Die Straße entlang

Eine lange Route 90 in der Nähe von San Antonio, Bremslichter beginnen zu blinken. 25 Kilometer entfernt trinkt Sam Mendoza Kaffee im Verkehrsmanagementzentrum TransGuide der Region, wo 16 an der Wand montierte Fernsehmonitore Szenen von einigen der 109 Videokameras zeigen, die auf 100 Kilometer Autobahnen in der Umgebung blicken. Plötzlich signalisiert ein Piepton, dass sich der Verkehr auf der Route 90 auf unter 40 Stundenkilometer verlangsamt hat, wie von einigen der rund 1.700 Magnetschleifendetektoren in den Straßen der Region wahrgenommen wird.Mendoza ergreift eine Computermaus und zoomt eine auf einer Autobahn montierte Kamera in Richtung der Problemstelle; Bald zeigt sein Monitor zwei bärtige Männer auf dem Pannenstreifen, die versuchen, den platten Reifen eines Pickups zu reparieren. Er tippt schnell einen Tastaturbefehl ein, wodurch ein Pfeil auf einem elektronischen Schild über der rechten Hand hängt
Spur von Grün auf Gelb zu blinken. Das Licht warnt die Fahrer vor den Flatfixern und hilft ihnen hoffentlich, einen Unfall zu vermeiden oder vielleicht eine andere Route zu finden.

Auf den ersten Blick sieht das System, das Mendoza zur Verfügung steht, aus wie eine clevere Möglichkeit, den Verkehr zu bekämpfen. Das dachte sich die Bundesregierung vor einem Jahrzehnt, als sie anfing, intelligente Autobahnen zu finanzieren, ein bissiger Begriff für ein mühsames Programm zur Installation von Sensoren, Videokameras und programmierbaren Schildern entlang der Autobahnen des Landes. Heute bieten die in San Antonio und 49 anderen städtischen Gebieten installierten Systeme tatsächlich eine schnellere Reaktion auf Unfälle. Aber die Kosten steigen, wobei der Gesamtbetrag der Steuerzahler bisher 8,5 Milliarden US-Dollar überstieg. Und trotz dieser Investition können Controller keinen Verkehr jenseits der Sensoren erkennen. Schlimmer noch, sie haben nur begrenzte Möglichkeiten, Fahrer zu warnen; Normalerweise geschieht dies entweder über Schilder oder durch Benachrichtigung der Nachrichtenmedien. Und wie jeder
Der Fahrer weiß, selbst eine 10-minütige Verzögerung bis zur Nachrichtensendung im Radio bedeutet oft, dass es zu spät ist, um dem Knurren zu entgehen.

Ein intelligenteres Stromnetz

Diese Geschichte war Teil unserer Juli-Ausgabe 2001



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Kurz gesagt, es ist an der Zeit, bei Uncle Sams Herangehensweise an das Verkehrsmanagement auf die Bremse zu treten. Anstelle einer massiven und kostspieligen neuen physischen Infrastruktur, deren Einführung einige Jahrzehnte dauert, führt der Weg zu wirklich intelligenten Autobahnen zu den Autos selbst – oder genauer gesagt zu den drahtlosen Geräten in ihnen. Millionen von Fahrzeugen sind heute mit Mobiltelefonen, elektronischen Maut-Tags, Bordcomputern, Zwei-Wege-Pagern und Global Positioning System-Empfängern beladen; alle versprechen, in einer neuen Ära des drahtlosen Verkehrsmanagements eine Rolle zu spielen. Denn während Millionen von Autofahrern auf ihren Mobiltelefonen plauderten, können die Funksignale dieser Geräte als praktische Verkehrs- und Geschwindigkeitssensoren dienen. Inzwischen beginnen Geräte, die vom einfachen Pager bis hin zu luxuriösen Navigationssystemen reichen, den Fahrern Möglichkeiten zu bieten, Echtzeit-Verkehrsinformationen zu erhalten.
auf ihre Routen zugeschnitten. Noch besser: Profitorientierte Mobilfunkunternehmen scheinen bereit zu sein, einen Teil der Rechnung zu übernehmen.

