Adatátviteli rendszerek az autópályákon

A legelső autópályákat Németországban építették a harmincas években, az akkori közforgalmi elektronikus technikát a segélykérő-berendezések jelentették. Szakos Pál tervező szakmérnök szerint a legújabb, kényelmet és biztonságot jelentő berendezések alkalmasak az átmenő forgalom mérése mellett annak befolyásolására is.

Németországban már az autópálya-hálózat építésének kezdetén kiépítették a segítségnyújtást biztosító első adatátviteli rendszert, amelyet a szövetségi vasúttal közösen tartottak fenn. Ezt a technikát a későbbiekben is alkalmazták, bár azokban az országokban, ahol viszonylag később kezdődött az autópályák építése – így például Finnországban –, a mobiltelefonok elterjedése miatt már nem épültek ilyen segélykérők. Magyarországon a legrégebbi autópályáján, az M7-esen már az építéssel együtt segélykérő- rendszer is létesült. Ennek a kábelhálózata immár harmincéves, napjainkra nagyon elöregedett.
– A legújabb építésű autópályákon az építéssel egyidejűleg a segélykérő-hálózatokat is kiépítették – emlékeztet Szakos Pál. – Ezen autópályák mellett már olyan komplex adatátviteli kábelek települnek, amelyek képesek a legkorszerűbb berendezések adatainak a közvetítésére. Míg a korábbi, kizárólag segélykérés céljára készült hálózatok – a postai vezetékekhez hasonlóan – réz alapanyagú kábelből készültek, a modern hálózatok már optikai elven működő, üvegszálas huzalokon szállítják az információt, és nagyságrendekkel nagyobb minőségi és mennyiségi adatátviteli teljesítményre képesek.
A szakértő példaként említeti, hogy a rézanyagú kábeles hálózatra csak korlátozott teljesítményű kamerákat lehet kapcsolni. Ezzel szemben az optikai hálózatokra színes képet adó, folyamatosan működő kamera is telepíthető. Magyarországon a következő fejlesztési fázisban a pályák mellé a mindenkori útállapotokat jelző meteorológiai berendezések is kerültek. Ezek birtokában az autópályát üzemeltetők egyszerre több helyről kapják meg a pillanatnyi időjárási értékeket a hőmérsékletről, a csapadékról, adott esetben a burkolaton lévő visszamaradt sómennyiségről, amely elsősorban a téli üzemeltetéshez szolgáló információt hordoz. Újabban ezeket a rendszereket már az autópályákkal egyidejűleg kiépítik.
A következő fejlődési fokozatot az átmenő forgalom mérését szolgáló berendezések jelentették, amelyek ugyancsak a központ számára nyújtanak információkat a forgalom nagyságáról, annak áramlásáról, és az adott forgalmi sávok foglaltságáról. A berendezések sokféleképpen képesek működni. A legegyszerűbbek, az úgynevezett indukciós hurkok. A forgalmi sávban egymástól meghatározott, viszonylag rövid távolságra két fémes vezetőszálat fektetnek a burkolatba. Ezek érzékelik a fölöttük elhaladó járművet, hiszen az is fémből van, és így impulzust kelt a berendezésben. A jelzések egymásutániságából megfelelő algoritmussal kiszámítható a sebesség, adott esetben a jármű hossza, illetve a kategóriája is.
Az egymástól meghatározott távolságra telepített hurkokkal azt is regisztrálni lehet, hogy egy adott keresztmetszeten belül mekkora a belépő forgalom. Ezt követően öszsze lehet azt hasonlítani egy követő keresztmetszeten átmenő járműmennyiséggel, ezáltal a szakértők az ott bekövetkező zavarokra is következtethetnek. A segélykérő-hálózatok általában a pályaszakaszt üzemeltető telephelyre, például az autópálya-mérnökségre futnak be. Az elektronikus berendezések bővülésével azonban szükségessé válik olyan központok telepítése, amelyekben megfelelő számítógépes háttérrel, különböző információkat tudnak rögzíteni és feldolgozni. Az így létrehozott központokban a szakemberek a befutó adatok értékelése után a szükséges intézkedéseket is megtehetik.
Szakos Pál kiemeli: minden, úgynevezett csoportinformációhoz tartozik egy komplikált számítógépes szoftver is. Így a számítógép nemcsak a helyszínen érzékelhető közvetlen adatokat dolgozza fel, hanem a területi és az országos meteorológiai adatok figyelembevételével prognózist készít az adott útszakaszra. Már a lefagyás előtt érzékeli, hogy az úttestet rövidesen sózni kell és azt is, mikor kell ott beavatkozni.
Újdonságként említi, hogy a forgalom megfigyelésekor is léteznek olyan algoritmusok, amelyek arra figyelmeztetnek, hogy a pályán túlzottan megnövekedett a forgalom, és adott esetben korlátozhatják a felhajtási lehetőségeket. Nyugat-Európában ez a módszer még nem terjedt el, ott inkább csak az utak foglaltságát jelzik, és azt, hogy mennyire nehezek a közlekedési viszonyok. Az Amerikai Egyesült Államokban viszont vannak olyan megoldások, amelyek segítségével bizonyos szakaszokon egyszerűen megtiltják a felhajtást egy adott csúcsforgalmi időszakban.
