똑똑한 고속도로와 똑똑한 도로는 태양 에너지를 생산하는 도로, 자율적 인 자동차의 작동을 개선하고, 조명을 위해 그리고 도로 상태를 모니터링하기 위해 기술을 도로에 통합하는 여러 가지 제안의 용어입니다.
차량 인프라 통합
차량을 소대로 분류하는 것은 도로 용량을 증가시키는 방법입니다. 이를 위해 자동화 된 고속도로 시스템이 제안되었습니다.
소대는 전자식 및 기계식 커플 링을 사용하여 자동차 또는 트럭 간의 거리를 줄입니다. 이 기능은 많은 자동차 또는 트럭이 동시에 가속하거나 제동 할 수있게합니다. 이 시스템은 또한 인간의 반응에 필요한 반응 거리를 제거함으로써 차량들 사이의 더 가까운 전진을 허용합니다.
소대 성능은 새 차량을 구입해야하거나 개조 할 수있는 것일 수 있습니다. 운전자는 필요한 새로운 기술과 선두 주행시 추가 된 책임으로 인해 특수 운전 면허증을 필요로 할 것입니다.
인공 지능을 갖춘 똑똑한 자동차는 자동으로 소대에 가입하고 떠날 수 있습니다. 자동화 된 고속도로 시스템은 자동차가 8 ~ 25 개의 소대로 구성된 시스템 중 하나를 제안합니다.
차량 인프라 통합
Vehicle Infrastructure Integration (VII)은 도로 안전을 향상시키기 위해 도로 차량을 물리적 인 환경에 직접 연결하는 일련의 기술에 대한 연구 및 응용 프로그램 개발을 촉진하는 이니셔티브입니다. 이 기술은 운송 공학, 전기 공학, 자동차 공학 및 컴퓨터 과학을 비롯한 여러 분야에 기반합니다. VII는 유사한 기술이 다른 운송 수단을위한 제자리에 있거나 개발 중에 있지만 도로 운송을 구체적으로 다루고있다. 예를 들어, 비행기는 자동 안내를 위해 지상 기반 표지를 사용하여 사람이 개입하지 않아도 자동 조종 장치가 비행기를 조종 할 수있게합니다. 고속도로 공학에서 도로의 안전성을 개선하면 전반적인 효율성을 높일 수 있습니다. VII는 안전성과 효율성면에서 모두 개선을 목표로합니다.
차량 인프라 통합은 도로 안전을 향상시키기 위해 도로 차량을 물리적 인 환경에 직접 연결하는 일련의 기술을 연구하고 적용하는 엔지니어링 부서입니다.
구조 건강 모니터링
구조 건강 모니터링 (SHM)은 엔지니어링 구조에 대한 손상 감지 및 특성화 전략을 구현하는 프로세스를 말합니다. 여기서 손상은 시스템의 성능에 악영향을 미치는 경계 조건 및 시스템 연결성의 변경을 포함하여 구조 시스템의 재료 및 / 또는 기하학적 특성에 대한 변경으로 정의됩니다. SHM 프로세스는 센서 배열에서 주기적으로 샘플링 된 동적 응답 측정을 사용하여 시간 경과에 따른 시스템 관찰, 이러한 측정에서 손상에 민감한 피쳐 추출 및 이러한 기능의 통계 분석을 통해 시스템 상태의 현재 상태를 결정합니다. 장기 SHM의 경우,이 공정의 결과물은 운영 환경으로 인한 불가피한 노후화 및 열화에 비추어 의도 한 기능을 수행하는 구조물의 능력에 관한 주기적으로 업데이트 된 정보이다. 지진이나 폭발 하중과 같은 극한 상황 후에 SHM은 신속한 상태 검사에 사용되며 거의 실시간으로 구조물의 무결성에 관한 신뢰할 수있는 정보를 제공하기위한 것입니다. 인프라 검사는 장기간의 손상 축적과 극단적 인 사건 시나리오와 관련하여 공공 안전에 핵심적인 역할을합니다. 공학 및 과학 분야의 많은 분야를 변화시키는 데이터 기반 기술의 급속한 발전의 일환으로 기계 학습 및 컴퓨터 비전 기술은 검사 컨텍스트에서 명확한 응용 프로그램을 사용하는 이미지 데이터의 패턴을 신뢰할 수있게 진단하고 분류 할 수 있습니다.
