Platooning is een concept dat het wegvervoer kan revolutioneren. De vooruitgang in het verbinden en automatiseren van de rijtechnologie zal het mogelijk maken om vrachtwagens aan elkaar te koppelen om konvooien te vormen. Onderzoekers van over de hele wereld onderzoeken dit onderwerp vanwege het wetenschappelijke en commerciële potentieel ervan. Een PTV team werkt momenteel aan een onderzoek met gebruik van microscopische simulatie om de impact van platooning op de verkeersstroom te analyseren.
Technologie werkt in werkelijke omstandigheden
Platooning is een voorbeeld van verbonden voertuig-tot-voertuigcommunicatie (V2V). Het peloton heeft een hoofdvoertuig dat informatie doorgeeft aan de voertuigen erachter. Hierdoor kunnen de volgvoertuigen vrijwel gelijktijdig reageren op de acties van de voorste vrachtwagen, zoals remmen en sturen. Platooning biedt veel voordelen voor lange afstanden: vrachtwagens kunnen met constante snelheid rijden en dichter bij elkaar blijven, wat ook betekent dat er een verminderde luchtweerstand is. Hierdoor wordt zowel het brandstofverbruik als de CO2-uitstoot gereduceerd. Platooning verbetert ook de veiligheid, omdat snellere reactietijden het risico op ongevallen minimaliseren. Bij een incident worden de achterliggende vrachtwagens direct gealarmeerd en kunnen ze veilig reageren
Pilotprojecten hebben aangetoond dat platooning-technologie weinig of geen infrastructuurontwikkeling vereist. In 2018 hebben MAN Truck & Bus en DB Schenker een onderzoeksproject uitgevoerd om geconnecteerde vrachtwagens te testen in de dagelijkse logistieke operaties. Gedurende enkele maanden reden twee vrachtwagens, uitgerust met geavanceerde rijhulpsystemen, op de snelweg tussen München en Augsburg, in totaal 35.000 kilometer. Het onderzoek richtte zich ook op de impact die de nieuwe technologie zou kunnen hebben op de neurofysiologische en psychosociale toestand van de chauffeurs.
Het ENSEMBLE-onderzoekproject, dat door de Europese Unie wordt gefinancierd, heeft tot doel in de komende drie jaar in heel Europa pelotons op te zetten. Vrachtwagenfabrikanten (Scania, Daimler, Iveco, MAN, Volvo, DAF, Renault), instituten en leveranciers gaan samenwerken om een integrale multi-brand aanpak te ontwikkelen. Praktische tests op gesloten testterreinen en in de praktijk zullen helpen om de impact op het verkeer en de infrastructuur te beoordelen. De resultaten zullen helpen bij het vaststellen van maatstaven met de definitie van een V2V-communicatieprotocol.
Simulatie speelt een essentiële rol
In de 20 jaar dat ze dit onderwerp onderzoeken, hebben de PTV experts een groeiende interesse in platooning waargenomen bij fabrikanten en transportautoriteiten vanwege de mogelijkheden die het biedt voor het verkeer, de veiligheid en het verminderen van de impact op het milieu. Daarom werken ze voortdurend aan innovaties op dit gebied.
Met de software van PTV is het mogelijk om aangesloten autonome voertuigen en dus pelotons in een virtuele omgeving te simuleren. Verschillende scenario’s, op elke rijstrook of infrastructuur, kunnen worden getest en geanalyseerd.
Jochen Lohmiller, Principal Product Manager voor Microsimulation Mobility bij PTV Group, merkt op: “Er zijn enkele platooning-pilots in het veld. De impact van autonome vrachtwagenpelotons die naast conventionele voertuigen bestaan, is echter nog niet voldoende bestudeerd. Aangezien deze systemen zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevinden en hun effecten op onze wegen slechts theoretisch zijn, speelt simulatie een essentiële rol.”
Technologie werkt in werkelijke omstandigheden
Platooning is een voorbeeld van verbonden voertuig-tot-voertuigcommunicatie (V2V). Het peloton heeft een hoofdvoertuig dat informatie doorgeeft aan de voertuigen erachter. Hierdoor kunnen de volgvoertuigen vrijwel gelijktijdig reageren op de acties van de voorste vrachtwagen, zoals remmen en sturen. Platooning biedt veel voordelen voor lange afstanden: vrachtwagens kunnen met constante snelheid rijden en dichter bij elkaar blijven, wat ook betekent dat er een verminderde luchtweerstand is. Hierdoor wordt zowel het brandstofverbruik als de CO2-uitstoot gereduceerd. Platooning verbetert ook de veiligheid, omdat snellere reactietijden het risico op ongevallen minimaliseren. Bij een incident worden de achterliggende vrachtwagens direct gealarmeerd en kunnen ze veilig reageren
Pilotprojecten hebben aangetoond dat platooning-technologie weinig of geen infrastructuurontwikkeling vereist. In 2018 hebben MAN Truck & Bus en DB Schenker een onderzoeksproject uitgevoerd om geconnecteerde vrachtwagens te testen in de dagelijkse logistieke operaties. Gedurende enkele maanden reden twee vrachtwagens, uitgerust met geavanceerde rijhulpsystemen, op de snelweg tussen München en Augsburg, in totaal 35.000 kilometer. Het onderzoek richtte zich ook op de impact die de nieuwe technologie zou kunnen hebben op de neurofysiologische en psychosociale toestand van de chauffeurs.
Het ENSEMBLE-onderzoekproject, dat door de Europese Unie wordt gefinancierd, heeft tot doel in de komende drie jaar in heel Europa pelotons op te zetten. Vrachtwagenfabrikanten (Scania, Daimler, Iveco, MAN, Volvo, DAF, Renault), instituten en leveranciers gaan samenwerken om een integrale multi-brand aanpak te ontwikkelen. Praktische tests op gesloten testterreinen en in de praktijk zullen helpen om de impact op het verkeer en de infrastructuur te beoordelen. De resultaten zullen helpen bij het vaststellen van maatstaven met de definitie van een V2V-communicatieprotocol.