A már említett indukciós hurkokat magyarországi útszakaszokon is beépítették. Ezek különböző sűrűségben helyezkednek el, és egyelőre csak statisztikák készítésére alkalmasak. A hálózat szerkezete azonban lehetővé teszi, hogy a jelzőhurkokat később sűrűbben helyezzék el, és a mért adatokat a forgalom befolyásolására használják. Ennek illusztrálására Szakos Pál elmondja: Németországban és Ausztriában a közlekedési rádiókból értesülhetnek az autósok a mért adatokról. Ha az adott útszakaszra vonatkozó új forgalmi információt kapnak, az adást megszakítják, és közlik a változásokat.
Magasabb szintű közlési technika is létezik, hiszen már vannak komputerrel ellátott gépjárművek, amelyekben a számítógép képes az adatgyűjtő központokkal rádió útján kommunikálni, és a saját útvonalkészítő programjának kialakítása során igénybe veszi a központokban elérhető pillanatnyi forgalmi adatokat is. Az utóbbi technika Nyugat-Európában ugyancsak működik. A magyar szakemberek is arra készülnek, hogy ehhez a rendszerhez hazai adatokat is tudjanak szolgáltatni. A szakember további biztonságtechnikai megoldásként említi a már itthon is látható, úgynevezett változtatható jelzésképű táblák elhelyezését. Ilyen berendezés már van az M7-es–M1-es közös szakaszán a bevásárlóközpontnál. Az említett táblák ajánlott, illetve kötelező sebességet írhatnak elő. Többek között az a céljuk, hogy a gépjárművezetők a balesetek elkerülése érdekében egy torlódásos szakasz előtt lépcsőzetesen lecsökkentsék a korábbi magasabb sebességet. Emellett táblákon keresztül jelezhetik a konkrét szituációt, amely lehet egy baleset vagy torlódás, illetve télen a csúszós útszakasz. Az utóbbi jelzését az teszi lehetővé, hogy a rendszerbe a meteorológiai információkat is bekapcsolták. Az M0-s autópályán már 1992 óta folymatosan készülnek olyan tervek, amelyek ezeket az elemeket magukba foglalnák, és bizonyos előkészületek, valamint az építési munkálatok már ott is megkezdődtek.
Az M0-son beépítettek indukciós hurkokat, ott a változtatható jelzésképű táblák telepítése lesz a következő feladat. Az M3-as autópályán viszont már a jelzőtáblák egy komplett rendszert képeznek. Ezt a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem tervezte, s elsősorban szöveges információk közvetítésére alkalmasak. Természetesen ezen az autópályán is vannak már forgalomérzékelő hurkok. Szakos Pál megjegyzi: az elektronikus biztonsági rendszerek sokféleségére jellemző, hogy azokat még Európában sem szabványosították. Mintegy 8-10 éve folyik ez a munka, mert a különböző országokban használt technikák meglehetősen eltérnek egymástól. Másik újdonságként kiemeli, hogy léteznek még, úgynevezett pálya melletti forgalmat figyelő kamerák is, amelyek segítségével az üzemeltető diszpécser figyelemmel kísérheti a pálya forgalmát.
A képfelismerő rendszerek segítségével a forgalom nagysága mellett annak egyéb jellemzői is mérhetők. Adott esetben ezek fölöslegessé tehetik az indukciós hurkok alkalmazását. Ilyen kamerák már találhatók az M3-as autópályán. Ezek ugyan a forgalom mérésére még nem alkalmasak – bár ez Szakos Pál szerint csupán egy szoftver kérdése –, de a megfigyelésre kiválóak. Az előzőekhez kapcsolódó olyan elektronikus forgalmi rendszert is ismernek a szakemberek, amely a környezet védelmét segíti. Az autópályán bekövetkező különböző, nem várt balesetek esetén környezetszennyező anyagok kerülhetnek a burkolatra, onnan pedig a rézsüre, az útárokba, illetve az út menti vizekbe. Ennek a megelőzésére alakították ki az olyan autópályamentő-rendszereket, amelyek egy ilyen balesetet automatikusan érzékelnek. Ezután az e célból telepített berendezések lezárják az árkok továbbfolyását, vagy olyan tárolókba juttatják el a szennyeződéseket, amelyekből el lehet szállítani. Ezt a technikát Franciaországban egyes pályaszakaszokon már alkalmazzák. Szakos Pál szerint a módszer bevezetésének elvi lehetősége az M0-s autópályán fennáll, csak olyan árokhálózatot kell kiépíteni, amely a szennyező folyadékot nem engedi beszivárogni a talajba.
A fejlődés csúcspontját az úgynevezett intelligens út jelenti, amelynek az egyik oldalán a számítógéppel ellátott robotpilóta által vezetett személygépkocsi áll, a másik oldalán pedig az információhalmaz, amely lehetővé teszi, hogy a berendezés a gépkocsit önállóan irányítsa. Ám a hazai autósoknak mindez még hihetetlennek tűnik, s a távoli jövő ködébe vész.