지능형 교통 시스템
지능형 교통 시스템 (ITS)은 정보를 구현하지 않고도 다양한 교통 수단 및 교통 관리 모드와 관련된 혁신적인 서비스를 제공하고 사용자가보다 효과적으로 정보를 수집하고보다 안전하고 조정 가능하며 더 똑똑해질 수 있도록하는 고급 응용 프로그램입니다. ‘전송 네트워크의 사용.
ITS는 모든 운송 수단을 언급 할 수 있지만, 2010 년 7 월 7 일에 만들어진 유럽 연합 2010 / 40 / EU의 지침은 ITS를 정보 통신 기술이 인프라를 포함한 도로 운송 분야에 적용되는 시스템으로 정의했습니다 , 차량 및 사용자, 교통 관리 및 이동성 관리뿐만 아니라 다른 운송 모드와의 인터페이스에도 유용합니다. ITS는 도로 운송, 교통 관리, 이동성 등과 같은 여러 상황에서 운송 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
지능형 교통 시스템은 일반적으로 인프라, 차량 및 사용자, 교통 관리 및 이동성 관리를 포함한 도로 운송 분야의 정보 및 통신 기술 (도로 건설의 혁신보다는)의 사용과 다른 운송 수단과의 인터페이스.
광전지 포장
광전지 포장은 광전지로 태양 광을 모아 전기를 생산하는 포장 형태입니다. 주차장, 보도, 진입로, 도로 및 고속도로는 모두이 물질을 사용할 수있는 후보지입니다.
2013 년 George Washington 대학의 Solar Institute 학생들은 태양 광 포장 도로를 Onyx Solar가 설계 한 태양열 패널 워킹 경로를 설치했습니다.
SolaRoad는 북부 네덜란드의 Ooms Groep, Imtech 및 네덜란드 지방의 응용 과학 연구 (TNO)를 위해 네덜란드기구에서 개발중인 시스템입니다. 그들은 2014 년 11 월 네덜란드 Krommenie의 순환 경로 100m에 패널을 설치할 계획입니다. Oven Avenhorn Holding AV가 Avenhorn에 설치 한 “태양 도로”의 변형 개념은 태양 광선과 열을 흡수하기 위해 아스팔트와 활주로를 사용합니다 가정용 난방에 사용되는 물.
미국 아이다 호에있는 솔라로드 웨이 (Solar Roadways) 회사는 현재 도로, 주차장 및 진입로를 전기를 생산하는 태양 광 태양 도로 패널로 대체하기위한 프로토 타입 시스템을 개발 중입니다.
한국은 자전거 도로 위의 태양 전지판으로 덮힌 중앙값으로 고속도로를 건설했습니다.
세계 최초의 광전지는 2016 년 프랑스 오르누 (Tourouvre)에서 건설되었습니다. “와트 웨이 (Wattway)”라고 불리는이 건물은 Societe Nouvelle Aeracem (SNA)에 의해 지어졌으며 2016 년 10 월 25 일 Ségolène Royal 도로의 1km 구간이 2016 년 12 월 22 일에 개통되었습니다.이 도로는이 거리의 가로등에 충분한 전력을 공급할 것으로 예상됩니다.
제남 태양 고속도로는 2017 년 12 월에 중국에서 1.2 마일 뻗어 나갔다. 그것은 밑에 태양 전지판이있는 최상층에 투명한 콘크리트를 사용합니다. 그것은 도시에있는 두번째 태양 도로, 첫번째 다른 기술을 사용하여 2017 년 9 월에서 열었다.