Auf dieser neuen drahtlosen Autobahn lauern jede Menge Kurven und Hindernisse. Die Technologie muss verfeinert werden, Geschäftsmodelle bleiben unbewiesen und Fahrer möchten die Gewissheit, dass ihre Privatsphäre nicht durch neue Abhörstationen auf Autobahnen verletzt wird. Aber das Versprechen ist schwer zu leugnen. Im ganzen Land, vom überfüllten Washington Beltway bis zur San Francisco Bay, deuten beginnende Tests der drahtlosen Verkehrserfassung bereits darauf hin, dass diese
neue Technologien können das ursprüngliche Bundesprogramm erweitern – und sogar in den Schatten stellen – und dies in wenigen Jahren, nicht in Jahrzehnten. Mit der drahtlosen Technologie müssen wir nicht warten, bis die Regierung Schleifendetektoren installiert, sagt Kenneth Orski, Präsident von Urban Mobility, einem Verkehrsberatungsunternehmen mit Sitz in Washington, DC. Privatunternehmen können Mobilfunknetze schneller und kostengünstiger einrichten und die intelligenten Autobahnfunktionen auf praktisch jede Autobahn im Land ausdehnen.

Emissionen und Entnervung

Neue Ideen für den Kampf gegen den Verkehr können nicht schnell genug kommen. Die Federal Highway Administration schätzt, dass US-Fahrer jedes Jahr 4,3 Milliarden qualvolle Stunden auf verstopften Straßen verbringen. Laut einer im Mai veröffentlichten Studie des Texas Transportation Institute verbringt der durchschnittliche Amerikaner heute 36 Stunden pro Jahr im Stau, gegenüber 11 Stunden im Jahr 1982. Die U.S. Environmental Protection Agency sagt, dass die Auspuffemissionen neben anderen Schadstoffen für etwa 58 Prozent der US-Emissionen von Kohlenmonoxid, 30 Prozent von Stickoxiden und 27 Prozent von flüchtigen organischen Verbindungen verantwortlich sind. Diese düsteren Realitäten veranlassten den Kongress
begann 1991 mit der Finanzierung eingebetteter Sensorsysteme. Aber während das daraus resultierende Intelligent Vehicle Highway Systems Program die Technologie gegen den Verkehr entfesselte, wurde sie in den 1980er Jahren entwickelt. Heute enthalten nur etwa 10 Prozent der US-Autobahnen diese Sensoren, eine Zahl, die bis 2020 voraussichtlich nicht mehr als 20 Prozent betragen wird. Obwohl die Vorteile dieser Systeme von Stadt zu Stadt unterschiedlich sind, haben Studien im Allgemeinen gezeigt, dass sie hauptsächlich durch die Beschleunigung der Notfallreaktion helfen, mit kein harter Beweis dafür, dass Sensoren verbesserte Reisezeiten haben.

All dies lässt die Überholspur frei für einen völlig neuen Ansatz im Verkehrsmanagement, bei dem Funkwellen Magnetschleifen als Schlüsseltechnologie ersetzen. Der klare Anführer des Wireless-Pakets, sagen Experten, ist das Mobiltelefon. Schließlich war es das Mobiltelefon, das die Straßensensoren zuerst übertraf: Die Fahrer riefen einfach die Notrufnummer 911 an, um Unfälle zu melden, die sie beobachtet hatten. Heutzutage scheint aus jedem amerikanischen Hügel, Kirchturm und Hochhaus ein Mobilfunksender und eine Antenne entstanden zu sein. Die Amerikaner besitzen laut Cellular Telecommunications . etwa 111 Millionen Mobiltelefone – fast eines auf zwei Menschen – mit 46.000 neuen Abonnenten pro Tag & Internet Association, eine Handelsgruppe in Washington, DC.

