נסיעת מבחן

ITC לימדה רמזורים לקרוא את הכביש בזמן אמת, קונוואס לימדה את התשתית לזהות סכנה מראש – שתיהן הפכו מניסוי ללקוח משלם

פיתוח טכנולוגיות לתחבורה חכמה לא יכול להישאר במעבדה. כדי לדעת אם מערכת המבוססת על בינה מלאכותית, ראייה ממוחשבת, מחשוב קצה או תקשורת בין כלי רכב מסוגלת להתמודד עם העולם האמיתי, עליה להוכיח את עצמה במקום שבו העולם האמיתי מתרחש – על כבישים סואנים, בצמתים, במעברי חצייה ובמרחב עירוני חי. רק שם אפשר לבחון אותה בתנאי שטח, והאם יש לה פוטנציאל להפוך מטכנולוגיה מבטיחה לפתרון מסחרי משמעותי.

אחת מזירות הניסוי המובילות בעולם בתחום זה היא קיוריוסיטי לאב (Curiosity Lab), הפועלת בעיר פיצ'טרי קורנרס (Peachtree Corners) שבמדינת ג'ורג'יה בארצות הברית. העיר פיתחה אקוסיסטם ייחודי לחדשנות בתחומי התחבורה החכמה, התשתיות והרכב המקושר, המאפשר לחברות לבחון את הפתרונות שפיתחו בסביבה עירונית פעילה, לצד רשויות מקומיות, שותפים עסקיים ולקוחות פוטנציאליים. כלומר, מדובר בזירת ניסוי שפותחת בפני החברות גם הזדמנות להיכנס לשוק האמריקאי.

שיתוף הפעולה עם קיוריוסיטי לאב, שמובילה החטיבה הבינלאומית של רשות החדשנות, מאפשר גם לחברות ישראליות לבצע פיילוטים בסביבה העירונית הפעילה, לקבל גישה לתשתיות, לרשויות מקומיות, לשותפים עסקיים וללקוחות פוטנציאליים, ולהתאים את הפתרונות שפיתחו לצורכי השוק האמריקאי. עבור חברות ישראליות אחדות, זהו השלב שבו הטכנולוגיה מפסיקה להיות אבטיפוס ומתחילה להפוך למוצר מסחרי.

שתיים מהחברות שפעלו במסגרת התוכנית הן ITC ו-ConnVAS. שתיהן עוסקות בתחבורה חכמה ובחנו את הטכנולוגיות שפיתחו באותה זירת ניסוי בג'ורג'יה, אך כל אחת מהן ביקשה לפתור בעיית תחבורה שונה.

אצל אהרון בראונר, ממייסדי (Intelligent Traffic Control) ITC , הכול התחיל בשאלה פשוטה. "אשתי שעמדה בפקק שאלה למה הרמזור נותן אור ירוק לכביש ריק בזמן שאנחנו עומדים", הוא מספר. השאלה הזו הובילה את בראונר לבחון מחדש את הדרך שבה מתנהלים צמתים ברחבי העולם. הוא גילה שמרבית הרמזורים עדיין פועלים על פי תוכניות שנקבעו מראש, המבוססות על מדידות שבוצעו בעבר, ולכן אינם מסוגלים להגיב לשינויים המתרחשים בכביש בזמן אמת.

הרמזור מפסיק לנחש

בראונר לא הגיע מעולם התחבורה. הוא מהנדס חשמל ומחשבים בהכשרתו, וכשניגש לממש את הרעיון בחן מספר גישות שונות. אחת מהן הגיעה דווקא מתחום אחר לגמרי: אופטימיזציה של זרימת חשמל ברשתות. "העקרון דומה", הוא מסביר. "באחד מנסים להזרים כמה שיותר אלקטרונים דרך רשת קיימת, ובשני בודקים איך אפשר להזרים כמה שיותר כלי רכב על אותה תשתית"

עם סיום הלימודים הקימו בראונר ודביר קניג את החברה, מתוך מחשבה שאפשר לנהל את תנועה בדרך שונה לחלוטין. ברוב הצמתים בעולם הרמזורים עדיין פועלים על בסיס תוכניות שנקבעו מראש. מהנדסי התחבורה מבצעים סקרי תנועה, בוחנים את מספר כלי הרכב בכל כיוון בשעות שונות של היום, ועל סמך הנתונים הללו בונים תרחישי פעולה קבועים לרמזור. אלא שהתנועה עצמה משתנה ללא הרף. "אני יכול לדעת באמצעות המצלמות שלנו מה קורה בכל רגע נתון", אומר בראונר. "אם כך, למה שהרמזור יתבסס על ספירות שנעשו ביום אקראי לפני חודשים?"