태양 광 도로 패널
태양 도로의 주요 목적은 태양 광을 통해 에너지를 생성하는 태양 패널을 사용하여 아스팔트 도로를 대체하는 것입니다.이 에너지는 태양 광을 통해 지역 주택이나 집의 진입로 또는 기업 주차장에서 시스템에 연결된 사업장에서 사용할 수 있습니다. 이 패널은 전기 자동차가 태양 도로에 연결된 경우 전기 자동차 충전소의 수를 늘릴 예정이다. 각 패널은 약 12 ’x 12’의 인터 로킹 패널로 도로 조명으로 사용되는 자체 LED 표시등이 있으며 ‘속도 줄이기’또는 ‘교통 정보’와 같은 단어를 사용하여 흐름을 돕습니다. 트래픽의
태양 전지 패널을 구성하는 3 개의 층이 있습니다 :
1. 도로 표층 – 도로 층은 태양 광선을 끌어 당기는 광전지가있는 고강도 층으로 차량이 도로에서 미끄러지지 않도록 견인력이 있으며 아래 층을 보호하기 위해 방수 처리되어 있습니다.
2. 전자 레이어 – 전자 레이어에는 패널의 가열 요소를 제어하는 데 도움이되는 미니 마이크로 프로세서 보드가 포함되어있어이 기술로 인해 눈이 녹아 위험한 도로 상태가 더 이상 문제가되지 않습니다. 북부 지역. 이 층은 패널에 얼마나 많은 무게가 있는지 감지 할 수 있으며 눈을 녹이기 위해 가열 요소를 제어 할 수 있습니다.
3.베이스 플레이트 레이어 -베이스 플레이트 레이어는 태양으로부터 에너지를 수집하여 태양 도로에 연결된 가정이나 사업체에 전력을 분배하는 레이어입니다. 이것은 배터리를 다시 충전하기 위해 스트립 위로 차를 몰 때 자동차로 에너지를 전달하는데도 사용됩니다.
비판
Slate Magazine은 태양 도로가 비스듬히 배치 된 태양 전지보다 적은 전기를 생산할 것이고, 그늘이 적고 도로를 덮고있는 먼지와 태양을 차단하는 자동차가 패널을 만지기 때문에 빛이 덜 닿을 것이라고 말했다.
비평가들은 도로 및 주차 구역의 보호소를 건축하고 지붕에 전통적인 태양열 패널을 설치하는 것과 같이 태양 도로를 인프라와 결합하는 기존의 방법보다 태양 도로가 더 비싸고 생산성이 낮을 것이라고 지적했습니다. 엘론 머스크 (Elon Musk)는 도로 이외에 미국의 전력 요구 사항을 충족시키기에 충분한 공간이 있음을 입증했습니다. .
스마트 포장
미주리 주 교통부 (MoDOT)는 2016 년 늦게 역사적인 국도 66을 따라 미주리 주 콘웨이 (Conway) 외곽의 휴게소에서 “현명한 포장 도로”를 시험하기 시작했습니다. 파일럿 프로그램은 현재 방문자 센터에서 약 200 평방 미터의 인도 보도와 100,000 달러 (Landers), 주로 연방 고속도로 관리국 (Federal Highway Administration)의 보조를 받았다. 미주리 주 도로 투하로 (Road to Tomorrow) 이니셔티브의 일환으로 교통 인프라에 새로운 혁신을 창출합니다. 미주리주는 다른 도로 관련 기술을 구현하기 위해이 도로를 이용하기를 원합니다. 패널은 도로를 가열하고 눈과 얼음이 쌓이는 것을 방지합니다. 그들은 또한 도로 라인의 가시성을 증가시키는 LED 다이오드를 특징으로 할 것입니다. 또한 LED는 도료가 태양 광 발전을 방해하는 것을 막는 데 도움을 줄 것입니다. 패널은 아직 현실 세계에서 내구성, 에너지 효율 또는 비용 효율성을 결정할 충분한 시간이 없었으므로 MoDOT는 아직 실현 가능성 및 향후 적용에 대한 결론에 도달하지 못했습니다.