Die Umwandlung dieser drahtlosen Kommunikationsinfrastruktur in ein Traffic-Sensing-Tool ist der nächste Schritt. Funkwellen, die das Mobiltelefon eines Fahrers während eines normalen Gesprächs aussendet, können verwendet werden, um nicht nur den Standort eines Autos, sondern auch seine Geschwindigkeit und Richtung zu bestimmen. Die erste Anwendung ist für den Notfall vorgesehen: Die Bundesregierung fordert, dass Mobilfunkunternehmen bis Oktober 2001 bei Notrufen den genauen Standort des Mobiltelefons angeben können. Letztlich
Diese neuen Ortungstechnologien könnten auch die heutige intelligente Autobahninfrastruktur erheblich erweitern und verbessern.

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Der führende Ansatz zur Analyse von Mobiltelefonsignalen zur Erkennung von Verkehrsmustern nutzt die Tatsache, dass diese Signale unterschiedliche Fingerabdrücke aufweisen, die sich mit der Standortänderung des Telefons ändern. Das liegt daran, dass das Signal eines Mobiltelefons von Gebäuden, Hügeln und anderen Hindernissen abprallt, bevor es auf einen Mobilfunkmast trifft
ein einzigartiges Signalmuster für jeden Punkt entlang einer Fahrbahn. Sobald diese Fingerabdrücke kartiert und in einer Datenbank gespeichert sind, ist es möglich, Software zu erstellen, die
analysiert das Signal eines vorbeifahrenden Handys, indem es mehrmals pro Minute abgetastet wird, um den genauen Standort, die Richtung und die Geschwindigkeit eines Autos zu bestimmen.

Drahtlose Umgehungsstraße

Die Entwicklung einer solchen Karte ist genau die Aufgabe eines weißen Ford E-150-Vans, der regelmäßig über eine 30 Kilometer lange Strecke des Washington, DC, Beltway fährt, einem der Epizentren des Landes für Verkehr und Gespräch (60 Prozent der Einwohner der Region besitzen eine Zelle Telefone). Der Van gehört U.S.Wireless mit Sitz in San Ramon, Kalifornien, einem führenden Unternehmen im aufstrebenden Geschäft der Generierung von Verkehrsinformationen. Während der Van eine überlastete Strecke der I-495 von Springfield, VA, zur Andrews Air Force Base, MD, hinunterfährt, telefoniert ein Passagier mit einem Handy. Jede Nuance der Signalfingerabdrücke aus diesem Gespräch wird von einem Netzwerk aus Antennen und Computern erfasst, das das Unternehmen auf Büro- und Industriedächern entlang der Autobahn installiert hat.

Dank eines GPS-Empfängersystems im Van wird dann jeder Fingerabdruck mit einer genauen Stelle auf der Route abgeglichen. Später, wenn Autos mit telefonierenden Insassen vorbeifahren, nimmt der U.S.Wireless-Computer den Fingerabdruck auf, findet eine Übereinstimmung aus seiner Datenbank und spuckt einen Ort aus. Durch die Messung, wie der Fingerabdruck
sich im Laufe der Zeit ändert, kann der Algorithmus des Systems auch Richtung und Geschwindigkeit berechnen. Wo immer wir das Netzwerk einrichten, können wir die Fahrzeugdichte, Geschwindigkeit und Beschleunigung überwachen und diese Informationen jedem zur Verfügung stellen, der bereit ist, uns zu bezahlen, sagt Howard Blank, Vizepräsident für Technologie bei U.S. Wireless.

