R.E.News future Technology-Key Challenges in Building the World’s First Fully Smart Highway

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Principaux défis de la construction de la première autoroute entièrement intelligente au monde

Image- XIMOH

Le concept d’une autoroute intelligente entièrement intégrée – une route où la technologie avancée gère de manière transparente le trafic, communique avec les véhicules, assure la sécurité routière et même s’autoalimente – est depuis longtemps la vision des innovateurs du secteur des transports.

Transformer ce concept ambitieux en réalité implique de surmonter d’importants défis logistiques, financiers, technologiques et réglementaires.

Dans cet article, nous explorons les obstacles et les avancées qui ouvrent la voie à la première autoroute entièrement intelligente au monde et discutons des éléments clés qui rendront cette vision possible.

Une autoroute entièrement intelligente représente le summum de l’innovation en matière de transport, où la technologie, l’infrastructure et les systèmes de véhicules sont intégrés dans un réseau cohérent. Dans cette vision, les capteurs, les feux de circulation connectés, les panneaux de signalisation numériques et les systèmes de gestion adaptative des voies fonctionnent en harmonie pour gérer le trafic et communiquer avec les véhicules à conduite humaine et autonome en temps réel.

Ces autoroutes intègrent des solutions d’énergie renouvelable pour alimenter les infrastructures de manière durable et s’appuient sur des technologies de maintenance prédictive pour rester dans un état optimal sans réparations fréquentes.
Investissements financiers et défis de financement

Une autoroute entièrement intelligente nécessite des ressources financières importantes. Contrairement à la construction de routes traditionnelles, qui implique principalement de la main-d’œuvre et des matériaux, une autoroute intelligente nécessite des investissements dans des technologies de pointe telles que des appareils IoT, des systèmes de stockage et d’analyse de données et des sources d’énergie renouvelables fiables. Par exemple, équiper une autoroute de capacités de communication véhicule-infrastructure (V2I) et véhicule-tout (V2X) nécessite l’installation de centaines de capteurs, de caméras et d’appareils de connectivité, qui nécessitent tous une maintenance et des mises à niveau régulières.

Obtenir un financement pour ces innovations nécessite souvent une combinaison de soutien gouvernemental, d’investissement du secteur privé et, dans certains cas, de partenariats public-privé. Des programmes comme Horizon 2020 de l’Union européenne ont alloué des fonds à des projets de transport intelligent, mais la question du financement à long terme reste cruciale. Sans un soutien financier durable, la maintenance et l’évolutivité des autoroutes intelligentes pourraient être compromises, ce qui conduirait à des projets sous-financés qui n’atteindraient pas leur potentiel.

L’un des défis les plus complexes du développement d’une autoroute entièrement intelligente est de parvenir à une intégration technologique transparente. Les autoroutes intelligentes reposent sur plusieurs systèmes interdépendants fonctionnant ensemble, allant de la gestion du trafic en temps réel à la communication des véhicules autonomes. Ces technologies doivent être compatibles, interopérables et capables d’échanger des données sans délai.

Pour parvenir à une interopérabilité totale, il faut des protocoles standardisés entre différents appareils et systèmes. Par exemple, tous les véhicules sur l’autoroute, qu’ils soient autonomes ou conduits par des humains, doivent interagir avec la même infrastructure de communication V2X pour garantir des réponses synchronisées aux conditions de circulation. Des initiatives comme la 5G Automotive Association ont travaillé à la création de protocoles standard pour la communication V2X, mais l’adoption et la mise en œuvre à l’échelle mondiale restent des défis.

En outre, de nombreuses technologies d’autoroutes intelligentes s’appuient sur l’informatique de pointe pour traiter les données à proximité de la source, par exemple dans les capteurs intégrés le long de la route. Cela nécessite des appareils dotés d’une puissance de calcul élevée et d’une faible latence pour assurer une prise de décision en temps réel. L’intégration de ces derniers avec des systèmes basés sur le cloud pour une analyse plus large est essentielle pour une gestion complète du trafic, mais la synchronisation de ces différentes plateformes de calcul pose des défis à la fois techniques et logistiques.