כדי להתמודד עם הפער הזה פיתחה ITC את ויז'ן-פלו (VisionFlow), מערכת המבוססת על מצלמות, ראייה ממוחשבת ובינה מלאכותית. ויז'ן-פלו מייצרת תמונת מצב מתעדכנת של העומס בכל כיוון בצומת, ועל בסיסה מחשבת בזמן אמת את חלוקת הזמנים היעילה ביותר, בהתאם למדיניות שקבעה הרשות המקומית. המערכת פועלת על גבי תשתית הרמזורים הקיימת, בלי להחליף אותה ובלי לחייב את העירייה בציוד ייעודי של יצרן מסוים.

"בסופו של דבר", מסכם בראונר, "רמזור הוא מערכת שמקבלת החלטות. השאלה היא על בסיס איזה מידע היא מקבלת אותן". בראונר מדגיש כי המדיניות נשארת בידי הרשות המקומית ומהנדסי התחבורה שלה, והם אלה שקובעים את סדרי העדיפויות בצומת. תפקידה של המערכת הוא ליישם את המדיניות הזו בזמן אמת, בכל מחזור רמזור מחדש, בדיוק שלא ניתן להשיג בתכנון מראש.

הפיתוח לא נשאר תיאורטי והחברה פרוסה היום במאות צמתים, פרויקטים ורשויות מקומיות בישראל. לצד זאת מדווחת החברה על הזמנות בהיקף גדול יותר מחוץ לישראל, במספר יבשות. הפריסה היוותה את הבסיס לשלב הבא, אבל גם הגדירה את האתגר הבא: להוכיח שהטכנולוגיה מסוגלת לעבוד גם בתשתיות אמריקאיות, תחת תקינה ודרישות מקצועיות שונות, ובשוק שעדיין לא מכיר את החברה.

הרבה יותר מהוכחת יכולות

ההזדמנות לכך הגיעה במסגרת תוכנית שיתוף הפעולה של החטיבה הבינלאומית ברשות החדשנות. עבור ITC, הפיילוט היה הרבה יותר מניסוי טכנולוגי. הוא איפשר לחברה לבחון כיצד המערכת משתלבת בתשתיות תחבורה אמריקאיות, האם היא עומדת בדרישות הרגולציה המקומית ואיך מגיבים אליה אנשי המקצוע שעתידים לקבל את ההחלטה אם להטמיע אותה.

במהלך הפיילוט ניתחה המערכת בזמן אמת נתוני וידאו ממספר צמתים מרומזרים, וחישבה עבור כל צומת את תוכנית הרמזור המתאימה למצב התנועה בפועל. במקביל נבחנה יכולתה להשתלב במערכות התחבורה המקומיות ולעמוד בדרישות ניהול התנועה הנהוגות בארצות הברית.

"היינו בסימן שאלה גדול", מספר בראונר. "לא ידענו אם מה שעובד בישראל יעבוד גם בארצות הברית. ברגע שאתה מוכיח את עצמך שם, זו כבר נקודת פתיחה אחרת לגמרי".

בעקבות הצלחת הפיילוט החלה עיריית פיצ'טרי קורנרס לקדם התקנת מצלמות בשלושה צמתים נוספים, והחברה מעריכה כי הכניסה לשוק האמריקאי פותחת בפניה פוטנציאל עסקי בהיקף של עשרות מיליוני דולרים בשנים הקרובות.

עבור בראונר, המשמעות רחבה עוד יותר. "אין פתרון שיגרום לפקקים להיעלם", הוא אומר. "התפקיד שלנו הוא לצמצם אותם, לקצר את משך הזמן שלהם ולהפחית את העומס שהם יוצרים. אם הצלחנו לעשות את זה, עשינו את שלנו"

במשך יותר מחצי שנה נבחנה המערכת בתנאי אמת, ובתום תקופת הניסוי בחרה עיריית פיצ'טרי קורנרס להרחיב את הפרויקט והפכה ללקוח משלם של החברה. במקביל נוצרו קשרים עם חברות אמריקאיות הפועלות בתחום תשתיות הכבישים ועם חברות בינלאומיות נוספות הפועלות באקוסיסטם של העיר.

במבט מהיר: ITC – VisionFlow

המשימה

לאפשר לצמתים לנהל את התנועה בזמן אמת, באמצעות בינה מלאכותית וראייה ממוחשבת, במקום להסתמך על תוכניות רמזורים שנקבעו מראש.

