«Умная» инфраструктура для внегородских магистралей

Высокая аварийность, рост заторов и дорожно-транспортных происшествий (ДТП), большой расход энергии, дорогая эксплуатация дорожных объектов и другие транспортные проблемы характерны уже не только для густонаселенных мегаполисов, но также для небольших городов и внегородских магистралей. Чтобы удовлетворить растущие требования пользователей к скорости и качеству передвижения, в дорожной отрасли внедряются технологии, которые минимизируют роль человеческого фактора и усиливают «интеллектуальность» транспортных систем.

В настоящем выпуске информационного бюллетеня представлены технологические тренды, связанные с развитием «умной» инфраструктуры для внегородских передвижений. Описанные разработки позволят обеспечить безопасность на дорогах (снизить число ДТП), увеличить экономическую эффективность перевозок (оптимизировать систему дорожных сборов) и сделать поездки более удобными (за счет сокращения времени в пути, оповещения о дорожной ситуации в режиме реального времени).

Версия для печати:   

«Прощающая» дорожная инфраструктура

Ежегодно в мире в ДТП гибнет порядка 1,3 млн человек. Еще 40–50 млн человек получают травмы и увечья. Поскольку безопасность движения зависит не только от характеристик автомобиля и навыков водителя, сегодня во многих странах уделяется самое пристальное внимание строительству «умных» дорог, обладающих «прощающей» инфраструктурой, которая компенсирует неспособность человека избежать ошибок и его физическую уязвимость на дорогах.

«Умные» дороги позволяют экономить энергию и одновременно обеспечивают повышение безопасности для всех участников движения. Для решения первой задачи применяются системы подсветки, приводимые в действие по факту приближения автомобиля; люминесцентная краска, которая «заряжается» в дневное время суток и светится в темноте; вдоль магистрали размещаются солнечные батареи, запасающие энергию днем и расходующие ее в ночное время. Чтобы обеспечить долговечность и безопасность дорожного полотна используют инновационные материалы и инженерные решения (модификаторы дорожного покрытия, структурированная дорожная разметка из термопластика, покрытия противоскольжения и т.п.). Целый ряд технологий позволяет повысить информативность магистрали (например, индикаторы погодных условий и состояния проезжей части). Такие дороги можно будет снабжать специальными индукционными полосами, предназначенными для подзарядки аккумуляторов электромобилей во время движения.

 

---

Эффекты Сокращение энергопотребления при эксплуатации дорожной инфраструктуры в среднем на 35%, увеличение срока службы автодорог в 1,5–2 раза, сокращение среднегодовых расходов на содержание дорог на 15–30%. Увеличение устойчивости дорог к загрузке в пиковые часы на 50% благодаря тому, что водители получают информацию о транспортных потоках и условиях дорожного движения. Снижение аварийности и смертности в ДТП на 30%.. Уменьшение выбросов парниковых газов в атмосферу на 11%.

Оценки рынка $28 млрд может достичь мировой рынок «умных» магистралей к 2019 г. (при среднегодовом темпе роста в 17,4%). Китай до 2020 г. планирует инвестировать в «интеллектуальную» инфраструктуру 85 млрд долларов, Европа — 68 млрд долларов. В США объем финансирования «умных» дорог в период до 2030 г. составит 286 млрд долларов. Вероятный срок максимального проявления тренда: 2030–2045 гг.

Драйверы и барьеры  Возрастающие требования к качеству автомобильных дорог со стороны пользователей и государства.  Строительство международных транспортных коридоров.  Удорожание строительства дорог на 20–25% из-за ввода «умных» объектов инфраструктуры.  Сложность проектирования «интеллектуальных» дорог.  Необходимость совершенствования существующих и принятия ряда новых нормативно-правовых актов в сфере дорожного хозяйства, стимулирующих применение инновационных материалов и технологий.

Международные публикации

Международные патентные заявки

Уровень развития технологии в России «Заделы» — наличие базовых знаний, компетенций, инфраструктуры, которые могут быть использованы для форсированного развития соответствующих направлений исследований.

 

---

 

Оптимизация системы дорожных сборов (pay-as-you-go tax)

В большинстве развитых стран спрос на дорожную сеть со стороны пользователей сейчас значительно превышает предложение из-за высокой плотности автомобилей (350–400 машин на 1000 жителей и более). Равновесия между спросом и предложением можно достичь благодаря вводу целевых налогов — превращенной формы платы за проезд по автомобильным дорогам на основе принципа «пользователь платит» («pay-as-you-go tax»).

Внедрение современной системы автоматических дорожных сборов, опирающейся на технологии цифровой сотовой связи (GSM) и спутниковой системы глобального позиционирования (GPS), позволит распределить налоговую нагрузку между пользователями автомобильных дорог в более точных (следовательно, справедливых) пропорциях. Тарифы будут различаться в зависимости от характеристик автомобиля (назначение, мощность, осевая нагрузка, габариты, экологический ущерб), опыта водителя, категории и местоположения дороги и т.д. Перевод всей сети автомагистралей на платный режим не только обеспечит динамическое равновесие между спросом и предложением, но и позволит сформировать эффективный механизм ценообразования в этой сфере.

