Drony pomogą zwiększyć bezpieczeństwo ruchu drogowego. Ruszył projekt z udziałem Politechniki Krakowskiej

Rozpoczęła się realizacja projektu z udziałem Politechniki Krakowskiej, którego celem jest stworzenie – w oparciu o dane zbierane przez drony – systemu wspomagającego zarządzanie bezpieczeństwem ruchu drogowego. Rozwiązanie będzie przede wszystkim stanowić wsparcie dla zarządców dróg oraz podmiotów zarządzających ruchem drogowym w miastach.

Projekt uzyskał finansowanie z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020, w ramach konkursu „Szybka ścieżka”. Całkowity koszt przedsięwzięcia to blisko 6,8 mln zł. Kwota dofinansowania z NCBR wynosi 5 387 130,98 zł, z czego wsparcie na badania prowadzone na Politechnice Krakowskiej – 1 203 000 zł. Funkcję kierownika do spraw badań i rozwoju pełni w projekcie dr hab. inż. Mariusz Kieć, prof. PK, kierujący Katedrą Dróg, Kolei i Inżynierii Ruchu na Wydziale Inżynierii Lądowej.

Oprócz PK, w skład konsorcjum realizującego projekt pn. „PROBRD – PROaktywny system wsparcia zarządzania Bezpieczeństwem Ruchu Drogowego, w oparciu o dane pozyskane przez bezzałogowe statki latające” wchodzą: Zespół Doradców Gospodarczych TOR Sp. z o.o. (lider) – wiodąca na polskim rynku firma specjalizująca się w doradztwie i analizach z dziedziny transportu, mobilności i infrastruktury, a także SkySnap Sp. z o.o., zajmująca się precyzyjnym przetwarzaniem fotogrametrycznym i analizą obrazu z pułapu dronów. 
 
Jak tłumaczy dr hab. inż. Mariusz Kieć, prof. PK z Wydziału Inżynierii Lądowej, działania podejmowane dotychczas w celu poprawienia bezpieczeństwa ruchu drogowego przyczyniły się do zmniejszenia liczby miejsc, w których koncentrowały się wypadki drogowe. Jednak coraz częściej można zaobserwować fakt, że występowanie wypadków i kolizji ma charakter rozproszony, co utrudnia efektywne prowadzenie analiz bezpieczeństwa ruchu drogowego (BRD).

– Analizy BRD prowadzono do tej pory głównie w sposób reaktywny, a więc jako odpowiedź na zaobserwowaną liczbę zdarzeń drogowych i w oparciu o dane, które gromadzono przez długi czas. Nic dziwnego, że na popularności zyskuje podejście proaktywne, a więc identyfikacja miejsc, gdzie występują zachowania niebezpieczne, mogące przerodzić się w zdarzenia drogowe. Nowa metoda znalazła miejsce w prawodawstwie Unii Europejskiej. Proaktywne podejście do analizy BRD jest zalecane na podstawie dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady UE – mówi prof. Mariusz Kieć. – Chcąc usprawnić metody wpływające na poprawę bezpieczeństwa w ruchu drogowym, zdecydowaliśmy się opracować narzędzie do szybkiej i stosunkowo taniej identyfikacji oraz analizy ruchu drogowego. Inicjatywa rozwoju proaktywnej oceny bezpieczeństwa ruchu z wykorzystaniem nowych technologii (dronów) wpisuje się w badania prowadzone od wielu lat na Politechnice Krakowskiej.

Podstawą rozwiązania będzie identyfikacja ruchu drogowego w oparciu o obraz otrzymany z kamer zainstalowanych w bezzałogowych statkach powietrznych – dronach z dokładnym pozycjonowaniem RTK (Real Time Kinematic), co bezpośrednio przełoży się na jakość pomiarów. Użycie kamer o wysokiej rozdzielczości pozwoli uzyskać wysoką precyzję obserwacji uczestników ruchu drogowego, przede wszystkim umożliwi ich identyfikację (pojazdy różnego typu, piesi, rowerzyści) i lokalizację ze stałym krokiem czasowym. To z kolei da szansę na ocenę trajektorii ruchu, a więc wskazanie: prędkości pojazdów i niechronionych użytkowników dróg, kolejek na skrzyżowaniach, natężenia ruchu, odstępów między pojazdami itp. Ponadto, możliwa będzie także ocena kolizyjnych trajektorii poruszania się uczestników ruchu i w efekcie ocena bezpieczeństwa ruchu drogowego na podstawie algorytmów realizujących predykcję zagrożeń w ruchu drogowym i ich klasyfikację. 
 
