, které je instalovaného v Brně? Jaké jsou zkušenosti z provozu a jak na ně reaguje pokračující výzkum?

Každá instalace mobilního řízení vyžaduje individuální přístup a nastavení nových řídících algoritmů pro danou lokalitu. S přibývajícími lety jsme nasbírali řadu praktických zkušeností a tyto jsme mohli v případě D1 a D2 v okolí Brna zúročit. Jednalo se zatím o bezesporu nejsložitější projekt. V první fázi nám velmi pomohla dálniční policie JMK. Dávali nám intenzivní zpětnou vazbu přímo z dálnice a my tak mohli ve spolupráci s ŘSD nasazené řídící algoritmy optimalizovat. Lokality v okolí Brna byly specifické nejen svou velkou intenzitou dopravního proudu, ale také jeho chováním. Vytváří se tam šokové vlny, které se přelévají až desítky kilometrů hluboko proti dopravnímu proudu. Zdaleka se nejedná o klasickou dálniční uzavírku. Řídící algoritmy zobrazující symboly na LED značkách se nám podařilo v relativně krátkém čase vyladit k plné spokojenosti dálniční policie a ŘSD, což považujeme za pěkný výsledek spolupráce soukromého a veřejného sektoru. Tato úzká praktická spolupráce také pomohla vydefinovat další oblasti pro zlepšení. Konkrétně se jedná o začlenění řízení ramp pro synchronizaci slévajících se dopravních proudů, využití poloportálů pro možnosti zobrazení více kombinací symbolů v jednom řezu, ale i dalších případů užití, které lze řešit po přechodnou dobu v kritických místech na silniční síti. Tyto poznatky jsme přetavili do výzkumných úkolů, které řešíme v rámci grantových programů TAČR s univerzitami.

Jaké konkrétní přínosy přinášejí inteligentní systémy MAI provozovatelům komunikací?

Zásadní přínos vidíme ve třech oblastech. První je v možnosti nasazení řídícího systému prakticky kdekoliv, kde je potřeba. Nejsme omezení výstavbou energetické a komunikační sítě, nákladných dálničních portálů. Doposud se systémy liniového řízení stavěly velmi omezeně prakticky pouze kolem Prahy. Výjimkou je projekt PPP dálnice D4. My jsme prokázali, že lehkou liniovku lze instalovat, provozovat a také přesunout na místa, kde je aktuálně nejvíce užitečná. Druhý přínos souvisí s rychlostí instalace. Vždy jsme dbali na to abychom řidičům zavázeli na dálnici co možná nejkratší dobu. Instalovat týden systém pro řízení provozu a tím vytvářet kolony postrádá smysl. V průběhu let jsme proces instalace dotáhli téměř k dokonalosti. Jsme schopni instalovat přes noc a systém nasadit a zprovoznit v řádu hodin. No a třetí přínos je samozřejmě ekonomický. Naše systémy se pohybují v řádově jiných částkách než klasické portálové systémy. Tímto nechci říci, že tyto klasické portálové systémy nemají své místo. Na nejzatíženějších úsecích se jedná o ideální řešení. Naše produkty vidíme jako alternativu vhodnou pro plošné nasazení (jak vidíme např. v Rakousku).

Jaká je vize rozvoje moderních technologií na dálniční síti ČR?

Věříme, že jsme do prostředí ČR přinesli směr kdy se provozovatelé silničních sítí nebudou soustřeďovat pouze na výstavbu velkých stamilionových projektů v okolí velkých měst, ale začneme rychle pokrývat stovky kilometrů stávajících silnic a dálnic lehkými, a přitom efektivními systémy řízení.  Budeme klást důraz na identifikaci kritických a nehodových lokalit a budeme se řidičům snažit pomoci tyto lokality bezpečně projet tím, že je tzv. vysvítíme.

Jak si podle vás stojí česká dopravní telematika ve srovnání se zahraničím? Kde vidíte největší rezervy?

