‘Elke auto moet dezelfde taal spreken’

| Jelle Posthuma

Dé oplossing voor fileproblemen, onveilige verkeerssituaties en hoge CO2-uitstoot? Volgens hoogleraar Geert Heijenk, die morgen zijn oratie uitspreekt in de Waaier, zijn dat draadloze communicatienetwerken. Hij is sinds 2017 hoogleraar Wireless Networks & Mobility bij de faculteit EEMCS.

Photo by: Elroy van Sloten

Waar gaat u tijdens uw oratie over vertellen?

‘Over draadloze communicatienetwerken, daar heb ik jaren onderzoek naar gedaan. Intelligente verkeerssystemen zijn een interessant toepassingsgebied van deze netwerken. Vandaar de titel van mijn oratie: Wireless networks hit the road - towards cooperative automated driving.’

Hoe ziet die toepassing in verkeerssystemen eruit?  

‘In de auto’s van tegenwoordig is steeds meer geautomatiseerd. Trap je op de rem, dan stuur je feitelijk een remsysteem aan. De ultieme vorm van automatisering is op dit moment de zelfrijdende auto. Het bekendste voorbeeld is Waymo, een zusterbedrijf van Google dat met volledige geautomatiseerde auto’s experimenteert. Daar zijn ze behoorlijk ver mee. Maar waar Waymo nog problemen ondervindt, en waar draadloze communicatienetwerken om de hoek komen kijken, is in de samenwerking met andere auto’s in het verkeer.’

‘In mijn oratie ga ik het hebben over drie grote problemen die we met communicatiesystemen (deels) kunnen oplossen. Allereerst de emissie. In Europa zorgt transport voor 25% van de CO2-uitstoot. Driekwart daarvan wordt veroorzaakt door wegtransport. Daarnaast vallen er in Europa jaarlijks nog altijd 25.000 verkeerdoden. Als ik nu met een revolutionair idee zou komen dat ons van A naar B kan vervoeren, maar waar wel jaarlijkse 25.000 doden bij vallen, dan zou ik worden uitgelachen. Het derde probleem is dat onze wegen verstopt raken.’

En draadloze communicatienetwerken bieden uitkomst?

‘Ja, we kunnen deze drie problemen aanpakken. De kern is dat we auto’s onderling met elkaar laten communiceren. Als auto’s bewust zijn van het andere verkeer kunnen we ongelukken voorkomen. Dat is de eerste winst. Voor de uitstoot geldt dat onderlinge communicatie het brandstofgebruik flink kan reduceren. Als vrachtauto’s nauwkeurig met elkaar communiceren, kunnen ze dichter op elkaar rijden, op afstanden die een menselijke bestuurder niet kan corrigeren, maar een draadloos communicatiesysteem wel. Bij vrachtwagens gaat een kwart van de brandstof verloren aan luchtweerstand. Wanneer vrachtwagens door onderlinge communicatie in een compacte colonne kunnen rijden, is er veel minder luchtweerstand. Dat levert al snel 17% brandstofreductie op.’

‘Een nog veel grotere besparing zit ‘m in het weggebruik. In het ‘’normale verkeer’’ is er altijd sprake van schokgolven. Wanneer de voorste auto remt in een drukke verkeerssituatie, moet de auto daarachter nog meer vaart minderen en vijf auto’s daarachter staat het verkeer stil. Dit noemen we string instabiliteit. Onderling communicerende auto’s geven aan het achterliggende verkeer door of ze accelereren of decelereren, wat zorgt voor veel minder snelheidsverstoringen.’

‘Wij hebben deze situatie op grote schaal gesimuleerd. Waar een normale weg 2000 auto’s per uur verwerkt, is op dezelfde weg met onderlinge communicatie tussen voertuigen een capaciteit van 3600 auto’s per uur mogelijk. In mijn oratie noem ik de verbreding van de A1. Als we door communicatiesystemen de snelheidsverstoringen kunnen voorkomen is deze uitbreiding helemaal niet nodig. Nu bedragen de kosten 440 miljoen euro. Dat bedrag kunnen ze mooi aan mijn onderzoeksbudget toevoegen, haha.’

Wat zijn de belangrijkste uitdagingen om deze techniek te introduceren?

‘Deze communicatiesystemen stellen hele hoge eisen aan netwerken. Er mag maar weinig vertraging zijn, de hoeveelheid data is ontzettend groot en de betrouwbaarheid moet hoog zijn. Dat kan nog niet met de huidige netwerken. Mijn onderzoek gaat over de netwerktechnologie die we daarvoor nodig hebben en de achterliggende wiskundige modellen. Daarnaast is de nieuwe techniek afhankelijk van standaarden: elke auto moet op dezelfde manier communiceren, dezelfde taal spreken. Daarover is nog veel debat. G5 – niet te verwarren met 5G – lijkt een goede standaard voor de auto-industrie. Maar de commerciële belangen zijn groot. Leveranciers willen wel één standaard, mits het hun eigen is.’

Toekomstmuziek dus?

‘Voor volledig intelligente verkeerssystemen moeten we nog wel een paar decennia ‘s wachten, schat ik in. Maar de techniek om files te voorkomen werkt al als één op de vijf auto’s met een communicatiesysteem wordt uitgerust. Dat kan snel worden ingevoerd. In Japan brengt Toyota de eerste auto’s met zulke systemen al op de markt. De technologie is nog niet rijp, maar het is goed om ergens naar te streven.’