Simulatie speelt een essentiële rol
In de 20 jaar dat ze dit onderwerp onderzoeken, hebben de PTV experts een groeiende interesse in platooning waargenomen bij fabrikanten en transportautoriteiten vanwege de mogelijkheden die het biedt voor het verkeer, de veiligheid en het verminderen van de impact op het milieu. Daarom werken ze voortdurend aan innovaties op dit gebied.
Met de software van PTV is het mogelijk om aangesloten autonome voertuigen en dus pelotons in een virtuele omgeving te simuleren. Verschillende scenario’s, op elke rijstrook of infrastructuur, kunnen worden getest en geanalyseerd.
Jochen Lohmiller, Principal Product Manager voor Microsimulation Mobility bij PTV Group, merkt op: “Er zijn enkele platooning-pilots in het veld. De impact van autonome vrachtwagenpelotons die naast conventionele voertuigen bestaan, is echter nog niet voldoende bestudeerd. Aangezien deze systemen zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevinden en hun effecten op onze wegen slechts theoretisch zijn, speelt simulatie een essentiële rol.”
De impact van platooning op de verkeersstroom
In een recente studie analyseerden PTV experts de impact van pelotons van 3 tot 8 vrachtwagens op de verkeersstroom. In PTV Vissim zijn twee omgevingen gemodelleerd: een eenvoudig wegennet met oververzadigde verkeersomstandigheden om doorvoervariaties te verkennen. En een bestaand netwerk – het model van een vierbaanswegcorridor, gelegen tussen Eindhoven en Helmond in Nederland, met meerdere aangrenzende voorzieningen, zoals uitvalswegen en stadswegen.
Een van de doelstellingen was om te laten zien hoe platooning de operaties kan verbeteren zonder de noodzaak van geavanceerde signaleringssystemen langs de corridor.
“In de studie hebben we ons niet gericht op de voertuigdynamiek binnen het peloton. We analyseerden hoe stabiele pelotons en hun configuraties en alle gerelateerde parameters de verkeersstroom op verschillende soorten wegen beïnvloeden,” legt Jochen Lohmiller uit.
De microsimulatiesoftware leverde een gedetailleerd en realistisch model van het werkelijke verkeer in verschillende scenario’s, waardoor de voorwaarden voor een optimale verkeersstroom konden worden bepaald. De analyse toonde de voordelen van pelotonformaties aan in termen van prestaties en wegcapaciteit – niet alleen voor vrachtwagens, maar ook voor personenauto’s.
Binnen de onderzoeksgemeenschap is veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van algoritmen om stabiliteit in de pelotons te bereiken als voorwaarde voor veilig en efficiënt verkeer. Daarom hebben de PTV experts in het kader van het onderzoek ook eerder onderzoek gedaan naar pelotonsparameters en hun mogelijke waarde voor de PTV-algoritmen. En ze waren in staat om het platooning-algoritme te valideren dat in PTV Vissim 2020 is geïmplementeerd in het kader van CoEXist – een Europees onderzoeksproject dat zich richt op de interactie tussen semi-automatische en conventionele voertuigen tijdens de overgangsperiode naar volledig autonome wagenparken.
Simulatie in academische studies
Simulatiesoftware opent nu vele nieuwe mogelijkheden. Toekomstige projecten kunnen zich bijvoorbeeld richten op de vorming en ontbinding van pelotons. Tot op heden hebben maar liefst 307 academische studies over platooning geprofiteerd van de PTV-simulatietool. Het bedrijf biedt een speciaal academisch programma dat studenten, docenten en onderzoekers een breed scala aan mogelijkheden biedt om hun studie te ondersteunen.
De PTV studie is ook een technologische showcase. Het dient ter verrijking van publicaties die aan het vakgebied zijn gewijd en brengt een gedocumenteerd licht op het functioneren van de software voor de betrokken gebruikers: bedrijven, wetenschappers, consultants, steden, maar ook universiteiten en grote scholen.
Nog een lange weg te gaan?
Dankzij pilotstudies, simulaties en de constante verbetering van rijhulpsystemen wordt platooning steeds realistischer. Deskundigen zijn optimistisch dat we in de komende 5 jaar de eerste pelotons van semi-autonome vrachtwagens op onze snelwegen kunnen zien. Belangrijke vragen over de impact van vrachtwagenkonvooien op de verkeersveiligheid en het wettelijk kader van platooning moeten echter nog worden gedefinieerd. Een voorbeeld: In pelotons kan de minimale afstand tussen twee vrachtwagens worden teruggebracht van 50 meter tot 10 meter – iets wat in de wet moet worden aangepast.
Dit was ook een van de conclusies van het PTV onderzoek. Peter Sukenik, PTV Vissim Technical Product Manager, een van de auteurs, benadrukt: “Er is nog veel onduidelijkheid over hoe pelotons in de toekomst zullen werken, vooral wat betreft hun rijstrookwisselgedrag en hoe de voertuigen precies zullen aansluiten op en vertrekken uit het konvooi. Zullen voertuigen die met de vereiste snelheid rijden, tijdelijk hun snelheid mogen verhogen om het peloton te bereiken en zich aan te sluiten? Zullen pelotons “wachten” op passende regelingen? Of gaan ze actief op weg naar voertuigen die geschikt zijn voor het peloton? Veel vragen zijn nog onbeantwoord. De combinatie van tests op onze wegen en simulatie in virtuele omgevingen zal helpen om de antwoorden te vinden.”