Um dieses große Experiment in der Kartographie von Mobiltelefonsignalen zu unterstützen, stellen die Verkehrsbehörden von Maryland und Virginia zusammen 400.000 US-Dollar auf. Die ersten Ergebnisse sind ermutigend, sagt David Lovell, Assistenzprofessor für Verkehrstechnik an der University of Maryland, der den Test für den Bundesstaat Maryland auswertet. Die Technologie verfolgt die Trajektorie des Fahrzeugs kontinuierlich, wodurch man ein besseres Gefühl für das Staumuster auf der Autobahn bekommen kann, als es Magnetschleifensensoren liefern, sagt er. Der Test wird fortgesetzt, aber ein Bericht über die Ergebnisse ist erst im Dezember fällig. Lovell sagt jedoch, dass bisher alles gut zu funktionieren scheint.

Dennoch sind nicht alle von den Tests überzeugt. Das ist wirklich ein bizarrer Weg, sagt Paul Najarian, Direktor für Telekommunikation bei der Intelligent Transportation Society of America, einer Forschungsorganisation mit Sitz in Washington, DC. Jedes Mal, wenn ein Gebäude auf- oder abgebaut wird, müssen sie es neu kalibrieren. Und die lokale Topographie ändert sich je nach Jahreszeit. Sie müssen ihren Transporter im Grunde immer wieder durch die Abdeckungsgebiete fahren, um alles auf dem neuesten Stand zu halten.

US-Wirtschaftsbeamte widersprechen, dass die Kosten für die Neukalibrierung im Vergleich zur Installation und Wartung von Schleifendetektoren trivial sind. Aber während das Unternehmen daran arbeitet, seine Technologie zu perfektionieren, entwickelt der Hauptkonkurrent TruePosition of King of Preußen, PA, einen alternativen Ansatz, der nie neu kalibriert werden muss. Das Schema von TruePosition basiert auf der Triangulation, die den Standort von Mobiltelefonen aus den Zeiten bestimmt, die Signale benötigen, um drei oder mehr Stationen zu erreichen. Durch die Analyse des Winkels, in dem ein Signal ankommt, kann das Unternehmen dieses Kunststück mit nur zwei Türmen erreichen, sagt Matthew Ward, Manager für strategische Produktentwicklung bei TruePosition. Die Geschwindigkeit wird aus Standortänderungen im Laufe der Zeit berechnet, wie bei der US-Wireless-Technologie. TruePosition konzentriert sich derzeit auf die Bereitstellung von Technologie für die Suche nach 911-Telefonen. Ward sagt jedoch, dass das Unternehmen plant, seine Technologie für Verkehrsanwendungen zu testen.

Neben Mobiltelefonen gibt es in einigen Gebieten bereits eine weitere drahtlose Technologie, die die Verkehrsmeldungen verstärkt: die immer häufiger gebührenpflichtigen, an der Windschutzscheibe angebrachten Funketiketten. Normalerweise erkennt ein spezieller Mautstellen-Tag-Leser das vorbeifahrende Gerät, erfasst die mit dem Konto des Besitzers verbundene Codenummer und zieht die Maut ab – fertig. Aber die E-ZPass-Tags, die von mehr als vier Millionen Autofahrern im Raum New York verwendet werden, dienen jetzt als Geschwindigkeits- und Verkehrsdetektoren.

Um die Tags für diesen neuen Zweck zu nutzen, montiert die Transcom-Koalition der regionalen Verkehrsunternehmen in regelmäßigen Abständen (von 0,4 bis 2,4 Kilometern) Lesegeräte entlang einer Autobahn. Durch die Analyse der Zeit, die ein gekennzeichnetes Auto zwischen den Lesegeräten benötigt, kann eine spezielle Software die Verkehrsgeschwindigkeit entlang wichtiger Verkehrsadern berechnen und die Ergebnisse in einem regionalen Verkehrsmanagementzentrum in Jersey City, NJ, anzeigen. Genau wie Sam Mendoza in San Antonio machen Betreiber jedes Knurren auf elektronischen Straßenschildern oder durch die Benachrichtigung der Nachrichtenmedien publik. Bis Ende dieses Jahres werden mehr als 300 Kilometer Autobahn, die sich von Hartford, CT, nach Trenton, NJ, erstrecken, voller Tag-Lesegeräte für die Geschwindigkeitserkennung sein, wobei Massachusetts und Pennsylvania die Idee im Auge haben.