האתגר

להוכיח שמערכת לניהול תנועה יכולה להשתלב בתשתיות תחבורה קיימות, להגיב לשינויים בזמן אמת ולשפר את זרימת התנועה, בלי להחליף את מערכות הרמזורים העירוניות.

החיבור ששינה את המשחק

שיתוף הפעולה עם קיוריוסיטי לאב בפיצ'טרי קורנרס איפשר לחברה, שכבר פרוסה במאות צמתים בישראל ועם הזמנות בהיקף גדול יותר מחוץ לישראל, להתאים את המערכת לתשתיות ולתקינה האמריקאיות ולפתוח דלת לשוק האמריקאי.

תפקידה של רשות החדשנות

באמצעות החטיבה הבינלאומית, שיצרה את החיבור לקיוריוסיטי לאב והשקיעה בפרויקט, התאפשר לחברת ITC לבחון את הטכנולוגיה בסביבה עירונית פעילה ולהאיץ את כניסתה לשוק הבינלאומי.

לאן ממשיכים מכאן?

לאחר הפיילוט המוצלח מקדמת עיריית פיצ'טרי קורנרס התקנת מצלמות בשלושה צמתים נוספים. החברה מעריכה פוטנציאל עסקי של עשרות מיליוני דולרים בשנים הקרובות, לצד הרחבת הפעילות לערים נוספות בארצות הברית.

שורה ששווה לקחת

"רמזור הוא מערכת שמקבלת החלטות. השאלה היא על בסיס איזה מידע היא מקבלת אותן."

עיר פעילה אינה מעבדה סטרילית. היא מציבה בפני הטכנולוגיה תנועה משתנה, תשתיות קיימות, דרישות בטיחות, רגולציה והתנהגות אנושית שאי אפשר לשחזר במלואה בתנאי מעבדה. החיבור לאתרי פיילוט בינלאומיים מאפשר לחברות ישראליות לבחון את המערכות שלהן בתנאי אמת, להוכיח ביצועים ולפתח פתרון שמתאים לא רק לניסוי מוצלח, אלא גם להטמעה ולמסחור.

התשתית רואה הכול

בעוד שחברות רבות בתחום התחבורה החכמה התמקדו בכלי הרכב עצמם, בקונוואס (ConnVAS) בחרו להתחיל דווקא מהכיוון ההפוך – מהתשתית. "המטרה הייתה להגיע בסופו של דבר לעולם הרכב", מספר ירון עברון, ממייסדי החברה. "אבל הבנו שלהתחיל שם זו משימה מורכבת מאוד. התשתית נראתה כנקודת פתיחה הרבה יותר ריאלית."

הבחירה הזו עיצבה את דרכה של החברה. במקום לפתח מערכת המותקנת בתוך כלי הרכב, קונוואס פיתחה פלטפורמה חכמה המותקנת על גבי התשתית העירונית עצמה. בלב המערכת נמצא מחשב קצה תעשייתי המעבד את המידע במקום שבו הוא נאסף, ומחובר למצלמות ולאמצעי תקשורת שונים. באמצעות ראייה ממוחשבת ובינה מלאכותית המחשב מזהה בזמן אמת את המתרחש במרחב העירוני ומעביר את המידע לגורמים הרלוונטיים.

לדברי עברון, העתיד טמון ביכולת של כלל מרכיבי מערכת התחבורה להחליף ביניהם מידע באופן רציף. "העולם הולך לכיוון שבו התשתיות יפיקו מידע מהכביש, בדיוק כפי שמערכות בקרה אוויריות עוקבות אחרי כל מה שמתרחש בשמיים", הוא אומר. "מערכות התחבורה יזהו את כל מה שזז, יעבירו את המידע לכלי הרכב, למרכזי בקרת התנועה ולכל מי שזקוק לו, כדי שכל המערכת תוכל לקבל החלטות טובות יותר".

כדי לאפשר את זרימת המידע, המערכת מבוססת על תקשורת V2X (Vehicle to Everything), שעברון מתאר כמעין Wi-Fi של עולם התחבורה. הטכנולוגיה מאפשרת לכלי רכב, לתשתיות ולמערכות בקרה להחליף מידע בזמן אמת, כך שאירוע שמזהה המערכת יכול להגיע מייד אל הנהג, אל מרכז הבקרה או אל כל מערכת אחרת המחוברת לרשת. מבחינת עברון, זהו הכיוון שאליו מתקדמת התחבורה החכמה בעולם. "בסוף", הוא אומר, "הכול ידבר עם הכול".