La connectivité s’accompagne d’un risque de cyberattaques, et une autoroute entièrement intelligente, remplie d’appareils IoT, de capteurs et de systèmes de communication, constitue une cible tentante. La cybersécurité est une préoccupation majeure, car toute vulnérabilité du réseau pourrait perturber la circulation, désactiver les systèmes de sécurité, voire provoquer des accidents. La protection d’une autoroute intelligente implique la mise en œuvre d’un chiffrement sécurisé, de pare-feu, d’une authentification multifactorielle et d’une surveillance constante des violations.

De plus, des mises à jour logicielles régulières sont nécessaires pour remédier aux vulnérabilités et suivre l’évolution du paysage des cybermenaces. Cependant, la gestion des mises à jour sur un vaste réseau d’appareils, certains intégrés à la route ou montés sur des poteaux, pose des problèmes logistiques. Le ministère américain des Transports et des agences similaires à l’échelle mondiale travaillent à l’élaboration de cadres de cybersécurité dans les infrastructures de transport, mais l’évolution rapide des cybermenaces rend cette tâche permanente et complexe.

L’une des caractéristiques clés d’une autoroute intelligente est sa capacité à fonctionner de manière durable. Cela nécessite des sources d’énergie capables de répondre aux besoins en énergie des capteurs, des caméras, de la signalisation numérique et des systèmes de communication V2X sans dépendre d’énergie non renouvelable. Une solution consiste à intégrer des panneaux solaires directement dans la surface de la route ou dans des installations en bordure de route, qui peuvent alimenter des éléments tels que l’éclairage, les feux de circulation et les bornes de recharge pour véhicules électriques (VE).

De plus, certaines conceptions d’autoroutes intelligentes incluent des matériaux piézoélectriques dans la surface de la route, qui génèrent de petites quantités d’électricité à partir de la pression exercée par les véhicules en mouvement. Bien que cette source d’énergie soit encore largement expérimentale, elle a le potentiel de compléter les sources d’énergie renouvelables et de réduire la dépendance aux réseaux électriques externes.

La réalisation d’une autoroute intelligente véritablement durable implique également de minimiser l’empreinte carbone de la construction et de l’entretien. L’utilisation de matériaux recyclés et de processus respectueux de l’environnement dans la construction et l’entretien de ces routes est essentielle pour compenser les coûts initiaux élevés et les besoins énergétiques.

La capacité à surveiller l’état de la route en temps réel et à prévoir les besoins d’entretien est l’une des caractéristiques déterminantes d’une autoroute entièrement intelligente. En intégrant des jauges de contrainte, des capteurs de vibrations et des moniteurs de température dans l'infrastructure, une autoroute intelligente peut évaluer en permanence son propre état et alerter les autorités des problèmes potentiels avant qu'ils ne deviennent graves.

Par exemple, un pont équipé de capteurs qui mesurent la contrainte et détectent les microfissures peut informer les équipes de maintenance de procéder aux réparations bien avant que des dommages visibles ne se produisent. Cette approche prédictive minimise les coûts de réparation et évite les fermetures de routes à grande échelle et perturbatrices. La maintenance prédictive prolonge non seulement la durée de vie de l'infrastructure, mais améliore également la sécurité en évitant les pannes inattendues. Des acteurs clés comme Siemens Mobility et IBM Watson sont à l'avant-garde du développement de technologies de maintenance prédictive pour les infrastructures intelligentes, exploitant l'IA et le big data pour faire des prévisions précises basées sur les données des capteurs.

La construction d'une autoroute entièrement intelligente nécessite un cadre réglementaire qui prend en charge l'intégration technologique avancée tout en donnant la priorité à la sécurité et à la confidentialité des utilisateurs. Les organismes de réglementation doivent répondre aux questions relatives à la propriété des données, à la responsabilité des accidents impliquant des véhicules autonomes et aux normes de communication V2X. La confidentialité des données est une préoccupation particulière car les autoroutes intelligentes collectent des données volumineuses à partir des véhicules et des appareils, ce qui nécessite des politiques strictes sur l'utilisation et le stockage des données.

