Attualmente, Il 90% del carburante utilizzato per i trasporti è a base di petrolio, rendendolo uno dei principali responsabili dell'inquinamento atmosferico in tutto il mondo. I recenti progressi tecnologici, però, stanno finalmente consentendo lo sviluppo di nuovi strumenti per ridurre il consumo di energia e le emissioni di gas serra (GHG) associate ai trasporti.

Una delle strategie che i ricercatori stanno esplorando è l'eco-driving connessa, che comporta l'uso della tecnologia dei veicoli connessi e automatizzati (CAV). Questa tecnologia può ridurre il numero di fermate e i tempi di inattività dei singoli veicoli, evitando anche accelerazioni o decelerazioni non necessarie basate su informazioni sul traffico in tempo reale, come i dati di fase e tempi del segnale (SPaT) per i singoli segnali stradali.

Nonostante la promessa mostrata da alcuni di questi approcci, la maggior parte degli studi si è finora concentrata sulla sperimentazione della guida ecologica connessa nelle autovetture, mostrando un risparmio di carburante di circa il 10-15 percento. L'attuazione di questa strategia sui veicoli pesanti potrebbe portare a simili, se non maggiore, risparmio di carburante.

Consapevole di questa lacuna in letteratura, un team di ricercatori dell'Università della California, Riverside (UC Riverside) e Volvo Group North America hanno recentemente testato un sistema di guida ecologica connesso in una serie di prove sul campo con autocarri pesanti. Le loro scoperte, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, sono molto promettenti, con il loro sistema che porta a profili di velocità significativamente più uniformi dei camion mentre si avvicinano agli incroci.

"Lavoriamo su questa tecnologia come parte del nostro programma di ricerca sui veicoli connessi e automatizzati da poco più di un decennio, "Kanok Boribonsomsin, il ricercatore capo, ha detto a TechXplore. "L'idea principale è che, consentendo la comunicazione tra i veicoli e le infrastrutture stradali (cioè i segnali stradali), possiamo migliorare l'efficienza della guida, che contribuirà a ridurre il consumo di carburante del veicolo e le emissioni di scarico".

Il sistema sviluppato da Boriboonsomsin e dai suoi colleghi, chiamato Eco-Drive, guida i conducenti mentre si avvicinano e si allontanano dagli incroci segnalati in base alle informazioni SPaT in tempo reale. Ciò può migliorare l'efficienza energetica e ridurre le emissioni di gas serra spingendo i veicoli sulla strada a seguire profili di velocità attentamente progettati quando si avvicinano a un incrocio.

Nel loro recente studio, sponsorizzato dal California Air Resources Board e dal South Coast Air Quality Management District, Boriboonsomsin e i suoi colleghi hanno deciso di testare il loro sistema di guida ecologica in prove sul campo sulle strade di Carson, California, applicandolo ai camion pesanti che in genere rilasciano elevate quantità di gas serra. Le prove sono state effettuate lungo due corridoi con sei collegati, incroci segnalati, che sono stati predisposti per comunicare le informazioni SPaT a tutti i veicoli dotati del sistema.

"Quando il veicolo equipaggiato si avvicina a un semaforo connesso, il sistema riceve informazioni su quando cambierà il semaforo, " ha spiegato Boriboonsomsin. "Utilizza quindi tali informazioni insieme ad altre (cioè quanto dista il veicolo dal semaforo, velocità attuale del veicolo, se c'è un altro veicolo davanti e quanto velocemente sta andando quel veicolo, e limite di velocità della strada) per calcolare e fornire al conducente la velocità di guida consigliata."

Il sistema proposto dai ricercatori essenzialmente guida i conducenti attraverso un determinato incrocio quando un semaforo è verde o li avverte in modo che possano prepararsi a fermarsi se il semaforo diventa rosso, evitando inutili frenate brusche. Questo aiuta a migliorare l'efficienza del carburante, riduzione delle emissioni allo scarico dei singoli veicoli.

"Stiamo valutando rigorosamente i vantaggi della tecnologia in termini di consumo di carburante e riduzione delle emissioni nella simulazione, " Boriboonsomsin ha detto. "Questo ci consente di controllare le varie incertezze nell'ambiente del traffico del mondo reale in modo da poter fare un confronto diretto tra la guida con e senza il sistema".

Ci sono volute solide partnership tra le parti interessate del settore pubblico e privato per consentire a Boriboonsomsin e ai suoi colleghi di testare la loro tecnologia di guida ecologica connessa in ambienti di traffico reali. Ad esempio, La collaborazione di UC Riverside con Volvo è stata un fattore chiave per i test sul campo.

"Abbiamo lavorato con le città, comuni, e fornitori di apparecchiature per consentire la connettività ad incroci segnalati selezionati, " Boriboonsomsin ha detto. "Abbiamo anche lavorato con Volvo Group per sviluppare e implementare il sistema su autocarri pesanti. Senza nessuno di questi elementi, le prove sul campo non sarebbero possibili".

Il numero limitato di prove sul campo effettuate dai ricercatori ha prodotto risultati molto promettenti, con veicoli attrezzati che mostrano profili di velocità molto più uniformi mentre si avvicinano agli incroci. I calcoli che utilizzano il modello MOVES dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti suggeriscono che il loro sistema di guida ecologica connesso si traduce in un risparmio di carburante di circa il 9% negli scenari di accelerazione e del 4% in quelli di decelerazione.

"Il prossimo passo è valutare i vantaggi della tecnologia in termini di riduzione del consumo di carburante e delle emissioni in una varietà di scenari, che stiamo facendo attualmente, " hanno aggiunto i ricercatori. "Allora, abbiamo in programma di implementare e testare questa tecnologia su veicoli a tecnologia avanzata come camion elettrici ibridi plug-in e camion elettrici a batteria. Il guadagno in termini di efficienza energetica del sistema di guida ecologica connesso può aiutare ad ampliare la gamma di questi veicoli. Inoltre, speriamo di integrare il sistema di guida ecologica connesso con la tecnologia di guida automatizzata per fare in modo che il veicolo segua automaticamente la velocità consigliata."

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