EUROPSKI PROJEKT CAMBER: Digitalni blizanac ceste

Može li algoritam označiti rizik prije nego što se dogodi nesreća?

Fakultet prometnih znanosti Sveučilišta u Zagrebu sudjeluje u europskom projektu CAMBER u kojem se razvija digitalni model cestovne infrastrukture sposoban povezivati stanje kolnika, prometnu sigurnost, ponašanje vozila i rad sustava ADAS. Hrvatska pritom nije samo promatrač: približno 500 kilometara odabranih državnih cesta dio je pilot-projekta na kojem bi se trebalo pokazati može li tehnologija upozoriti na rizik prije nego što se on pretvori u prometnu nesreću.

Može li se opasna cesta prepoznati prije nego što statistika prometnih nesreća pokaže da je opasna? Upravo je to jedno od najvažnijih pitanja koje otvara europski projekt CAMBER – Connected and Adaptive Maintenance for Safer Urban and Secondary Roads. Umjesto tradicionalnog pristupa u kojem se stanje infrastrukture, održavanje i prometne nesreće često analiziraju kroz odvojene baze podataka, CAMBER pokušava stvoriti digitalnu sliku ceste u kojoj se ti podaci međusobno povezuju. Cilj je upravitelju ceste omogućiti da ranije prepozna problem, procijeni njegov sigurnosni značaj i odluči gdje će ograničeni novac za održavanje i rekonstrukcije donijeti najveći učinak.

Tema je posebno aktualizirana 23. rujna, kada je ERTICO – ITS Europe organizirao radionicu o inovativnim rješenjima digitalnih blizanaca za upravljanje cestovnom infrastrukturom i sigurnošću. Zajedno su predstavljena tri europska projekta – CAMBER, EvoRoads i iDriving – koji razvijaju različite modele povezivanja infrastrukture, prometa, senzorskih podataka i sigurnosnih pokazatelja. CAMBER je predstavio Bernard Kosovec s Fakulteta prometnih znanosti Sveučilišta u Zagrebu, čime hrvatska dimenzija ove tehnologije dobiva posebno značenje: Hrvatska je jedno od pet europskih pilot-područja projekta, zajedno s Portugalom, Grčkom, Nizozemskom i Španjolskom.

Hrvatski laboratorij na približno 500 kilometara državnih cesta

Hrvatski pilot obuhvaća približno 500 kilometara odabranih državnih cesta kojima upravljaju Hrvatske ceste. Odabrane dionice trebaju predstavljati različite reljefne i klimatske uvjete, što je posebno važno u zemlji u kojoj se na relativno malom prostoru izmjenjuju kontinentalne, planinske i mediteranske prometnice. Upravo sekundarna cestovna mreža predstavlja jedan od najvećih europskih sigurnosnih izazova: CAMBER polazi od procjene da Europa ima približno 725.000 kilometara takvih cesta te da se na njima događa više od 90 posto nesreća sa smrtnim ishodom i teškim ozljedama, pri čemu približno trećina uključuje korisnike mikromobilnosti.

Na hrvatskim cestama projekt će povezivati podatke dobivene različitim metodama. Predviđene su iRAP sigurnosne ocjene, postojeći podaci Hrvatskih cesta o infrastrukturi, precizna terenska mjerenja, podaci iz posebno opremljenih vozila te novi izvori podataka koji se razvijaju tijekom projekta. Sve bi se to trebalo objediniti u velikom kartografskom digitalnom blizancu cestovne mreže, odnosno digitalnom modelu koji Hrvatske ceste neće koristiti samo kao kartu, nego kao analitički alat za praćenje stanja infrastrukture i sigurnosnih pokazatelja.

To je bitna razlika. Digitalni blizanac ceste nije tek atraktivna trodimenzionalna vizualizacija prometnice. Njegova vrijednost nastaje tek kada fizičku cestu i ono što se na njoj događa pretvori u sustav međusobno povezanih podataka koji se mogu kontinuirano dopunjavati, analizirati i uspoređivati. Digitalna cesta tada može sadržavati podatke o geometriji, kolniku, horizontalnoj i vertikalnoj signalizaciji, prometnom opterećenju, brzini, stanju površine, vozilima i drugim elementima relevantnim za sigurnost.