La collaboration internationale est également nécessaire pour normaliser les protocoles des autoroutes intelligentes, en particulier dans les régions où les autoroutes traversent les frontières. Par exemple, l’Union européenne a mis en place des politiques visant à harmoniser la communication V2X entre les États membres, mais parvenir à une coordination similaire à l’échelle mondiale reste un défi.
Principaux acteurs du développement des autoroutes intelligentes

Plusieurs entreprises et organisations mènent la charge pour faire de la première autoroute entièrement intelligente au monde une réalité.

IBM Watson : Reconnu pour son expertise en analyse de données et en IA, IBM Watson fournit des solutions de maintenance prédictive et de gestion du trafic adaptées aux infrastructures intelligentes.

Siemens Mobility : Siemens a développé une gamme de solutions de trafic intelligentes, notamment des systèmes de communication V2X, des logiciels de gestion intelligente du trafic et des technologies de surveillance en temps réel.

Intel : En tant que leader des solutions d’informatique de pointe et d’IoT, Intel permet le traitement des données en temps réel au niveau des appareils, essentiel pour les exigences de vitesse élevée des autoroutes intelligentes.

Cisco : La plateforme Kinetic for Cities de Cisco se concentre sur la connectivité des villes et des autoroutes intelligentes, permettant la transmission sécurisée des données à partir des appareils IoT et des systèmes de gestion du trafic.

5G Automotive Association (5GAA) : ce consortium travaille à l’établissement de normes mondiales pour la communication V2X, essentielle pour que les véhicules connectés et les autoroutes intelligentes puissent interagir de manière transparente.

La mise en œuvre réussie de la première autoroute entièrement intelligente au monde aura des répercussions considérables sur les transports, l’urbanisme et la durabilité. En intégrant des technologies de pointe, ces autoroutes promettent toute une série d’avantages, notamment :

Amélioration de la circulation : les données en temps réel et les signaux adaptatifs peuvent réduire les embouteillages et améliorer les temps de trajet, créant ainsi des systèmes de transport plus efficaces.

Sécurité routière améliorée : grâce à la maintenance prédictive et à la surveillance en temps réel, les autoroutes entièrement intelligentes seront plus sûres, réduisant ainsi les accidents causés par des défaillances d'infrastructures ou des conditions dangereuses.

Durabilité et réduction des émissions : l'intégration des énergies renouvelables et des bornes de recharge pour véhicules électriques rendra les transports plus respectueux de l'environnement, contribuant ainsi aux objectifs mondiaux de durabilité.

Intégration transparente des véhicules autonomes : les autoroutes intelligentes permettront aux véhicules autonomes de fonctionner de manière plus sûre et plus efficace, facilitant ainsi la transition vers un avenir sans conducteur.

Planification urbaine basée sur les données : les données des autoroutes intelligentes fourniront des informations précieuses aux urbanistes, les aidant à prendre des décisions éclairées sur le développement des infrastructures et la gestion du trafic.

Le chemin vers la construction d'une autoroute entièrement intelligente est semé d'embûches, mais chaque étape nous rapproche d'un avenir où la technologie et les transports sont étroitement liés. À mesure que le développement des autoroutes intelligentes s'accélère, nous pouvons nous attendre à une nouvelle ère de routes plus sûres, plus écologiques et plus réactives aux besoins des communautés qu'elles desservent.
NJC.© Info European Union’s Horizon 2020

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29/10/24-English

Key Challenges in Building the World’s First Fully Smart Highway

Image- XIMOH

The concept of a fully integrated smart highway—a road where advanced technology seamlessly manages traffic, communicates with vehicles, ensures road safety, and even powers itself—has long been the vision of transportation innovators.

