Smarta vägar

Framtidens vägar är smarta

13.08.2019, Mats Gretland, Projektforskare Infra-Botnia

 

Även om utvecklingen av vägnät och körbana har gått framåt, baseras konstruktionen fortfarande i hög grad på traditionella metoder och tänkande. I takt med att bilarna har utvecklats med olika finesser, samt att också elbilar har blivit vanligare, har nu många börjat se andra potential även i vägnätet.  Tankar om miljö och hållbar utveckling är en stor genomgående faktor i forskningen. Prototyper och testbanor för s.k. smarta vägar av olika modeller finns redan.

 

Informationsgivande vägar

Det de flesta inom utvecklingen av smarta vägar har enats om, är att vägarna ska hämta in och ge ut information, både till bilisterna och till bl.a. nödinstanser. Sensorer i vägarnas olika lager ska ge ut information om väglaget, trafikförhållandena, trafikfaror samt automatiskt larma nödinstanser vid olyckor. Vägarna ska kunna läsa av fordonets vikt, fart och riktning. Informationen ges tillbaka till bilisten via trådlösa nätverk. Vägen skall helt enkelt kunna kommunicera med bilen. Att förbereda vägarna på detta sätt spås vara till stor nytta för framtidens självstyrande fordon.

Tankar finns också på att delar av trafikmärkningen ska integreras i vägarna med hjälp av sensorer och LED- lampor som tänds vid olika situationer. Om t.ex. en buss stannar för att släppa av passagerare, läser vägen via sensorer av att fordonet står stilla, och en röd ruta tänds runt bussen som signal för övrig trafik om att fordonet står stilla.

 

Elektriska möjligheter

I bland annat Norge, där elbilarna blivit mycket allmänna, har ett stort behov för laddningsstationer uppstått och då speciellt snabbladdningsstationer. Det är fortfarande en utmaning att åka på längre resor med elbilen då laddningarna är både tidskrävande och begränsade. Resorna måste planeras i detalj med inplanerade stopp för laddning av bilen kring var 300:de kilometer.

Forskare arbetar idag mycket med att ta fram teknik för att kunna ladda bilen på vägen medan man kör. Tekniken skulle ge elektriska fordon obegränsad räckvidd så länge som man hålls på så kallade elvägar. Om vägnätet är tillräckligt utbrett skulle inte elbilarna behöva en lika stor batteribank.

Speciellt lastbilstrafiken som står för stora koldioxidutsläpp anses vara ett bidragande skäl till utvecklingen av elvägstekniken. I Sverige står tungtrafiken för ungefär 25 % av vägtransportsystemets energianvändning medan utsläppen uppvisar liknande siffror. Om den tunga trafikens beroende av fossila bränslen kunna reduceras eller ersättas med el, skulle det vara en god hjälp på vägen mot att nå klimatmålen.

Det finns idag tre huvudtekniker vad gäller överföring av el från infrastruktur till elektriska fordon. Konduktiv överföring via luftledning är per idag den mest välutvecklade metoden. Luftledningar passar dock inte för personbilar då avståndet mellan bilens tak och ledningarna blir för stort. Metoden är testad med lastbilar i flera projekt och i olika länder.

En annan teknik som prövas för tillfället i Sverige är att ladda fordonen via en skena i vägbanan. Ett pilotprojekt med en vägsträcka på två kilometer finns redan. Fordonet som ska laddas måste utrustas med en arm som automatiskt söker sig till, och kopplar bilen till skenan på vägen. Därefter laddas fordonet så länge det hålls i körfältet för laddning. För att skydda djur och övrig omgivning finns elektriciteten en bit ned i skenan under marken. Skenan är endast strömförande när ett fordon är påkopplat, och tekniken anses ha mindre påverkan på den övriga miljön än luftledningarna.

Den sista tekniken är induktiv, det vill säga att strömmen överförs trådlöst via elektromagnetiska fält från vägkroppen till fordonet. Tekniken testas med olika projekt i Israel av företaget ElectRoad med stöd från den israelska staten. Om de småskaliga pilotprojektena anses som lyckade, finns planer på en 18 km lång sträcka mellan flygfältetet i Ramons och staden Eliat.

Sverige och Trafikverket har som målsättning att testa flera olika modeller och att elvägar skall bli en del av det svenska transportsystemet. Även i Norge är betydande summor reserverade till utvecklingen av smarta vägar och allt det praktiska runt utvecklingen, t.ex. nya bestämmelser.