Automobil i motocikl već mjere hrvatske ceste

Dio terenskog posla u Hrvatskoj već je obavljen. Austrijski institut AIT proveo je na odabranim dionicama hrvatske državne cestovne mreže opsežnu kampanju mjerenja koristeći specijalizirano vozilo RoadLab i mjerni motocikl MoProVe. Prikupljani su visokoprecizni podaci o geometriji ceste, nagibima, uzdužnoj i poprečnoj ravnosti, stanju površine i položaju infrastrukturnih elemenata. Mjerni motocikl istodobno je prikupljao podatke o putanji i ubrzanjima kako bi se bolje razumjeli uvjeti kojima su izloženi vozači motornih vozila na dva kotača.

To otvara važnu dimenziju projekta. Cesta koja za automobil predstavlja relativno mali problem za motociklista može predstavljati ozbiljan rizik. Neravnina, udubljenje, promjena hvatljivosti, šaht ili uzdužna pukotina imaju potpuno drukčiji sigurnosni značaj za vozilo na četiri kotača i motocikl koji raspolaže s dvije vrlo male dodirne površine između guma i kolnika. Digitalni model zato bi trebao omogućiti da se infrastruktura procjenjuje prema potrebama različitih sudionika, umjesto prema pretpostavci da jednaki nedostatak predstavlja jednak rizik za sve.

Pukotina na asfaltu sama po sebi još ne govori koliko je cesta opasna

Upravo je povezivanje tehničkog stanja ceste sa sigurnosnim rizikom jedan od najzanimljivijih aspekata projekta. Pukotina u asfaltu, primjerice, predstavlja podatak o stanju cestovne imovine. Sama po sebi još ne govori dovoljno o vjerojatnosti prometne nesreće. Sigurnosni značaj postaje znatno veći ako se ista pukotina nalazi u zavoju kojim vozila prolaze velikom brzinom, na mjestu na kojem se nakon kiše zadržava voda, na dionici s velikim udjelom motociklista ili ondje gdje je horizontalna signalizacija istrošena.

Slično vrijedi za geometriju ceste. Zavoj određenog polumjera predstavlja jedan podatak, prosječna brzina drugi, hrapavost kolnika treći, prometno opterećenje četvrti, a povijest prometnih nesreća peti. Klasični sustavi te informacije često promatraju odvojeno. Digitalni blizanac trebao bi ih povezati i omogućiti procjenu što se događa kada se više nepovoljnih čimbenika pojavi na istoj lokaciji. U tome leži mogućnost prelaska s reaktivnog na prediktivno upravljanje sigurnošću. Tradicionalni pristup često reagira nakon što određena lokacija kroz nekoliko godina prikupi dovoljan broj prometnih nesreća da bude prepoznata kao opasno mjesto. Sustav temeljen na digitalnom blizancu pokušava obrnuti logiku: prepoznati kombinaciju rizičnih obilježja prije nego što se formira crna statistika.

Cesta mora biti čitljiva i automobilu

CAMBER ide još jedan korak dalje jer istražuje odnos infrastrukture i naprednih sustava pomoći vozaču – ADAS-a. Fakultet prometnih znanosti u svojem akreditiranom laboratoriju sudjeluje u prikupljanju podataka o kvaliteti oznaka na kolniku i prometnih znakova. Ti će se rezultati povezivati s podacima o funkcioniranju sustava poput pomoći pri zadržavanju vozila u prometnom traku i prepoznavanja prometnih znakova.

To znači da se kvaliteta infrastrukture više ne procjenjuje samo prema pitanju vidi li čovjek prometnu oznaku, nego i može li je pouzdano prepoznati vozilo. Istrošena bijela crta, slabo vidljiv prometni znak ili nepovoljan kontrast mogu postati problem za kameru i algoritam jednako kao i za ljudsko oko. U hrvatskom pilotu zato se planira ispitivanje u različitim uvjetima – danju i noću te na suhom i mokrom kolniku – kako bi se odredila minimalna kvaliteta cestovnih oznaka i znakova potrebna za pouzdano funkcioniranje sustava ADAS.

To će postajati sve važnije kako vozila budu preuzimala veći dio zadataka vozača. Inteligentna prilagodba brzine, prepoznavanje prometnih znakova i zadržavanje vozila unutar prometnog traka ovise o tome koliko je infrastruktura jasna senzorima. Digitalni blizanac zato može postati svojevrsna karta „digitalne čitljivosti” ceste koja pokazuje na kojim dionicama infrastruktura kvalitetno podržava suvremena vozila, a gdje postoji prostor za poboljšanje.