Transforming this ambitious concept into reality involves overcoming significant logistical, financial, technological, and regulatory challenges.

In this article, we explore the roadblocks and breakthroughs that are paving the way toward the world’s first fully smart highway and discuss the key elements that will make this vision possible.

A fully smart highway represents the pinnacle of transportation innovation, where technology, infrastructure, and vehicle systems are integrated into one cohesive network. In this vision, sensors, connected traffic lights, digital road signs, and adaptive lane management systems work in harmony to manage traffic and communicate with both human-driven and autonomous vehicles in real time.

These highways incorporate renewable energy solutions to power infrastructure sustainably and rely on predictive maintenance technologies to stay in optimal condition without frequent repairs.
Financial Investment and Funding Challenges

A fully smart highway requires substantial financial resources. Unlike traditional road construction, which mainly involves labor and materials, a smart highway necessitates investment in cutting-edge technologies like IoT devices, data storage and analytics systems, and reliable renewable energy sources. For example, equipping a highway with Vehicle-to-Infrastructure (V2I) and Vehicle-to-Everything (V2X) communication capabilities involves installing hundreds of sensors, cameras, and connectivity devices, all of which need regular maintenance and upgrades.

Securing funding for these innovations often requires a combination of government support, private sector investment, and, in some cases, public-private partnerships. Programs like the European Union’s Horizon 2020 have allocated funding for smart transportation projects, but the question of long-term funding remains critical. Without sustained financial support, the maintenance and scalability of smart highways could be compromised, leading to underfunded projects that fall short of their potential.

One of the most complex challenges in developing a fully smart highway is achieving seamless technology integration. Smart highways rely on multiple, interdependent systems working together—ranging from real-time traffic management to autonomous vehicle communication. These technologies must be compatible, interoperable, and able to exchange data without delay.

Achieving full interoperability requires standardized protocols across different devices and systems. For instance, all vehicles on the highway—whether autonomous or driven by humans—need to interact with the same V2X communication infrastructure to ensure synchronized responses to traffic conditions. Initiatives like the 5G Automotive Association have been working on creating standard protocols for V2X communication, but global adoption and implementation remain challenges.

In addition, many smart highway technologies rely on edge computing to process data close to the source, such as within sensors embedded along the road. This requires devices with high computing power and low latency to ensure real-time decision-making. Integrating these with cloud-based systems for broader analysis is essential for comprehensive traffic management, but synchronizing these different computational platforms poses both technical and logistical challenges.

With connectivity comes the risk of cyberattacks, and a fully smart highway—brimming with IoT devices, sensors, and communication systems—is a tempting target. Cybersecurity is a major concern because any vulnerabilities in the network could disrupt traffic, disable safety systems, or even cause accidents. Safeguarding a smart highway involves implementing secure encryption, firewalls, multi-factor authentication, and constant monitoring for breaches.

In addition, regular software updates are necessary to address vulnerabilities and keep up with the evolving cyber threat landscape. However, managing updates across a large network of devices—some embedded in the road or mounted on poles—poses logistical challenges. The U.S. Department of Transportation and similar agencies globally are working to develop frameworks for cybersecurity in transportation infrastructure, but the rapid advancement of cyber threats makes this an ongoing and complex task.

A key feature of a smart highway is its ability to operate sustainably. This requires energy sources that can meet the power demands of sensors, cameras, digital signage, and V2X communication systems without relying on non-renewable energy. One solution is the integration of solar panels directly into the road surface or in roadside installations, which can power elements like lighting, traffic signals, and charging stations for electric vehicles (EVs).

Additionally, some smart highway designs include piezoelectric materials in the road surface, which generate small amounts of electricity from the pressure exerted by moving vehicles. While this energy source is still largely experimental, it has the potential to complement renewable power sources and reduce reliance on external electricity grids.

Achieving a truly sustainable smart highway also involves minimizing the carbon footprint of construction and maintenance. Using recycled materials and eco-friendly processes in building and maintaining these roads is essential to offset the high upfront costs and energy requirements.