 

---

Эффекты Стабилизация налоговых поступлений в бюджет, создание финансовой базы для развития и содержания автомобильных дорог. Стимулирование потребителей к более рациональному выбору транспортных средств и поведению на дорогах. Сокращение пробега автомобилей и снижение загруженности дорожной сети на 15%. Предоставление водителям ряда дополнительных удобств: автоматизация платежей за проезд по платным дорогам, оповещение о возможных опасностях на дороге и т.д. Сокращение вредных выбросов и износа дорожного покрытия.

Оценки рынка 100% может составить окупаемость строительства и эксплуатации дорожной сети при правильном расчете покилометровых тарифов для всех транспортных средств. Например, в Германии ежегодные покилометровые сборы только с грузовых автомобилей покрывают 45% всех затрат, связанных с содержанием и развитием автомагистралей. Вероятный срок максимального проявления технологического тренда: 2025–2040 гг.

Драйверы и барьеры  Потребность в выходе на полную окупаемость затрат на строительство и эксплуатацию улично-дорожной сети, а также в решении проблемы транспортных заторов и высокой аварийности.  Создание механизмов для сбора и обработки фискальной информации по многомиллионному парку автомобилей.  Высокие затраты на администрирование системы «pay-as-you go tax».  Негативная реакция населения в связи с ограничением права человека на анонимность его личной жизни (privacy), в том числе права на тайну местонахождения, передвижения и т.п.

Международные публикации

Международные патентные заявки

Уровень развития технологии в России «Возможность альянсов» — наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на высоком уровне и способных «на равных» сотрудничать с мировыми лидерами.

 

---

 

Грузовики-беспилотники

В традиционных автомобильных системах роль водителя незыблема. Между тем большинство аварий возникает именно из-за человеческого фактора, он же — причина неэффективного использования автомобильного, в частности грузового, транспорта. Так, в США около 90% аварий с участием грузовиков происходят по вине водителей. Создание беспилотных грузовых автомобилей позволит исключить злоупотребление скоростью, усталость, вождение в нетрезвом состоянии и другие ошибки.

Совершенствование грузоперевозок возможно в двух направлениях. Первое — это минимизация участия человека в процессе управления автомобилем: переход от полного водительского контроля до внедрения антиблокировочной тормозной системы (ABS), круиз-контроля, системы удержания полосы и т.д. В перспективе пользователю нужно будет лишь указывать пространственную координату объекта-цели. Второе направление — это развитие технологий, которые позволяют автомобилям обмениваться друг с другом данными (Vechicle-to-Vechicle, V2V). Такая система помогает избегать опасных обгонов, включает электронный стоп-сигнал в случае опасности, информирует об обстановке в «слепых зонах» и др. Например, в грузовых транспортных колоннах станет возможным использование кооперативного адаптивного круиз-контроля. В дальнейшем это позволит сделать движение грузовиков полностью автономным.

---

Эффекты Существенное сокращение числа аварий (до 90%) и сохранение тысяч человеческих жизней. Повышение производительности автомобилей (беспилотники могут ехать на минимальном расстоянии друг от друга в более интенсивном транспортном потоке), что приведет к увеличению пропускной способности отдельно взятой дороги. Снижение расхода топлива и, как следствие, сокращение вредных выбросов в атмосферу. Заметные изменения на рынке страхования: уменьшение стоимости страховки за счет снижения вероятности ДТП.

Оценки рынка $168 млрд может составить ежегодная экономия от использования беспилотников в грузовом автомобильном транспорте. Максимальная доля этой суммы приходится на оплату труда (70 млрд долларов). Экономия на горюче-смазочных материалах составит порядка 35 млрд долларов, от повышения безопасности движения — 36 млрд долларов, от роста производительности труда — 27 млрд долларов. Вероятный срок максимального проявления технологического тренда: 2030–2040 гг.

Драйверы и барьеры  Обеспечение безопасности грузовых перевозок (за счет снижения роли человеческого фактора).  Колоссальная экономическая выгода, достигаемая за счет сокращения аварийности и экономии на заработной плате водителей, страховке, потреблении топлива и др.  Высокая стоимость оборудования, которое необходимо для оснащения грузовиков-беспилотников.  Юридические вопросы, связанные с определением ответственности за возможные последствия при авариях (на данный момент ее несет водитель).  Социальный аспект — снижение числа рабочих мест в отрасли (потеря работы водителями грузового транспорта).

Международные публикации

Международные патентные заявки

Уровень развития технологии в России «Заделы» — наличие базовых знаний, компетенций, инфраструктуры, которые могут быть использованы для форсированного развития соответствующих направлений исследований.

 

---

 
Мониторинг глобальных технологических трендов проводится Институтом статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (issek.hse.ru) в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

При подготовке трендлеттера использовались следующие источники: Прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года (prognoz2030.hse.ru), материалы научного журнала «Форсайт» (foresight-journal.hse.ru), Web of Science, Orbit, marketsandmarkets.com, government.ru, mon.gov.ru, spectrum.ieee.org, rg.ru, adb.org, who.int, kremlin.ru,  hse.ru, brookings.edu, eur-lex.europa.eu, cfts.org.ua, afp.com, market.elec.ru, dailyreckoning.com, transmax.com.au, wired.com, theverge.com, itsa.org, ey.com, gov.uk, ghd.com и др.

Более детальную информацию о результатах исследования можно получить в Институте статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ: issek@hse.ru, +7 (495) 621-82-74.

Над выпуском работали: Екатерина Решетова, Николай Залесский, Анна Соколова, Надежда Микова, Елена Гутарук, Карина Назаретян, Ким Воронин.

© Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2015