Si vous conduisez, vous avez peut‑être eu l’expérience de voir un panneau sur une autoroute indiquant « 13 km, embouteillage de 100 minutes à venir » sur le chemin du retour d’un voyage, vous faisant soudainement vous sentir encore plus épuisé. En revanche, peu de gens connaissent la façon dont les exploitants d’autoroutes détectent les accidents et les objets tombés qui provoquent de tels retards et embouteillages. En fait, jusqu’à présent, la détection des conditions anormales a principalement été effectuée via des rapports « humains », tels que ceux soumis par les conducteurs et la police. La dernière technologie de NEC est désormais introduite pour détecter ces situations anormales sur les routes en temps réel. Cette technologie est connue sous le nom de « détection optique par fibre optique » des autoroutes, considérée comme révolutionnaire en ingénierie du trafic. Aujourd’hui, nous vous expliquerons comment cette technologie contribue à la sécurité et à la sûreté des routes.
De la Dépendance aux Rapports Humains à la Détection Précise via IA
"Environ 10 accidents et 60 incidents d’objets tombants se produisent chaque jour le long de l’itinéraire de 600 km des autoroutes sous la juridiction du bureau régional de Tokyo. Pour la sécurité de nos utilisateurs, nous devons répondre à ces incidents dès que possible," déclare Manabu Otani, chef adjoint de la section des installations de la division Maintenance et Service Business au bureau régional de Tokyo de la Central Nippon Expressway (NEXCO Central Japan).
Conventionnellement, les capteurs sont installés à des intervalles de deux kilomètres, mais les conditions de congestion routière ne peuvent être détectées qu’aux points où les capteurs sont situés. « Bien que nous ayons installé environ 1 000 caméras de surveillance, il n’est pas réaliste de surveiller manuellement toutes les images de ces caméras 24 heures sur 24 », déclare Otani, lamentant la difficulté de surveiller l’ensemble de la voie en temps réel.
Le système de détection par fibre optique développé par NEC permet une surveillance en temps réel des « lignes » sans couture plutôt que des « points » distribués sur la route. Comment fonctionne ce système ?
La détection par fibre optique est une technologie de mesure des changements de conditions routières en lisant les variations de réponses causées par les vibrations externes et les fluctuations de température sur les fibres optiques. Une caractéristique distincte de cette technologie est sa capacité à numériser l’ensemble de la longueur de la route avec précision, de sorte que les données sont presque continues. Par exemple, comparé aux capteurs installés à des intervalles d’un kilomètre, les fibres optiques peuvent effectuer la détection en unités de 10 m, ce qui entraîne une augmentation de 100 fois de la résolution.
NEC a pu mettre cette technologie en pratique grâce à la mise en œuvre de la suppression de bruit à l'aide de l'IA. En plus des vibrations des véhicules, divers types de bruit tels que ceux provenant de phénomènes naturels s'ajoutent aux conditions sur la route réelle. Supprimer ce bruit en utilisant la puissance de l'IA de NEC rend les données du capteur utilisables, permettant d'observer la situation des voitures le long de l'ensemble de l'autoroute. Tomoyuki Hino du Laboratoire de développement technologique numérique de NEC déclare avec confiance : "La fusion des technologies de télécommunication optique et de l'IA de NEC a donné lieu à une solution utile pour la société."
Première utilisation commerciale mondiale : Le rapport coût/performance permettant l’utilisation de l’infrastructure de communication existante pour la détection est également un point clé
NEC a réussi à réaliser la première utilisation commerciale mondiale de la détection optique par fibre optique en utilisant la fibre optique pour les télécommunications sur les routes publiques. En coopération avec NEXCO Central Japan, NEC a mené des recherches utilisant des données réelles de vibrations de véhicules. Les résultats de la recherche ont été très salués à l’étranger, y compris en étant sélectionnés comme "Best Technical Paper" à la conférence mondiale des Intelligent Transportation Systems (ITS) 2022 tenue à Los Angeles. Une des raisons du succès de la première utilisation commerciale mondiale de cette technologie révolutionnaire en ingénierie du trafic est sa caractéristique révolutionnaire qui permet d’utiliser les fibres optiques existantes comme capteurs telles qu’elles sont. Les fibres optiques sont utilisées dans divers domaines, tels que les communications mobiles et Internet, et il existe déjà des fibres optiques de communication installées sur les autoroutes. L’idée de NEC était d’utiliser ces fibres optiques existantes comme capteurs pour surveiller les conditions routières. Parce que le système utilise des fibres optiques existantes, il n’est pas nécessaire de perturber le trafic et de réaliser de nouvelles constructions sur les routes, ce qui permet d’introduire le système sans alourdir les utilisateurs et à faible coût.
De plus, alors que les capteurs ordinaires doivent être remplacés pour ajouter des fonctionnalités futures ou améliorer la précision, une autre caractéristique majeure de la détection par fibre optique est la capacité d’ajouter des fonctions et d’améliorer la précision simplement en mettant à jour le logiciel système.
S'efforcer de contribuer à la société de la R&D à l’usage pratique et à l’ère à venir des véhicules autonomes
Une autre raison derrière la réalisation du premier succès mondial est la position progressive de NEXCO Central Japan en matière de technologie. Selon Otani de NEXCO Central Japan, "En recherchant des technologies de détection avec la sécurité des clients comme priorité absolue, nous avons conclu que la détection par fibre optique pourrait être une option efficace et peu coûteuse." NEC a commencé la livraison de sa solution de détection par fibre optique à NEXCO Central Japan au printemps 2022. Au printemps suivant, en 2023, la décision a été prise de l’introduire dans toutes les zones relevant de la Direction régionale de Tokyo. Otani nous a partagé sa vision pour l’avenir, en disant, "Alors que nous nous préparons à une ère où il y aura de plus en plus de véhicules autonomes, nous prévoyons de mettre en œuvre des mesures de sécurité supplémentaires pour fournir des informations de sécurité plus précises grâce à l’utilisation de la détection par fibre optique de NEC et d’autres technologies."
NEC a également fourni des solutions de contrôle de trafic routier depuis de nombreuses années, et Hitoshi Sakurai, division du développement commercial Smart City, département des ventes de transport, qui était responsable de l’introduction de cette technologie à NEXCO Central Japan tant sur le plan technique que commercial, déclare : « Notre compréhension approfondie des problèmes auxquels est confronté NEXCO Central Japan a conduit à une proposition solide et à une introduction fluide. » Les essais sur le terrain menés conjointement avec NEXCO Central Japan sur de vraies autoroutes ont permis de développer et de vérifier les algorithmes d’IA, ouvrant ainsi la voie à l’utilisation pratique de cette technologie révolutionnaire en génie du trafic.
En plus de la reconnaissance internationale de ses résultats de recherche, NEC attire également l’attention sur l’utilisation commerciale de cette technologie. Face aux problèmes routiers rencontrés par NEXCO Central Japan, identiques à ceux rencontrés dans tout le Japon et dans le reste du monde, Sakurai et ses collègues cherchent à s’étendre à l’étranger en mettant l’accent sur la sécurité et la sûreté des routes non seulement au Japon mais aussi à l’échelle mondiale.
Visant à atteindre son Objectif de « créer les valeurs sociales de sécurité, de sûreté, d’équité et d’efficacité pour promouvoir un monde plus durable où chacun a la possibilité d’atteindre son plein potentiel », NEC continuera à relever les défis qui l’attendent et à étendre ses efforts dans le reste du monde.