Hållbara vägar med mindre underhåll

Det experimenteras även med många andra idéer för framtidens vägar. Flera olika utvecklare har kommit på att integrera solcellspaneler på vägarna, och även här finns prototyper av olika modeller. Väglaget ska enligt tillverkarna inte vara något problem då solcellspanelen täcks av en tjock glasbeläggning med mönster som skall säkra bildäckens grepp. Det amerikanska företaget Solar Roadways har gjord ett testförsök med ett solcellsystem på en parkeringsplats. Det finns också andra försök med gång- och cykelvägar. I Frankrike i Tourouvre-au-Peche blev världens första solcellsväg byggd år 2016. Dock har detta försök senare konstaterats vara misslyckat då vägen idag, tre år senare, redan är så trasig att det inte är lönt att reparera den. Redan från början visade det sig även att vägen genererade mycket mindre elektricitet än vad som var planerat, och idag då ytan är smutsig, full av repor och dels söndrig producerar vägen endast kring 1/4 av vad den var tänkt att göra.

Påståenden säger att om huvudvägnätet i USA skulle förses med solcellspaneler skulle det kunde totalförsörja hela landet med ström. Skeptiker säger å andra sidan att kostnaderna skulle vara enorma och att det skulle vara långt mera energieffektivt att sätta solcellspanel på taken.

Prototypen av dessa vägmodeller byggs upp av fabriksproducerade element. De är sammankopplade med stadiga låsningssystem, finns med färdig dränering mellan elementen samt värmeslingor för is- och snösmältning. I elementens nedre skikt finns också utrymme för rördragningar och elledningar.

Tillverkare av systemen utlovar en vägtillverkning som är upp till tre gånger snabbare än de traditionella asfaltvägarna samt att vägarna skall vara betydligt mera hållbara. En fråga är dock hur bra dessa element skulle fungera i kuperade landskap som här i Norden.

Tekniken som krävs för att skapa olika modeller av smarta vägnät har alltså kommit långt redan. Utmaningar ligger bland annat i att skapa regelverk för hanteringen av all information, t.ex. gällande personskydd. Det krävs också enorma investeringar för att bygga tillräckligt långa vägnät för att göra systemen funktionella i praktiken. När dessa enorma investeringarna ska göras, är det oerhört viktigt att man satsar på den rätta tekniken och implementerar allt som i framtiden kan krävas av vägarna på en gång.

 

 

Källor

Integrated Roadways, 13.08.2019:

http://integratedroadways.com/

Solar Roadways 13.08. 2019:

http://www.solarroadways.com/

Statens Vegvesen Norge, ITS-strategi for Statens vegvesen 2018-2023, Jan 2018:

https://www.vegvesen.no/fag/trafikk/its/dokumenter-og-rapporter/_attachment/2198857?_ts=1621e6008e8&fast_title=Statens+vegvesens+ITS-strategi+2018-2023

Statens Vegvesen Norge, Vegvesenet satser 450 millioner kroner på smarte veger 22.06.2018

https://www.vegvesen.no/fag/trafikk/its/nyhetsarkiv/vegversenet-satser-450-millioner-kroner-pa-smarte-veger

Svenska Trafikverket, Färdplan för ett uppkopplat och automatiserat vägtransportsystem 19.06.2019:

https://trafikverket.ineko.se/Files/en-US/62816/Ineko.Product.RelatedFiles/2019_113_fardplan_for_ett_uppkopplat_och_automatiserat_vagtransportsystem.pdf

Svenska Trafikverket, Nationell färdplan för elvägar 29.11.2017:

https://www.trafikverket.se/contentassets/b1c845c023e04a3fb61280d072e832cc/nationell-fardplan-for-elvagar_slutlig.pdf

Svenska Trafikverket, Program Elvägar 18.07.2019:

https://www.trafikverket.se/resa-och-trafik/forskning-och-innovation/aktuell-forskning/transport-pa-vag/elvagar--ett-komplement-i-morgondagens-transportsystem/

Svenska Yle, Smarta vägar-fiffigt men dyrt 16.06.2014:

https://svenska.yle.fi/artikel/2014/06/03/smarta-vagar-fiffigt-men-dyrt

Nyteknik.se, Världens första solcellsväg- ett fiasko, 16.08.2019:

https://www.nyteknik.se/premium/varldens-forsta-solcellsvag-ett-fiasko-6968334

Extremetech.com, France's solar road is a complete failure, 20.08.2019:

https://www.extremetech.com/extreme/296951-frances-solar-road-is-a-complete-failure

 

 

 

 

Smart car (HUD) and Autonomous self-driving mode vehicle on metro city road with graphic sensor signal.

"Det de flesta inom utvecklingen av smarta vägar har enats om, är att vägarna ska hämta in och ge ut information, både till bilisterna och till bl.a. nödinstanser."

Smart car, self-driving mode vehicle with  Radar signal system and and wireless communication, Autonomous car

"Den sista tekniken är induktiv, det vill säga att strömmen överförs trådlöst via elektromagnetiska fält från vägkroppen till fordonet."