Výzvy automobilové dopravy
Automobilová doprava je klíčovým prvkem moderní společnosti, zajišťujícím mobilitu osob i přepravu zboží. S rostoucí intenzitou provozu a důrazem na bezpečnost a efektivitu je nezbytné implementovat pokročilé monitorovací systémy. Dopravní politika České republiky pro období 2021–2027 s výhledem do roku 2050 klade důraz na zavádění inteligentních dopravních systémů (ITS) a moderních technologií pro sledování a řízení dopravy. Náš výzkum v FBGLab se zaměřuje na využití optovláknových Braggovských senzorů (FBG), které přinášejí moderní technologie pro zajištění detekce automobilů, měření rychlostí, monitorování hustoty dopravního provozu nebo dynamického vážení automobilů.
Klíčové otázky: Jak efektivně detekovat vozidla, přesně měřit jejich rychlost a hmotnost v reálném čase a současně monitorovat hustotu dopravního provozu pro zvýšení bezpečnosti a plynulosti dopravy?
Optovláknové řešení vyvinuté v FBGLab
Řetízek PDMS-FBG senzorů v povrchu vozovky
Řešení publikované v článku IEEE ACCESS s názvem PDMS-FBG-Based Fiber Optic System for Traffic Monitoring in Urban Areas.
Popis: Monitorovací senzorický systém jízdního pruhu je založen na 5tici PDMS-FBG senzorů integrovaných ve vyfrézované drážce v povrchu vozovky s následným zakrytím asfaltem. S využitím vhodného signálového zpracování je dosaženo 100% úspěšnosti detekce nejen jednotlivých vozidel ale i jednotlivých náprav.
Výhody: schopnost detekce i malých vozidel a motocyklů, monitorovat hustotu dopravního provozu, s dvojicí senzorických řetízků je možné určit směr jízdy, měřit rychlost nebo detekovat uvíznutí automobilu v určitém kritickém perimetru, např. na železničním přejezdu.
Mobilní FBG senzor instalovaný na povrch vozovky
Řešení publikované v článku IEEE ACCESS s názvem Portable Optical Fiber Bragg Grating Sensor for Monitoring Traffic Density.
Popis: Senzor je tvořen optovláknovou Braggovskou mřížkou zapouzdřenou v odolném polymeru a vyztuženou ocelovým prvkem zabraňující prohýbání senzoru. Senzor o délce 2,5 m dokáže spolehlivě detekovat nejen jednotlivé automobily a motocykly, ale také jednotlivé nápravy.
Výhody: možnost dočasného monitoringu, schopnost detekce i malých vozidel a motocyklů, monitorovat hustotu dopravního provozu, s dvojicí senzorických řetízků je možné určit směr jízdy, měřit rychlost, nebo detekovat uvíznutí automobilu v určitém kritickém perimetru, např. na železničním přejezdu.
Výzkumné cíle FBGLab v oblasti železniční dopravy
Budoucí výzkum
- Dlouhodobé testování senzorických systémů v reálném silničním provozu, včetně dálničních úseků.
- Optimalizace konstrukce FBG senzorů pro zvýšení jejich životnosti, odolnosti vůči mechanickému zatížení a extrémním povětrnostním podmínkám.
- Implementace dynamického vážení vozidel za jízdy s cílem identifikace přetížených vozidel.
- Analýza dopravních dat pomocí strojového učení, zaměřená na predikci dopravních zácp, optimalizaci toků a zvyšování bezpečnosti dopravy.