The ability to monitor road health in real time and predict maintenance needs is one of the defining features of a fully smart highway. By embedding strain gauges, vibration sensors, and temperature monitors into the infrastructure, a smart highway can continuously assess its own condition and alert authorities to potential problems before they become serious.

For example, a bridge equipped with sensors that measure stress and detect micro-cracks can inform maintenance teams to conduct repairs long before visible damage occurs. This predictive approach minimizes repair costs and prevents disruptive, large-scale road closures. Predictive maintenance not only extends the lifespan of infrastructure but also enhances safety by preventing unexpected failures. Key players like Siemens Mobility and IBM Watson are at the forefront of developing predictive maintenance technologies for smart infrastructure, leveraging AI and big data to make accurate predictions based on sensor data.

Building a fully smart highway requires a regulatory framework that supports advanced technology integration while prioritizing safety and user privacy. Regulatory agencies must address questions around data ownership, liability for accidents involving autonomous vehicles, and standards for V2X communication. Data privacy is a particular concern since smart highways collect extensive data from vehicles and devices, requiring strict policies on data usage and storage.

International collaboration is also necessary to standardize smart highway protocols, especially in regions where highways cross borders. For instance, the European Union has introduced policies to harmonize V2X communication across member states, but achieving similar coordination on a global scale remains a challenge.
Key Players Driving the Development of Smart Highways

Several companies and organizations are leading the charge in making the world’s first fully smart highway a reality.

IBM Watson: Known for its expertise in data analytics and AI, IBM Watson provides predictive maintenance and traffic management solutions tailored for smart infrastructure.

Siemens Mobility: Siemens has developed a range of smart traffic solutions, including V2X communication systems, intelligent traffic management software, and real-time monitoring technologies.

Intel: As a leader in edge computing and IoT solutions, Intel enables real-time data processing at the device level, essential for the high-speed demands of smart highways.

Cisco: Cisco’s Kinetic for Cities platform focuses on connectivity for smart cities and highways, enabling the secure transmission of data from IoT devices and traffic management systems.

5G Automotive Association (5GAA): This consortium is working to establish global standards for V2X communication, which is critical for connected vehicles and smart highways to interact seamlessly.

The successful implementation of the world’s first fully smart highway will have far-reaching impacts on transportation, urban planning, and sustainability. By integrating cutting-edge technologies, these highways promise a range of benefits, including:

Enhanced Traffic Flow: Real-time data and adaptive signals can reduce congestion and improve travel times, creating more efficient transportation systems.

Improved Road Safety: With predictive maintenance and real-time monitoring, fully smart highways will be safer, minimizing accidents caused by infrastructure failures or hazardous conditions.

Sustainability and Reduced Emissions: The incorporation of renewable energy and EV charging stations will make transportation more eco-friendly, contributing to global sustainability goals.

Seamless Autonomous Vehicle Integration: Smart highways will enable autonomous vehicles to operate more safely and efficiently, facilitating the transition to a driverless future.

Data-Driven Urban Planning: Data from smart highways will provide valuable insights for city planners, helping them make informed decisions about infrastructure development and traffic management.

The journey to building a fully smart highway is filled with challenges, but each step brings us closer to a future where technology and transportation are seamlessly intertwined. As the development of smart highways accelerates, we can expect a new era of roads that are safer, greener, and more responsive to the needs of the communities they serve.
NJC.© Info European Union’s Horizon 2020

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29/10/24-NL

Belangrijkste uitdagingen bij de bouw van 's werelds eerste volledig slimme snelweg

Image- XIMOH

Het concept van een volledig geïntegreerde slimme snelweg, een weg waar geavanceerde technologie het verkeer naadloos regelt, communiceert met voertuigen, verkeersveiligheid garandeert en zichzelf zelfs van stroom voorziet, is al lang de visie van transportvernieuwers.

Om dit ambitieuze concept werkelijkheid te laten worden, moeten aanzienlijke logistieke, financiële, technologische en wettelijke uitdagingen worden overwonnen.