Letztlich könnte es möglich sein, dieses wachsende Arsenal an Sensoren durch ein drittes drahtloses Gerät zu ergänzen oder sogar zu ersetzen: den GPS-Empfänger, der in immer mehr Autos vor allem als Navigationshilfe auftaucht ( sehen Der Pendlercomputer , TR Juni 2000 ). GPS könnte theoretisch eine Möglichkeit bieten, den Standort eines Fahrzeugs kontinuierlich zu verfolgen. Aber obwohl Verkehrsplaner gerne all diese rollenden Positionszahlen sammeln und die Zahlen für Geschwindigkeits- und Verkehrsdaten zusammenpressen würden, wird es zumindest vorerst schwer sein. Das liegt daran, dass GPS-Empfänger genau das sind – Empfänger, die die Position aus eingehenden Satellitensignalen bestimmen – und keine Positionsdaten senden, es sei denn, ein Fahrer initiiert eine Verbindung, z. B. wenn er die Polizei um Hilfe ruft oder nach dem Weg sucht. Solche Anrufe sind im Vergleich zu Handy-Geschwätz relativ selten; Außerdem würde das Lesen der Position eines Autos das Abhören des Inhalts eines Anrufs erfordern, anstatt nur ein Signal zu erfassen.

Trafficking im Verkehr

Bevor sich diese neuen Verkehrsmanagement-Technologien jedoch wirklich durchsetzen können, müssen noch einige kritische Fragen beantwortet werden. Einer der grundlegendsten ist, wer zahlt. Die Technologie sei verfügbar, sagt Najarian von der Intelligent Transportation Society. Was jedoch fehlt, ist ein Einnahmefluss, der all diese Elemente zusammenhält.

U.S.Wireless hofft zum einen, seine Daten an staatliche Stellen zu verkaufen, damit diese Updates über die Standardnachrichtenberichte und Warnzeichen sowie alle zukünftigen Wege, die sich entwickeln, senden können. Es ist auch eine gute Wette, dass viele Autofahrer zumindest eine bescheidene Gebühr zahlen werden, um einige der 4,3 Milliarden Stunden zu sparen, die sie im Stau verbracht haben. Cue, ein Pager-Unternehmen in Irving, Kalifornien, verlangt bereits 10 bis 15 US-Dollar pro Monat für personalisierte Verkehrsinformationen in mehr als 60 US-Märkten. Cue sammelt seine Daten aus allen verfügbaren Quellen, einschließlich Schleifendetektoren, Hubschraubernachrichten und schließlich Handy-Signalen. Nachdem ein Kunde eine Route in einen Zwei-Wege-Pager programmiert hat, sendet das Unternehmen personalisierte Warnungen. Diese können als Text auf dem Pager gelesen oder über einen Sprachsynthesizer angehört werden.

Um Menschen davon zu überzeugen, für solche Dienste zu bezahlen, müssen sie sehr präzise Informationen in einer Form erhalten, die sie nutzen können, bemerkt Gerald Conover, Technologiemanager bei Ford Motor und Vorsitzender des International Affairs Council der Intelligent Transportation Society of America. Sag, ich bin in Manhattan, sagt er. Was ich will, ist die Echtzeit-Verkehrsumgebung auf der Straße, auf der ich fahre, sowie den Straßen über und unter mir. Ich möchte die Sensordaten auf einer Karte haben, damit ich sofort Entscheidungen treffen kann.

