Några år sedan, Dr Arghavan Louhghalam, Biträdande professor i civil- och miljöteknik vid UMass Dartmouth, började studera sambandet mellan vägdesign och förhållanden och överbränsleförbrukning och miljöpåverkan. Med hjälp av mekanistiska modeller, teamet konstaterade att det finns ett samband mellan koldioxid (CO ₂ ) utsläpp och klimatförändringar.

"När du kör över en ojämn väg, ditt fjädringssystem avleder energi för att öka åkkomforten. Denna energi måste kompenseras med extra motorkraft som leder till mer bränsleförbrukning och miljöpåverkan, Louhghalam förklarar. "Men för att uppskatta nätverksnivån CO ₂ utsläpp, vi behövde också data om vägytans förhållanden." Eftersom det är verkligen svårt att få data för hela nätverket av vägar och på ett kontinuerligt sätt, Louhghalam och hennes team bestämde sig för att utveckla en algoritm (och en app) som kan användas för att uppskatta vägytans tillstånd från data som är lättillgänglig t.ex. genom crowdsourcing.

Hennes team inkluderar Dr Mazdak Tootkaboni från UMass Dartmouth och Dr Franz-Josef Ulm från MIT, och studenter från UMassD, MIT och runt om i världen inklusive två av hennes tidigare studenter - Meshkat Botshekan, som nu bedriver sin Ph.D. vid MIT och Taylor Johansen, som nu läser sin masterexamen vid Stanford University. "Resultaten av vår forskning visar att ojämna vägar kommer att resultera i en ökning av bränsleförbrukningen och CO ₂ utsläpp. De påverkar också omfattningen av slitaget för fordon, " hon säger.

Hitta Carbin

Teamet utvecklade en app som heter Carbin, vilket är unikt stavat av flera anledningar. "Appen ger mängden koldioxidavtryck vid körning på ojämna vägar. Appen ger mängden energi (Carb) i fjädringssystemet som avleds till värme och leder till utsläpp av CO ₂ i miljön, och appen kan placera bilarna i olika kategorier, säga, sedan, SUV, lastbil, etc, " förklarar Louhghalam.

Hur Carbin fungerar

Appen använder data från förares mobiltelefoner på ett crowdsourcet sätt för att sluta sig till att vägytan är ojämn (mycket bredare än gropar), fordonets bränsleförbrukning, och de relaterade växthusutsläppen. Den liknar alla navigeringsappar men du har möjlighet att använda den utan navigering i bakgrunden. "När du öppnar appen måste du trycka på "spela in utan navigering" och när du är klar med körningen trycker du helt enkelt på "finish"-knappen för att tillåta överföring av data till vår server på Amazon Web Services (AWS), " Louhghalam förklarade. Uppgifterna är helt anonyma. "Med andra ord, Carbin kommer aldrig att veta vem som gick vart."

Utnyttja GPS-data

För att korrekt samla in data, telefonens position måste vara fixerad, det är på ett mobiltelefonfäste, i mugghållaren, eller på golvet. "Den kan inte vara i din hand eller i fickan. Vi kommer att kassera uppgifterna när vi känner igen de fallen, " säger Louhghalam. "Vi använder GPS-data för att kunna lokalisera var accelerationer registreras så att vi kan visa vägförhållandena på kartan senare (se http://fixmyroad.us)."

Resultatet, dvs grovhetsmätningar i form av internationellt grovhetsindex (IRI), är allmänt tillgänglig för alla. "Beläggningssystem i federala och statliga myndigheter, såväl som kommuner, kan använda uppgifterna från Carbin för att bestämma vilka vägar som ska repareras (för att spara resurser) och för att minska miljöpåverkan, ", sa Louhghalam. "Flottsföretag och förare kan använda den för att hitta rutter som är mindre svåra för att minska sin bränsleförbrukning och skador på sina fordon och godset de transporterar."

Carbins mångfacetterade fördelar

Louhghalam säger att bättre vägar är kärnan i Carbin-målen." Även om enskilda förare kan fatta välgrundade beslut, Att spara bränsle för en enskild förare är inte enormt. Å andra sidan, den ackumulerade effekten är enorm. Detta innebär att vägverk och myndigheter som hanterar vägar är de som drar mest nytta av Carbin genom att inkludera resultaten i sina beslutsprocesser för underhåll för att inte bara spara på sina resurser utan också minimera miljöpåverkan från körning, " säger hon. "Den andra enheten skulle vara flottaägare och fraktföretag. "Resultaten kommer att hjälpa dem i vägval för att minimera deras bränsleförbrukning och skador på deras fordon och gods."

I städer, trottoarernas kvalitet kan bidra till cirka 15 % av ett fordons bränsleförbrukning, vilket följaktligen leder till mer utsläpp av växthusgaser, säger Botshekan. "Vidare, användare kan ta hänsyn till ett extra index för att välja sin rutt – ojämnhet på vägen – vilket hjälper dem att minska bränsleförbrukningen och bidra till en mer hållbar miljö." Carbin-appen är gratis och tillgänglig för nedladdning till iOS- och Android-enheter. "Också vårt team arbetar på att utveckla Carbin Ghost-appar och SDK:er för att inkluderas i andra enheter också, " säger Louhghalam.