In dit artikel onderzoeken we de obstakels en doorbraken die de weg vrijmaken voor 's werelds eerste volledig slimme snelweg en bespreken we de belangrijkste elementen die deze visie mogelijk maken.

Een volledig slimme snelweg vertegenwoordigt het toppunt van transportinnovatie, waarbij technologie, infrastructuur en voertuigsystemen worden geïntegreerd in één samenhangend netwerk. In deze visie werken sensoren, verbonden verkeerslichten, digitale verkeersborden en adaptieve rijstrookbeheersystemen harmonieus samen om het verkeer te regelen en in realtime te communiceren met zowel door mensen bestuurde als autonome voertuigen.

Deze snelwegen maken gebruik van hernieuwbare energieoplossingen om de infrastructuur duurzaam van stroom te voorzien en vertrouwen op voorspellende onderhoudstechnologieën om in optimale staat te blijven zonder frequente reparaties.
Financiële investerings- en financieringsuitdagingen

Een volledig slimme snelweg vereist aanzienlijke financiële middelen. In tegenstelling tot traditionele wegenbouw, waarbij voornamelijk arbeid en materialen nodig zijn, vereist een slimme snelweg investeringen in geavanceerde technologieën zoals IoT-apparaten, gegevensopslag- en analysesystemen en betrouwbare hernieuwbare energiebronnen. Bijvoorbeeld, het uitrusten van een snelweg met Vehicle-to-Infrastructure (V2I) en Vehicle-to-Everything (V2X) communicatiemogelijkheden vereist het installeren van honderden sensoren, camera's en connectiviteitsapparaten, die allemaal regelmatig onderhoud en upgrades nodig hebben.

Het veiligstellen van financiering voor deze innovaties vereist vaak een combinatie van overheidssteun, investeringen van de particuliere sector en, in sommige gevallen, publiek-private partnerschappen. Programma's zoals Horizon 2020 van de Europese Unie hebben financiering toegewezen voor slimme transportprojecten, maar de vraag naar langetermijnfinanciering blijft cruciaal. Zonder aanhoudende financiële steun kunnen het onderhoud en de schaalbaarheid van slimme snelwegen in gevaar komen, wat leidt tot ondergefinancierde projecten die hun potentieel niet halen.

Een van de meest complexe uitdagingen bij het ontwikkelen van een volledig slimme snelweg is het bereiken van naadloze integratie van technologie. Slimme snelwegen vertrouwen op meerdere, onderling afhankelijke systemen die samenwerken, variërend van realtime verkeersmanagement tot autonome voertuigcommunicatie. Deze technologieën moeten compatibel, interoperabel en in staat zijn om zonder vertraging gegevens uit te wisselen.

Om volledige interoperabiliteit te bereiken, zijn gestandaardiseerde protocollen nodig voor verschillende apparaten en systemen. Alle voertuigen op de snelweg, of ze nu autonoom zijn of door mensen worden bestuurd, moeten bijvoorbeeld met dezelfde V2X-communicatie-infrastructuur communiceren om gesynchroniseerde reacties op verkeersomstandigheden te garanderen. Initiatieven zoals de 5G Automotive Association hebben gewerkt aan het creëren van standaardprotocollen voor V2X-communicatie, maar wereldwijde acceptatie en implementatie blijven uitdagingen.

Bovendien vertrouwen veel slimme snelwegtechnologieën op edge computing om gegevens dicht bij de bron te verwerken, zoals in sensoren die langs de weg zijn ingebouwd. Hiervoor zijn apparaten met een hoog rekenvermogen en een lage latentie nodig om realtime besluitvorming te garanderen. Het integreren hiervan met cloudgebaseerde systemen voor bredere analyse is essentieel voor uitgebreid verkeersmanagement, maar het synchroniseren van deze verschillende computerplatforms brengt zowel technische als logistieke uitdagingen met zich mee.