W celu zwiększenia długości okresu obserwacji, planowane jest wykorzystanie dronów zasilanych przewodowo. Analiza ruchu będzie realizowana automatycznie przez aplikację internetową w oparciu o wcześniej zarejestrowany obraz. Osoby korzystające z oprogramowania będą mogły wykorzystać własny obraz lub skorzystać z usługi jego rejestracji. Wskazany wariant analizy pozwali na wykonanie jednego z kilku (czterech) kluczowych zadań. Po pierwsze, możliwa będzie szybka ocena warunków ruchu infrastruktury drogowej poprzez automatyczną analizę poruszania się uczestników ruchu. Do tego dochodzi wczesna identyfikacja potencjalnych zdarzeń drogowych na podstawie zachowań uczestników ruchu, która w przyszłości zostanie wykorzystana do zbudowania systemu reagowania w czasie rzeczywistym, tak, by oddziaływać na uczestników ruchu, zmienić nieprawidłowe zachowania i w efekcie ograniczyć zagrożenia. System pozwoli także – na podstawie krótkoterminowych, zautomatyzowanych pomiarów ruchu, bez konieczności występowania zdarzeń drogowych – na ocenę efektywności wdrażanych środków poprawy BRD. Umożliwi również monitorowanie i prognozowanie zmian w obszarze BRD związanych ze zmianami infrastruktury i warunków drogowo-ruchowych (w oparciu o modelowanie symulacyjne).

Opracowywane z udziałem Politechniki Krakowskiej rozwiązanie jest kierowane przede wszystkich do zarządców dróg poziomu krajowego i wojewódzkiego oraz podmiotów zarządzających ruchemObraz z drona – ruchliwe rondo drogowym w miastach. Usługa będzie też znaczącym wsparciem dla działań podejmowanych przez policję i Inspekcję Transportu Drogowego. Ponadto, skorzystają na niej firmy projektujące i utrzymujące infrastrukturę drogową, wzmacniające bezpieczeństwo ruchu i analizujące zagadnienia optymalizacji transportu drogowego.

– Chcemy zaoferować instytucjom zainteresowanym naszym rozwiązaniem możliwość korzystania z dedykowanej platformy internetowej. Po otrzymaniu dostępu, użytkownik będzie mógł dokonywać personalizacji przeprowadzanych analiz. Silnik sztucznej inteligencji będzie dostępny poprzez przeglądarkę – tłumaczy prof. Mariusz Kieć. – Usługa będzie wprost korespondować z ideą smart governance/safe city, stanowiącą filar koncepcji smart city. Uwzględniając zmiany prawne, dotyczące m.in. bezpieczeństwa pieszych oraz odstępów między pojazdami na drogach ekspresowych i autostradach, może być również innowacyjnym, skutecznym narzędziem identyfikacji miejsc, gdzie dochodzi do przekroczenia przepisów i wsparcia nadzoru ruchu drogowego – dodaje naukowiec z PK.

Projekt „PROBRD – PROaktywny system wsparcia zarządzania Bezpieczeństwem Ruchu Drogowego, w oparciu o dane pozyskane przez bezzałogowe statki latające” zakłada realizację pięciu etapów badań przemysłowych i trzech etapów prac rozwojowych – jedne i drugie wesprą swoją wiedzą i doświadczeniem naukowcy z Politechniki Krakowskiej – oraz prac przedwdrożeniowych (jeden etap). Przed realizatorami projektu m.in. działania związane z aplikacją bezzałogowych statków latających do zbierania danych o ruchu drogowym w celu identyfikacji wymagań do pozyskiwanych danych, identyfikacja konfliktów ruchu i ich kwantyfikacja na podstawie badań empirycznych i metod statystycznych, autokalibracja modeli makro i mikrosymulacyjnych do prognozowania ruchu drogowego i symulacji konfliktów w ruchu. Realizacja projektu potrwa do końca 2023 r.
 
(bk)