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O que muda com veículos autônomos e conectados?

por em 29/10/2017 em Ciência | 2 comentários

O que muda com veículos autônomos e conectados?

Nesta década o interesse em novas de tecnologias de tráfego está cada vez maior. O grande motor deste interesse são sucessivos anúncios de testes com veículos automatizados. A experiência do Google é talvez o exemplo mais notável. Até março de 2016 sua frota havia dirigido mais de 2 milhões de quilômetros e tendo sido considerado culpado por apenas um acidente, e se envolvido em outros 13. O Uber começou a testar veículos autônomos na cidade de Pittsburgh em Setembro de 2016. Em outubro de 2015 a Tesla passou oferecer a funcionalidade de direção automática, embora o condutor tenha que estar apto a assumir o controle se necessário. Ainda que a comercialização no futuro próximo pareça uma realidade, os impactos destas novas tecnologias são ainda incertos. Vai ter mais ou menos congestionamento? O número de acidentes vai reduzir? Quando a maioria dos veículos será autônomo?

 

Carro autônomo do Google em teste.

A diferença entre automatizado e conectado

Existem duas classificações distintas relacionadas a novas tecnologias de tráfego: conectado e autônomo. Frequentemente elas são confundidas pelo fato de estarem se desenvolvendo concomitantemente e, na maioria dos casos, veículos autônomos também são conectados, porém se referem a coisas diferentes (mais detalhes podem ser vistos aqui):

 

  • Veículos automatizados: relacionado a capacidade do veículo se movimentar sem intervenção humana;
  • Veículos conectados: relacionado a capacidade de veículos de se comunicar com outros veículos (“vehicle to vehicle” – V2V) ou com equipamentos instalados nas vias (“vehicle to infrastructure” – V2I)

 

Podem existir funcionalidades que estão na interseção das duas classificações. Por exemplo, a funcionalidade de cruise control presente em muitos carros hoje em dia. Sua versão autônoma é o automated cruise control (ACC) em que além de manter a velocidade dirigida, o veículo também garante uma distância segura ao carro em frente. Se o veículo também é conectado, veículos podem “negociar” as ações evitando acelerações e desacelerações aumentando conforto e diminuindo poluentes sendo também considerado cooperativo (Cooperative Automated Cruise Control – CACC).

 

Impacto de Veículos Conectados

 

Um dos grandes desafios no gerenciamento de tráfego é a dificuldade de se obter informações confiáveis para tomar decisões. Um caso clássico são os semáforos. Além do objetivo de garantir segurança nas interseções, ele deve também ser ajustado de maneira a reduzir o tempo gasto no tráfego por todos os veículos.

Porém, para reduzir o tempo gasto no tráfego o sistema que controla os semáforos precisa saber quantos veículos chegam em cada aproximação, para onde eles vão e como eles se comportam (isto é, as características individuais de cada motorista). Claramente estas informações nunca estiveram disponíveis e portanto sempre foi um desafio ajustar os semáforos para operar de acordo com o tráfego vigente. Quando muito, sensores de veículos são colocados em pontos específicos das ruas provendo informações em tempo real para o sistema, porém observe que essas informações são de certa forma limitadas – apenas em pontos específicos e sem informações específicas sobre o destino e a rota de cada veículo.

 

Os veículos sendo conectados abrangem consideravelmente as informações de entrada para sistemas de gerenciamento de tráfego e aplicações e impactos incluem:

 

  • as condições de tráfego podem ser medidas mais detalhadamente (aplicativos como Google Maps e Waze são o principal exemplo disto)  e quanto mais veículos oferecendo informações, mais precisas são estas informações;
  • com estes dados, sistemas de controle de semáforos ou de rodovias podem fazer uso destes dados de maneira efetiva;
  • direção ecológica (“green driving”)”: neste caso os semáforos transmitem informações de quando o semáforo estará em verde ou vermelho e motoristas com essa informação podem adaptar suas velocidades de modo a reduzir emissão de poluentes sem que isso cause aumento de tempo de viagem. Um estudo recente mostra que pode-se reduzir emissões em até 40% quando a maioria dos veículos cooperam nesta estratégia (isto é, se são conectados e o motorista ou o controlador segue a decisão);
  • aplicações em segurança como: alerta veículos adjacentes de troca de faixas ou da possibilidade de um veículo estar na área cega de um veículo adjacente;
  • sistemas de pedágios urbanos em que se pague valores diferentes para determinados locais da cidade podem ser facilmente implementados.

 

Impactos de Veículos Autônomos

 

Sem dúvida o impacto de veículos autônomos é muito maior se comparado a veículos conectados. Um dos princípios de transporte de pessoas é que pessoas viajam para executar uma atividade em outro local que ela deseja realizar e o deslocamento é sempre um obstáculo. Isto é, quanto maior o tempo o tempo e o custo da viagem, menores serão as chances de um indivíduo se deslocar para realizar determinada atividade. Há poucas pessoas de Itajaí-SC em um show do Iron Maiden em São Paulo se comparado a habitantes de Santos-SP. O conceito econômico disso é desutilidade (utilidade negativa).

Com veículos autônomos é esperado que essa desutilidade reduza significativamente pois o tempo em veículos autônomos podem ser aproveitados de uma melhor forma. Em vez de dirigir no caminho ao trabalho, será possível realizar outra atividade livremente ou até mesmo o trabalho começar no próprio carro dependendo da função. Para empresas de taxi (incluindo Uber), grande parte dos custos é o pagamento de motoristas. Isto pode se convertem em tarifas significativamente menores e possivelmente quase toda população prefira não possuir carro (até por que afinal, um veículo autônomo seria mais caro) e passar a utilizar serviços de transportes para todas as suas viagens.

Esse é o princípio dos impactos esperados, porém ainda há incertezas em qual faixa de valores isto aconteceria e quando. A próxima lista resume um estudo realizado tentando analisar os impactos de veículos autônomos.

 

  • viagens serão menores inconvenientes: pessoas tenderão a viajar mais ou a locais mais distantes. É esperado que a distância total viajada cresça em mais de 10% em estimativas conservadoras;
  • projeção para que em 2040 em torno de 50% dos veículos serão autônomos, porém cabe dizer que há grande incerteza nessas projeções;
  • quando a porção de veículos autônomos for significativa (em torno de 30%), a capacidade das vias existentes aumentará significativamente, isto é, será possível descarregar mais veículos por unidade de tempo. Simulações com todos os veículos sendo conectados mostra-se que é possível mais que triplicar a capacidade;
  • redução em consumo de combustível e emissões já que seria possível programar veículos para otimizar consumo de combustível baseado nos detalhes de cada veículo. Uma estimativa recente obteve valores em torno de 60% de redução.

Observem que benefícios são esperados, mas que de acordo com algumas previsões, a maioria dos veículos serão autônomos apenas em 2040, muito embora há gente que espera que isto aconteça entre 2025 e 2030. Independentemente disso, o grande desafio será lidar com a infraestrutura de transportes enquanto coexistem veículos dirigidos por humanos e autônomos; pouco se sabe como será esta interação ao longo do tempo.

Outro grande desafio desta tecnologia é a questão legal. Quem será responsável por acidentes? O dono do veículo, quem o vendeu ou quem desenvolveu o software? Como será auditado casos e como os veículos serão testados?

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