Connectiviteit brengt het risico van cyberaanvallen met zich mee, en een volledig slimme snelweg, vol met IoT-apparaten, sensoren en communicatiesystemen, is een verleidelijk doelwit. Cybersecurity is een groot probleem, omdat eventuele kwetsbaarheden in het netwerk het verkeer kunnen verstoren, veiligheidssystemen kunnen uitschakelen of zelfs ongelukken kunnen veroorzaken. Het beveiligen van een slimme snelweg omvat het implementeren van veilige encryptie, firewalls, multifactorauthenticatie en constante monitoring op inbreuken.

Daarnaast zijn regelmatige software-updates nodig om kwetsbaarheden aan te pakken en gelijke tred te houden met het veranderende cyberdreigingslandschap. Het beheren van updates in een groot netwerk van apparaten, waarvan sommige in de weg zijn ingebed of op palen zijn gemonteerd, brengt echter logistieke uitdagingen met zich mee. Het Amerikaanse ministerie van Transport en soortgelijke instanties wereldwijd werken aan het ontwikkelen van kaders voor cybersecurity in transportinfrastructuur, maar de snelle opkomst van cyberdreigingen maakt dit een voortdurende en complexe taak.

Een belangrijk kenmerk van een slimme snelweg is het vermogen om duurzaam te opereren. Hiervoor zijn energiebronnen nodig die kunnen voldoen aan de energiebehoeften van sensoren, camera's, digitale bewegwijzering en V2X-communicatiesystemen zonder afhankelijk te zijn van niet-hernieuwbare energie. Een oplossing is de integratie van zonnepanelen direct in het wegdek of in installaties langs de weg, die elementen zoals verlichting, verkeerslichten en laadstations voor elektrische voertuigen (EV's) van stroom kunnen voorzien.

Bovendien bevatten sommige slimme snelwegontwerpen piëzo-elektrische materialen in het wegdek, die kleine hoeveelheden elektriciteit genereren uit de druk die wordt uitgeoefend door bewegende voertuigen. Hoewel deze energiebron nog grotendeels experimenteel is, heeft het de potentie om hernieuwbare energiebronnen aan te vullen en de afhankelijkheid van externe elektriciteitsnetten te verminderen.

Om een ​​echt duurzame slimme snelweg te realiseren, moet ook de CO2-voetafdruk van de bouw en het onderhoud worden geminimaliseerd. Het gebruik van gerecyclede materialen en milieuvriendelijke processen bij de bouw en het onderhoud van deze wegen is essentieel om de hoge initiële kosten en energievereisten te compenseren.

Het vermogen om de toestand van de weg in realtime te bewaken en onderhoudsbehoeften te voorspellen, is een van de bepalende kenmerken van een volledig slimme snelweg. Door rekstrookjes, trillingssensoren en temperatuurmonitoren in de infrastructuur te integreren, kan een slimme snelweg continu de eigen staat beoordelen en autoriteiten waarschuwen voor mogelijke problemen voordat ze ernstig worden.

Een brug die is uitgerust met sensoren die spanning meten en microscheuren detecteren, kan bijvoorbeeld onderhoudsteams informeren om reparaties uit te voeren lang voordat er zichtbare schade optreedt. Deze voorspellende aanpak minimaliseert reparatiekosten en voorkomt verstorende, grootschalige wegafsluitingen. Voorspellend onderhoud verlengt niet alleen de levensduur van infrastructuur, maar verbetert ook de veiligheid door onverwachte storingen te voorkomen. Belangrijke spelers zoals Siemens Mobility en IBM Watson lopen voorop bij de ontwikkeling van voorspellende onderhoudstechnologieën voor slimme infrastructuur, waarbij AI en big data worden ingezet om nauwkeurige voorspellingen te doen op basis van sensorgegevens.