An dieser Front könnte GPS wirklich seine Stärken ausspielen. GPS sendet zwar keine Verkehrsdaten, kann aber eine wichtige Rolle dabei spielen, den Fahrern zu helfen, diese zu empfangen. Über eine drahtlose Verbindung kann ein Fahrer Echtzeit-Verkehrsdaten herunterladen, die ein Bordcomputer basierend auf der GPS-abgeleiteten Position des Fahrzeugs filtern könnte. Bei schlechten Nachrichten könnte eine Navigationssoftware alternative Routen anbieten. Diese Informationen können per Abonnement bezahlt oder kostenlos mit Werbung geliefert werden (in vielen Fällen ortsbezogen: McDonald’s an der nächsten Ausfahrt!).

Doch auch wenn die richtigen Geschäftsmodelle und Kommunikationswege gefunden werden, bleibt ein weiteres Anliegen: die Gewährleistung der Privatsphäre. Autofahrer befürchten, dass ihre Mautmarken, Mobiltelefone und andere Geräte verwendet werden könnten, um ihre Bewegungen für Marktforschung, Überwachung oder Strafzettel zu verfolgen, sagt James X. Dempsey.
stellvertretender Direktor des Center for Democracy & Technology, einer in Washington, DC ansässigen Datenschutzorganisation. Die eigentliche Sorge besteht darin, dass die Informationen zusammengestellt und verwendet werden könnten, um Menschen zu kategorisieren, zu charakterisieren und zu beurteilen, sagt Dempsey.

Die Befürchtungen der E-ZPass-Besitzer in dieser Hinsicht wurden gemildert, als Transcom zustimmte, Identifizierungsinformationen vor dem Start des Programms im Jahr 1995 zu verschlüsseln. Aber die Lösung für das Handy-Datenschutzproblem ist etwas weniger klar. Die Handy-Tracker U.S. Wireless und TruePosition bestehen darauf, dass sie die Anruferidentität nicht in ihren Netzwerken aufzeichnen. Uns ist es egal, wer die Anrufer sind, sagt Howard Blank von U.S. Wireless. Wir verwenden Dummy-Identifikatoren wie Anrufer Nummer eins und Anrufer Nummer zwei.“ Aber Firmenversprechen sind nicht gesetzlich abgesichert. Während Telekommunikationsunternehmen daran gehindert sind, die Identität einer Person ohne Zustimmung preiszugeben, stellt Dempsey fest, dass Emporkömmlinge wie USWireless technisch gesehen keine Telekommunikation sind Fluggesellschaften und unterliegen daher nicht solchen Beschränkungen. Die Cellular Communications Industry Association, eine Handelsorganisation mit Sitz in Washington, DC, hat kürzlich vorgeschlagen, dass die FCC Datenschutzrichtlinien entwickelt, die eine Bestimmung enthalten, um Kunden darüber zu informieren, wie ihre Mobilfunksignale verwendet werden könnten.

Eine andere Ansicht ist, dass die Leute gerne einen Teil ihrer Privatsphäre aufgeben, um einen Stau zu überwinden. Autobahnadministratoren in San Francisco, einer der ersten Städte, die sich eingehend mit der Erfassung des Mobiltelefonverkehrs befasst haben, werden diese Ansicht jetzt auf die Probe stellen. Die Metropolitan Transportation Commission der Region ist bereit, einen Sechsjahresvertrag über 5,2 Millionen US-Dollar zu unterzeichnen, um zu untersuchen, ob der US-Wireless-Ansatz die Intelligenz der auf Magnetschleifen basierenden intelligenten Autobahnen der Stadt steigern kann.

Wir würden das System gerne nutzen, um Autobahn-Geschwindigkeitsprofile zu entwickeln, die Autofahrer verwenden könnten, sagt Michael Berman, Projektmanager bei der Bay Area Commission. Zunächst berufen sie jedoch Fokusgruppen ein und führen Umfragen zur Datenschutzfrage durch.

Wird die Öffentlichkeit das akzeptieren? Das ist eine offene Frage. Aber ist die Technologie angekommen, um das Verkehrsmanagement in das drahtlose Zeitalter zu führen? Dieser Anruf wurde bereits getätigt.

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