הבחירה להתחיל מהתשתית הובילה את קונוואס למוצר הראשון שלה: מערכת חכמה למעברי חצייה, שנועדה להתמודד עם אחת הבעיות המוכרות בערים רבות בארצות הברית. במעברי חצייה שאינם מרומזרים מותקנים אורות אזהרה מהבהבים, שנועדו להתריע בפני נהגים על הולכי רגל המבקשים לחצות את הכביש. אלא שבפועל, רוב הולכי הרגל כלל אינם לוחצים על כפתור ההפעלה, ולכן במקרים רבים המערכת אינה פועלת.

הפתרון שפיתחה קונוואס מבטל את הצורך בהתערבות אנושית. המערכת מזהה באופן אוטומטי את הולך הרגל המתקרב למעבר החצייה, בוחנת אם מתקרב רכב, ומפעילה את אורות האזהרה רק כאשר הדבר נדרש. במקביל היא שולחת התרעה גם אל כלי רכב המצוידים במערכות תקשורת מתאימות, עוד לפני שהנהג מגיע למעבר החצייה. "מערכות ההתרעה שקיימות היום ברכב פועלות רק רגע לפני ההתנגשות", מסביר עברון. "אנחנו רוצים לתת לנהג את המידע הרבה קודם".

אבל מבחינת קונוואס, מערכת מעבר החצייה היא רק נקודת ההתחלה. אותה מערכת אוספת גם מידע על דפוסי השימוש במעבר חצייה, מזהה עבירות תנועה, מתעדת מצבי "כמעט תאונה" ומספקת לרשות המקומית תמונת מצב מפורטת על המתרחש בשטח. כך הופכת התשתית מגורם פסיבי, המבצע פעולה אחת בלבד, למקור מידע המסייע לקבל החלטות, לשפר את הבטיחות ולתכנן את התשתיות העירוניות על בסיס נתונים.

מבחן המציאות

חברת קונוואס ראתה בשיתוף הפעולה עם קיוריוסיטי לאב הזדמנות יוצאת דופן. "בתחום התחבורה קשה מאוד לבצע ניסויים", אומר עברון. "יש רגולציה, יש אחריות כבדה, ובצדק. ברגע שאתה מציב טכנולוגיה חדשה במרחב הציבורי, אסור שהיא תסכן אף אחד. קיוריוסיטי לאב הוקמה בדיוק כדי לאפשר לחברות לבחון טכנולוגיות כאלה בסביבה עירונית אמיתית, בתהליך מהיר ונגיש יותר מזה שמקובל בדרך כלל."

שיתוף הפעולה עם קיוריוסיטי לאב החל באמצעות החטיבה הבינלאומית של רשות החדשנות, שכבר פעלה מול צוות המעבדה והכירה את אפשרויות הניסוי שהיא מציעה. "רשות החדשנות עודדה אותנו לצאת לניסוי, סייעה במימון וחיברה אותנו לאנשים הנכונים", מספר עברון. "התהליך כולו היה פשוט ונגיש הרבה יותר ממה שציפינו."

הניסוי עצמו חייב את החברה להוכיח שהטכנולוגיה אינה רק עובדת, אלא גם משתלבת במרחב העירוני ובתשתיות הקיימות. בעקבות הצלחת הניסוי, נפתחו בפני קונוואס הזדמנויות עסקיות שלא היו מתאפשרות ללא ההוכחה בשטח. החברה החלה לעבוד עם מפיצים מקומיים בארצות הברית, יצרה שיתופי פעולה עם קבלנים המתקינים מערכות תחבורה חכמה, ובהמשך גם עם יצרנית קנדית של מערכות למעברי חצייה, המשלבת את הטכנולוגיה הזו במוצריה.

עבור עברון, הפיילוט לא היה מבחן טכנולוגי בלבד, אלא מבחן שוק. הוא סיפק לחברה הזדמנות לבחון את הפתרון שפיתחה בתנאי אמת, מול לקוחות, שותפים ותשתיות אמיתיות, ולהוכיח שהרעיון שעליו הוקמה החברה מסוגל לעבוד גם מחוץ למעבדה. מבחינה זו, הסיפור של קונוואס ושל ITC הוא לא רק סיפור על תחבורה חכמה, אלא על הדרך שעוברות חברות דיפ-טק בדרך לשוק הבינלאומי. הטכנולוגיה היא נקודת ההתחלה. היכולת להוכיח אותה בתנאי אמת היא לא פעם מה שקובע אם היא אכן תהפוך למוצר מסחרי.