Trójkolorowe sygnalizacje swietlne sa uzywane od ponad 100 lat. Teraz naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Pólnocnej proponuja czwarte swiatlo, które mogloby skrócic czas tracony pomiedzy zmianami swiatel, a tym samym zwiekszyc plynnosc ruchu i zmniejszyc zuzycie paliwa. Do dzialania nowej sygnalizacji potrzebna bylaby jednak komunikacja miedzy pojazdami autonomicznymi a infrastruktura oraz wysoki poziom automatyzacji samochodów.
– Od kilku lat zajmujemy sie zagadnieniem prowadzenia pojazdów autonomicznych na skryzowaniach. Zaproponowalismy kilka metod – niektóre z poczatkowych pomyslów byly bardzo pomocne, ale wylacznie wtedy, gdyby flota byla w 100 proc. zlozona z pojazdów autonomicznych – mówi agencji Newseria Innowacje Ali Hajbabaie z z Wydzialu Inzynierii Ladowej i Srodowiskowej Uniwersytetu Stanowego Karoliny Pólnocnej, wspólautor badania. – Próbowalismy wiec znalezc sposób na wykorystanie pojazdów autonomicznych do kontroli sytuacji na skryzowaniu i preplywu pojazdów prez nie, aby osiagnac poprawe bezpieczenstwa, ruchu, skrócenie czasu podrózy, wieksza prepustowosc, a takze zwiekszyc równosc pomiedzy pojazdami prowadzonymi prez kierowców oraz pomiedzy pojazdami konwencjonalnymi i autonomicznymi.
Symulacje komputerowe preprowadzone prez inzynierów z Wydzialu Inzynierii Ladowej i Srodowiskowej Uniwersytetu Stanowego Karoliny Pólnocnej wykazaly, ze takie zadanie mogloby spelniac dodatkowe swiatlo w sygnalizacji.
– Musielismy znalezc sposób na komunikacje z pojazdami prowadzonymi prez kierowców, dlatego potrzebowalismy nowego elementu sygnalizacji swietlnej. W naszych opracowaniach i modelach wykorystalismy swiatlo biale, ale mozna zastosowac kazdy niewykorystany i dobre widoczny kolor – mówi Ali Hajbabaie.
Zgodnie z zalozeniem nowy system swiatel mialby dzialac w taki sam sposób jak obecny, czyli stosowane bylyby trzy podstawowe kolory: czerwony, pomaranczowy i zielony. Jezeli jednak zostanie wykryta progowa liczba samochodów autonomicznych zblizajacych sie do skryzowania, uruchamiana bylaby dodatkowa faza swiatla, zastepujac system trech swiatel.
– Biale swiatlo oznaczaloby, ze zaden pojazd nie moze zmienic pasa, a oprócz tego kazdy pojazd prowadzony prez czlowieka musi podazac za popredzajacym go pojazdem. Jesli pojazd przed nami przyspiesza, my tez mozemy przyspieszyc, jesli sie zatrymuje, równiez musimy sie zatrymac – tlumaczy naukowiec. – Nie jest to drastyczna zmiana w porównaniu do jazdy w normalnych warunkach. Róznica polega na tym, ze biale swiatlo pojawi sie jednoczesnie w kilku punktach skryzowania wyznaczajacych rózne kierunki jazdy. Dzieki podazaniu za popredzajacym nas pojazdem bedzie mozna kontrolowac preplyw pojazdów i unikac kolizji oraz poprawic prepustowosc na skryzowaniu.
Symulacje wykazaly, ze niewielka poprawa plynnosci ruchu (o ok. 3 proc.) nastepuje juz wówczas, gdy na skryzowaniu znajduje sie 10 proc. pojazdów autonomicznych. Wraz ze wzrostem ich odsetka wzrastala takze poprawa w preplywie ruchu. Wyliczenia pokazaly, ze przy co trecim samochodzie autonomicznym opóznienia zmniejszaja sie o niemal 11 proc.
– Pry dotychczasowej sygnalizacji swietlnej sporo czasu uplywa na zmiane miedzy swiatlem zielonym w jednym kierunku a w kolejnym. W inzynierii ruchu nazywamy to czasem straconym. Jest to ok. 4–5 sekund przy kazdej zmianie. Sa skryzowania, na których wystepuja prejscia miedzy czterema kierunkami, i tak w sumie daje to 16 sekund straconych na kazdym cyklu swiatel – wylicza Ali Hajbabaie.
Jak przekonuje, wprowadzenie czwartego swiatla pomogloby uplynnic ruch, czas tracony w korkach, a takze zmniejszyc zuzycie paliwa. Jak podaje ranking TomTom Traffic Index 2022, w najbardziej zatloczonych miastach w korkach spedza sie nawet ponad 150 godz. rocznie (m.in. w Londynie czy Chicago). W rankingu znalazlo sie tez siedem polskich miast, na czele z Wroclawiem (80 godz.).
– Skryzowania sa glównym zródlem zatorów w sieci drogowej. Dlatego to badanie jest bardzo wazne, poniewaz pokazuje, ze mozemy uzyskac znaczne ograniczenie czasu jazdy – ocenia naukowiec. – Pretestowalismy to rozwiazanie za pomoca symulacji komputerowych i nie stwierdzilismy zadnych problemów, jednak symulacja znacznie sie rózni od rzeczywistych warunków na drodze, kiedy poruszaja sie po niej prawdziwi kierowcy. Naszym zdaniem dzieki odpowiedniemu szkoleniu i rozpowszechnianiu wiedzy na temat nowego oznakowania nie bedzie chaosu ani zagrozenia dla bezpieczenstwa. Najwazniejsze jest to, aby po wlaczeniu sie nowego swiatla po prostu podazac za pojazdem znajdujacym sie z produ mozliwie jak najblizej. Nie musimy scisle zachowywac tej samej odleglosci – jesli zwiekszy sie ona lub zmniejszy, model pozwoli na odpowiednie dostosowanie ruchu, wiec moim zdaniem nie powstanie chaos ani zagrozenie dla bezpieczenstwa. Wyniki symulacji wskazuja raczej na poprawe bezpieczenstwa.
Zdaniem naukowców rozwiazanie mozna byloby pretestowac juz teraz, w miejscach z duza liczba autonomicznych samochodów, m.in. w punktach preladunkowych czy portach. W miastach na takie rozwiazanie treba bedzie jednak poczekac.
– Rozwiazanie wymaga lacznosci miedzy pojazdami a infrastruktura oraz miedzy samymi pojazdami. Potrebny jest równiez wysoki poziom automatyzacji, który okreslamy jako poziom czwarty lub piaty. Pod wzgledem technologii automatyzacji jestesmy bardzo bliscy osiagniecia tych poziomów, ale nadal czasami zdaraja sie kolizje. Brakuje jeszcze lacznosci miedzy pojazdami oraz miedzy pojazdami a infrastruktura. Gdy taka lacznosc zostanie wprowadzona, bedziemy mogli wdrozyc nasze rozwiazanie – mówi Ali Hajbabaie.