Voor het bouwen van een volledig slimme snelweg is een regelgevingskader nodig dat geavanceerde technologie-integratie ondersteunt en tegelijkertijd prioriteit geeft aan veiligheid en privacy van gebruikers. Regelgevende instanties moeten vragen beantwoorden over data-eigendom, aansprakelijkheid voor ongevallen met autonome voertuigen en normen voor V2X-communicatie. Gegevensprivacy is een bijzonder probleem, aangezien slimme snelwegen uitgebreide gegevens van voertuigen en apparaten verzamelen, wat strikte beleidsregels vereist voor datagebruik en -opslag.

Internationale samenwerking is ook nodig om slimme snelwegprotocollen te standaardiseren, vooral in regio's waar snelwegen grenzen overschrijden. Zo heeft de Europese Unie beleid ingevoerd om V2X-communicatie tussen lidstaten te harmoniseren, maar het bereiken van vergelijkbare coördinatie op wereldwijde schaal blijft een uitdaging.
Belangrijke spelers die de ontwikkeling van slimme snelwegen aanjagen

Verschillende bedrijven en organisaties nemen het voortouw om 's werelds eerste volledig slimme snelweg werkelijkheid te maken.

IBM Watson: IBM Watson staat bekend om zijn expertise in data-analyse en AI en biedt voorspellende onderhouds- en verkeersmanagementoplossingen die zijn afgestemd op slimme infrastructuur.

Siemens Mobility: Siemens heeft een reeks slimme verkeersoplossingen ontwikkeld, waaronder V2X-communicatiesystemen, intelligente verkeersmanagementsoftware en realtime monitoringtechnologieën.

Intel: Als leider in edge computing en IoT-oplossingen maakt Intel realtime gegevensverwerking op apparaatniveau mogelijk, essentieel voor de hogesnelheidseisen van slimme snelwegen.

Cisco: Cisco's Kinetic for Cities-platform richt zich op connectiviteit voor slimme steden en snelwegen, waardoor de veilige overdracht van gegevens van IoT-apparaten en verkeersmanagementsystemen mogelijk wordt.

5G Automotive Association (5GAA): Dit consortium werkt aan het vaststellen van wereldwijde standaarden voor V2X-communicatie, wat cruciaal is voor een naadloze interactie tussen verbonden voertuigen en slimme snelwegen.

De succesvolle implementatie van 's werelds eerste volledig slimme snelweg zal verstrekkende gevolgen hebben voor transport, stadsplanning en duurzaamheid. Door geavanceerde technologieën te integreren, beloven deze snelwegen een reeks voordelen, waaronder:

Verbeterde verkeersstroom: realtimegegevens en adaptieve signalen kunnen congestie verminderen en reistijden verbeteren, waardoor efficiëntere transportsystemen ontstaan.

Verbeterde verkeersveiligheid: met voorspellend onderhoud en realtime monitoring worden volledig slimme snelwegen veiliger, waardoor ongelukken door infrastructuurstoringen of gevaarlijke omstandigheden worden geminimaliseerd.

Duurzaamheid en verminderde emissies: de integratie van hernieuwbare energie en oplaadstations voor elektrische voertuigen maakt transport milieuvriendelijker en draagt ​​bij aan wereldwijde duurzaamheidsdoelen.

Naadloze integratie van autonome voertuigen: slimme snelwegen stellen autonome voertuigen in staat om veiliger en efficiënter te rijden, waardoor de overgang naar een toekomst zonder bestuurder wordt vergemakkelijkt.

Datagestuurde stadsplanning: gegevens van slimme snelwegen bieden waardevolle inzichten voor stadsplanners, zodat ze weloverwogen beslissingen kunnen nemen over infrastructuurontwikkeling en verkeersbeheer.

De weg naar het bouwen van een volledig slimme snelweg zit vol uitdagingen, maar elke stap brengt ons dichter bij een toekomst waarin technologie en transport naadloos met elkaar verweven zijn. Naarmate de ontwikkeling van slimme snelwegen versnelt, kunnen we een nieuw tijdperk van wegen verwachten die veiliger, groener en beter aansluiten bij de behoeften van de gemeenschappen die ze bedienen.
NJC.© Info European Union’s Horizon 2020

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