무선 차량 충전
KAIST (한국 과학 기술원)에서 개발중인 온라인 전기 자동차는 비접촉식 전자기 유도를 통해 적합하게 차량에 전원을 공급하는 도로에 전기 회로가 내장되어 있습니다. 전기 버스에 전력을 공급하는 파일럿 시스템이 개발 중입니다. 독일의 IAV는 유도 충전기를 개발하는 또 다른 회사입니다.
전기 기계 배터리
도로 구동 전기 자동차 시스템은 Howard Ross가 보유한 특허입니다. 그것에는 몇 가지 구성 요소가 있습니다. 첫 번째는 도로에서 충전을 허용하는 전기 기계 배터리에 맞는 모든 전기 자동차입니다. 도로는 두 번째 구성 요소이며 전략적으로 필요할 때 차를 충전 할 수있는 충전 코일을 배치했습니다. 이 자동차와 도로는 가스 나 태양열을 필요로하지 않습니다.
세계 어디에도 현재 구현 된 발명품이 없습니다.이 사실은이 특허를 현실화하기 위해 필요한 인프라 정비 비용으로 인한 것입니다.
도로 표시
Studio Roosegaarde와 네덜란드의 인프라 관리 그룹 Heijmans가 개발 한 스마트 고속도로 개념은 도로 표시를 위해 사진 발광 페인트를 사용했으며, 하루 동안 빛을 흡수하여 최대 10 시간 동안 빛을냅니다. 이 기술은 네덜란드의 브라 반트 고속도로에서 시연되었습니다.
프로스트 프로텍션과 녹는 눈, 얼음
전기 또는 온수를 사용하여 도로 및 포장 도로를 가열하는 설상 시스템이 여러 위치에 설치되었습니다.
Solar Roadways는 광전지를 수확하기위한 전력 연결을 패널에 이미 가지고 있기 때문에 태양 광 도로 패널을 갖춘 스노우 멜트 시스템을 제안했습니다. 회의론자는 비용을 지적합니다.
ICAX Limited는 런던의 “Interseasonal Heat Capture”기술로 열 은행에서 태양 에너지를 포착하여 도로 아래에서 다시 방출하고 가열하여 아스팔트에 얼음이없는 상태로 유지합니다.
은혜
미국의 한 연구에 따르면 1996 년에서 2011 년 사이에 12,000 명이 넘는 사람들이 겨울과 관련된 강수로 사망했다. 매년 겨울 관련 날씨로 인해 50 만 건이 넘는 사고가 발생합니다. 2014 년에 연방 정부, 주정부 및 지방 정부는 현재의 제설 기술로 인해 필요한 표면 처리를 포함하여 고속도로의 운영 및 유지에 730 억 달러를 지출했습니다. 2014 년 10 월에서 2015 년 4 월까지 23 개 주 DOT는 눈과 얼음 제거에 11 억 1 천 3 백만 달러를 지출했으며 지역 지출을 제외하고 8 백만 시간을 포함한다고보고했습니다. 예를 들어, 2003 ~ 2015 년 사이 뉴욕시는 눈과 얼음 제거 비용을 1 인치 당 180 만 달러로 추정했습니다. 매년 자동차 운전자는 234 억 달러의 부식 관련 수리비와 감가 상각비를 겨울 동안 도로 처리에 사용되는 화학 물질과 연계합니다. 2014 년 경제학자들은 겨울철의 눈과 얼음으로 인해 GDP가 470 억 달러, 일자리가 76,000 개나되는 것으로 추산했습니다.
겨울 날씨를 막기 위해 배치 된 눈과 얼음 용융 시스템으로 사망, 사고, 정부 및 보험 비용, 경제적 손실 및 개인 자동차 지출이 감소합니다.