V ČR jsme stále soustředění na výstavbu páteřní sítě. Jedná se o prioritu, kterou naprosto chápu, ale zároveň nastává čas věnovat se optimalizaci a zvyšování bezpečnosti pomocí telematických systému. Intenzity dopravních proudů se začínají vyrovnávat s našimi sousedy, ale vybavenost je na daleko nižší úrovni.  U našich západních sousedů, kde už mají postaveno, vypadá osazení telematickými prvky přece jen jinak. Před každým kritickým a exponovaným místem se komunikace rozsvítí a řidiče varuje, probudí, donutí ho dodržovat rychlost. V ČR se ještě pořád ve velké míře spoléháme na klasické plechové značky. Z výzkumu víme, že tyto se pro řidiče stávají čím dál více neviditelné a jejich akceptace klesá. Když si uvědomíme, jak vypadá a svítí kokpit moderního vozu, tak je vcelku pochopitelné, že špinavá plechová značka nebudí takovou pozornost jako vysoce svítivé LED panely a na nich zobrazené symboly. Můžeme se alibisticky přesvědčovat, že plechová značka tam byla a řidič ji měl registrovat, ale realita je bohužel jiná. V kritických místech bychom měli jít řidičům naproti. V posledních dvou letech vidíme, že i u nás se situace začíná měnit. Snad naše sousedy ve vybavenosti silnic a dálnic brzy doženeme. 

Jaké jsou hlavní požadavky investorů a klientů na inteligentní systémy v současných projektech?

Obecně lze říci, že co se týče vybavenosti páteřních komunikací telematikou, je situace téměř stejná již posledních 10 let. I přesto, že byla vytvořena celá řada velice kvalitních strategických dokumentů rozvoje inteligentních systémů, tak až na výjimky, je požadováno stále to samé – SOS Hláska, Meteo stanice, indukční smyčka, ZPI Informační portál… Chtělo by to více inovativních projektů, nový směr a více oživení. Rozvoj technologií je rychlý a jsou k dispozici nové přístupy. Výjimkou posledních let jsou projekty C-ITS, kdy se vybavuje infrastruktura komunikačními jednotkami pro přímou komunikaci s vozidly. Tady je bohužel problém, že automobilky na své straně do vozidel komunikační protikusy zavádějí daleko pomaleji, než se předpokládalo. Přičemž v zahraničí se detekční a řídící prvky rozvíjejí velice dynamicky.

Jakým způsobem využíváte strojové učení a predikční modely pro řízení dopravy? Jaký je dopad rozvoje AI pro dopravu a její řízení?

Jak jsem psal výše. Nasazování mobilních řídících systémů na stále nové lokality vyžaduje neustálé předělávání řídích algoritmů. Jakmile přidáme řízení ramp bude algoritmus ještě složitější. V současné době trénujeme AI modul na průběžné vytváření řídích algoritmů. Jedná se o principiálně podobnou úlohu jakou nyní realizuje TSK Praha pro případ řízení křižovatek pomocí AI. Je to zcela nový směr. Zatím jsme ve fázi trénování a „krmení“ AI modulu historickými daty. Věříme, že AI je zrovna pro tuto úlohu ideální a do budoucna přebere část manuální dopravně inženýrské práce a složitého mikromodelování.

Jaký je poměr mezi pořizovacími a provozními náklady vašich systémů oproti tradičním řešením?

Obecně se jedná o řádové nižší náklady. Pořízení tradičního systému liniového řízení se pohybuje ve stovkách milionů. Lehké systémy liniového řízení v desítkách milionů. Na druhou stranu musíme říci, že velmi vytížené úseky tyto tradiční přístupy zkrátka potřebují. Oba přístupy se musí kombinovat a vytěžit z nich maximální efekt pro koncového uživatele, řidiče.

Jak hodnotíte spolupráci s Fakultou dopravní ČVUT a VŠB-TUO? Jaké jsou klíčové přínosy tohoto propojení?

Naše spolupráce s Fakultou dopravní ČVUT a VŠB-TUO vychází z dlouholeté praxe, kterou jsme získali již během působení v Centru dopravního výzkumu. S kolegy z akademického prostředí máme navázané pevné profesní vztahy a víme, že spolupráce na výzkumných projektech, které jsou svou povahou výzvou, funguje velmi dobře.

Akademický sektor je v mnoha ohledech pro komerční sféru nenahraditelný. Zatímco v soukromém sektoru je tempo rychlejší a procesy se soustředí na efektivní realizaci a implementaci, akademické prostředí umožňuje hlubší analytickou práci a systematické ověřování různých přístupů. Společně tak dokážeme testovat i řešení, která by se na první pohled mohla zdát nepravděpodobná nebo obtížně realizovatelná.

Tato spolupráce nám umožňuje propojit inovativní výzkum s praktickou aplikací, čímž nejen zvyšujeme kvalitu našich projektů, ale také přispíváme k rozvoji dopravních systémů založených na nejnovějších vědeckých poznatcích.

Děkujeme za rozhovor

redakce