Prometni znak mogao bi komunicirati s vozilom

Hrvatski pilot uključuje i ispitivanje RFID tehnologije na prometnim znakovima. Ideja je da fizički infrastrukturni element dobije vlastiti digitalni identitet koji može olakšati evidenciju, održavanje i praćenje njegova stanja. Projekt će istodobno istraživati mogućnosti korištenja takvih tehnologija za komunikaciju vozila s infrastrukturom, odnosno V2I.

U praksi bi takav pristup upravitelju ceste mogao omogućiti precizniji odgovor na pitanja gdje se određeni znak nalazi, kada je postavljen, kada je pregledan i zahtijeva li zamjenu. Povezivanje s digitalnim blizancem otvara mogućnost da se promjena na fizičkoj infrastrukturi odmah evidentira i u njezinu digitalnom modelu. Dugoročno, takva infrastruktura može postati jedan od elemenata komunikacijskog sustava u kojem vozilo informacije o cesti prima iz više izvora.

Algoritam može pomoći, ali odluka ostaje mnogo složenija od jedne ocjene rizika

Najveće obećanje digitalnog blizanca nalazi se u određivanju prioriteta. Upravitelji cesta raspolažu ograničenim proračunima i velikim brojem dionica koje zahtijevaju održavanje. Ako digitalni model može pokazati da određena intervencija vrijedna relativno malo novca donosi velik sigurnosni učinak, održavanje prestaje biti samo pitanje tehničkog stanja asfalta i postaje instrument prometne sigurnosti.

CAMBER zato istražuje jeftinije sigurnosne intervencije i metode održavanja s manjim utjecajem na okoliš. Na najmanje tri lokacije hrvatskog pilota trebale bi se testirati inovativne mjere, a njihov učinak pratiti različitim metodama – od promatranja i dronova do praćenja pogleda vozača i podataka dobivenih iz vozila. Time se dobiva mogućnost usporedbe stanja prije i nakon zahvata.

Algoritamska procjena ipak predstavlja pomoć pri odlučivanju, a ne automatsku odluku o tome gdje treba potrošiti javni novac. Kvaliteta rezultata ovisit će o kvaliteti ulaznih podataka, pravilnom modeliranju rizika i redovitom ažuriranju. Posebno će biti važno utvrditi koliko sustav proizvodi lažnih upozorenja, koliko stvarnih problema propušta te može li se njegova procjena objasniti cestovnom inženjeru koji na temelju nje treba donijeti investicijsku odluku.

Od crnih točaka prema prediktivnoj sigurnosti

Projekt CAMBER traje od početka 2025. do kraja 2027. godine, okuplja 14 partnera, a ukupna vrijednost projekta iznosi približno 3,95 milijuna eura. Fakultet prometnih znanosti Sveučilišta u Zagrebu jedan je od partnera, s približno 236 tisuća eura europskog financiranja. Pilot-projekti provode se u Hrvatskoj, Portugalu, Grčkoj, Nizozemskoj i Španjolskoj.

Pravi rezultat projekta zato će se moći procjenjivati tek kada digitalni modeli pokažu da mogu utjecati na konkretne odluke upravitelja cesta. Ključni pokazatelji bit će preciznost prepoznavanja rizika, trošak prikupljanja i obrade podataka, brzina kojom se promjena na fizičkoj cesti pojavljuje u digitalnom modelu te, prije svega, sposobnost sustava da predloži intervenciju koja mjerljivo smanjuje rizik.

Za Hrvatsku je posebno zanimljivo što se taj koncept već ispituje na približno 500 kilometara državne cestovne mreže. Ako pilot potvrdi očekivanja, pitanje više neće biti može li se cesta digitalizirati. Teži će izazov biti hoće li Hrvatske ceste i drugi upravitelji rezultate takvih modela ugraditi u sustav prema kojem odlučuju koja će cesta prva dobiti novu signalizaciju, kvalitetniju površinu, sigurniji zavoj ili drugu intervenciju.

Digitalni blizanac tada prestaje biti tehnološki eksperiment i postaje alat prometne politike. Umjesto čekanja da se nesreće ponavljaju na istom mjestu, podaci bi mogli omogućiti da se opasna kombinacija infrastrukture, brzine, prometnog opterećenja i ponašanja prepozna ranije. Upravo bi sposobnost djelovanja prije prve teške nesreće bila najvažnija potvrda da je digitalna kopija ceste doista učinila fizičku cestu sigurnijom.

...

Tekst: Vidmir Raič

Infografika, ilustracija: Petar Kolovrat