Key takeaways
- Purdue University arbetar med transportavdelningar i flera delstater för att införliva sensorer i deras motorvägar.
- Sensorerna är en del av det större initiativet för att uppgradera befintliga vägar, vilket gör dem smartare för att hantera utmaningar från ökad trafik och autonoma fordon.
- Tillsammans med andra innovationer som AI-styrda signaler kan smarta vägar spara mycket pengar och tid, hävdar forskare.
Flygande bilar är inte här, men talande vägar kan vara precis runt hörnet.
I det senaste Purdue University-nyhetsbrevet hävdade Dr. Luna Lu, professor och chef för universitetets Center for Intelligent Infrastructure (CII), att våra motorvägar och broar måste vara "smarta nog" för att förhindra sin egen skada.
"Våra vägar blir inte säkrare om vi fortsätter att laga gropar eller bygga infrastruktur som vi har byggt den", skrev Dr Lu. "Vi måste tänka på hur vi ska införliva en digital transformation [på våra vägar]."
One for the Road
Dr. Lu, professor vid Purdues Lyles School of Civil Engineering, arbetar med att förnya betongen som används för att bygga motorvägar.
I en intervju med Engineering Management Institute (EMI) påpekade Dr Lu att cirka 43 % av de allmänna vägarna i USA är i dåligt till medelmåttigt skick, vilket direkt eller indirekt får människor att förlora fyra miljarder timmar och tre miljarder liter bränsle varje år.
Hon sa att framöver skulle just de material som vägarna är gjorda av behöva ha förmågan att digit alt kommunicera med ingenjörerna med hjälp av teknik inbäddad under ytan.
För detta ändamål arbetar CII med att utveckla teknik som traditionell infrastruktur som vägar och broar kan använda för att interagera med byggpersonal och ingenjörer för att minimera skador och förhindra haverier.
Dr. Lu har utvecklat sensorer som mer exakt kan berätta för ingenjörer när nybelagd betong har härdat helt och är redo att ta sig an tung trafik, vilket minskar sannolikheten för att betongen utvecklar sprickor och behöver repareras. Dr Lu tror att färre reparationer under året kan spara miljontals dollar per år och innebära färre trafikavbrott på grund av konstruktion.
"De smarta vägarna kommer att garantera säkerhet, mobilitet, hållbarhet och säkerhet för vår dagliga pendling", sa Dr. Lu till Lifewire i en e-postdiskussion."[De hjälper till att uppnå detta] genom att minska antalet olyckor, öka trafikvolymen/flödet och utföra mindre frekventa reparationer."
Dr. Lu pratade om den andra relaterade utvecklingen vid CII i EMI-intervjun, och sa att en annan aspekt av intelligent infrastruktur är självläkande material som kan fixa små sprickor på egen hand och därigenom minska effekten av korrosion och andra hållbarhetsproblem som i huvudsak förlänger underhållsfrekvensen på vägarna.
Vi måste tänka på hur vi ska införliva en digital transformation [på våra vägar].
Jetsonian Travel
Dr. Lu berättade för oss att en annan aspekt av framtidens vägar är att de bättre kommer att koppla samman autonoma fordon och människodrivna fordon med den underliggande infrastrukturen.
Teknik, när det gäller mobilitet, har utvecklats i en imponerande takt de senaste åren. Dr Lu tror att vår infrastruktur inte byggdes för att stödja ny teknik, såsom självkörande bilar, som utgör ytterligare en utmaning för den befintliga infrastrukturen, men också en möjlighet att ytterligare utöka fördelarna med intelligenta vägar.
"[Intelligens i infrastruktur] kommer att uppnås genom avancerad teknik i de smarta vägarna/broarna, såsom inbyggda Internet of Things (IoT)-sensorer, AI-styrda trafikstyrningsalgoritmer och adaptiva trafiksignaler och koldioxidfri material”, sa Dr Lu.
Detta resonerar med Intel som i sin whitepaper om smart vägteknik påpekade att trafiksnurr kostar en genomsnittlig amerikan nästan hundra timmar under sin livstid, och cirka 1 377 dollar varje år. "Smart vägteknik kan spåra fordon och justera trafikljus när det är färre eller inga bilar som närmar sig, vilket hjälper till att förhindra trafik från stötfångare till stötfångare. Detta kan hjälpa förare och passagerare att spara 9,4 timmar varje år", skrev Intel.
För det ändamålet arbetar forskare vid Fraunhofer-institutet i Tyskland med projektet "KI4LSA", som använder artificiell intelligens (AI) för att möjliggöra smart, förutsägande ljusväxling.
Dessutom installeras Cubics GRIDSMART-detektering och dess adaptiva trafiksignalstyrningsteknik, SynchroGreen, redan över hela USA, för att hjälpa fordonen genom korsningar mer effektivt.
Från och med maj 2022 har Dr. Lus team samarbetat med Indiana Department of Transportation för att distribuera smarta vägar med sensorer. "Men 8 andra stater kommer att genomföra pilotimplementeringen av tekniken i år, inklusive CA, TX, ND, MO, CO, TN, UT och IA", bekräftade Dr. Lu för oss.
Genom att förbättra trafikflödet och minska trängseln kommer smarta vägar att bidra till att förbättra energieffektiviteten och minska utsläppen av växthusgaser, vilket också gör dem mer fördelaktiga för miljön.
"Vi behöver inte helt bygga om befintlig infrastruktur för att göra den smartare. Att implementera sensorer är lågt hängande frukt", sa Dr. Lu.
