Vědci navrhují čtvrté světlo na semaforech – pro samořídící auta

Datum 08.02.2023

Foto: Chris Dickens, Unsplash

K dopravním semaforům se třemi světly by podle dopravních expertů z americké státní univerzity v Severní Karolíně mělo přibýt světlo bílé. Proč? Jenoduše řečeno: kvůli autonomním vozidlům. Ve výpočetních simulacích má totiž nový přístup výrazně zelpšit dobu průjezdu křižovatkami a snížit tak spotřebu paliva.

“Tento koncept, který navrhujeme pro dopravní křižovatky a který nazýváme ‘bílá fáze’, využívá výpočetní výkon samotných autonomních vozidel (AV),” říká Ali Hajbabaie, autor článku a docent stavebního, konstrukčního a environmentálního inženýrství na NC State. “Koncept bílé fáze zahrnuje také novou dopravní signalizaci, aby řidiči-lidé věděli, co mají dělat. Červená světla budou stále znamenat stůj. Zelená světla budou stále znamenat jeď. A bílá světla budou lidským řidičům říkat, aby jednoduše následovali auto před sebou.”

Koncept bílé fáze spočívá v tom, že je možné, aby AV komunikovala bezdrátově jak mezi sebou, tak s počítačem, který řídí dopravní signalizaci. Když se ke křižovatce přiblíží dostatečný počet AV, aktivuje se bílé světlo. Bílé světlo je signálem, že AV koordinují svůj pohyb, aby usnadnily efektivnější průjezd křižovatkou. Neautomatizovaná vozidla, tedy ta, která řídí člověk, by jednoduše musela následovat vozidlo před sebou: pokud auto před nimi zastaví, zastaví i ony; pokud auto před nimi projede křižovatkou, projedou křižovatkou i ony.

Pokud by se ke křižovatce blížilo příliš mnoho vozidel řízených řidiči, a nikoli AV, semafor by se vrátil k běžnému signálnímu schématu zelená-žlutá-červená.

“Přenechání části řízení dopravního proudu vozidlům AV je poměrně nová myšlenka, které se říká mobilní paradigma řízení,” říká Hajbabaie. “Může být použita ke koordinaci dopravy v jakémkoli scénáři zahrnujícím AV. Myslíme si však, že je důležité začlenit koncept bílého světla na křižovatkách, protože informuje lidské řidiče o tom, co se děje, aby věděli, co mají dělat, když se blíží ke křižovatce. A aby bylo jasno, na barvě “bílého světla” nezáleží. Důležité je, aby existoval signál, který řidiči jasně identifikují.”

Výzkumníci poprvé představili koncept “bílé fáze” dopravní křižovatky v roce 2020. Tato původní koncepce se však opírala o centralizovaný výpočetní přístup, kdy počítač řídící semafor byl zodpovědný za přijímání vstupů od všech blížících se AV, prováděl potřebné výpočty a poté AV sděloval, jak mají křižovatkou projíždět.

K otestování výkonnosti konceptu distribuovaných výpočtů bílé fáze využili výzkumníci mikroskopické simulátory dopravy. Tyto simulátory jsou komplexní výpočetní modely navržené tak, aby kopírovaly skutečný provoz až po chování jednotlivých vozidel. Pomocí těchto simulátorů byli pak schopni porovnat chování dopravy na křižovatkách s bílou fází a bez ní a také to, jaký vliv má na toto chování počet zapojených AV.

“Simulace nám říkají několik věcí,” říká Hajbabaie. “Zaprvé, AV zlepšují plynulost dopravy bez ohledu na přítomnost bílé fáze. Za druhé, pokud jsou přítomny AV, bílá fáze dále zlepšuje plynulost dopravy. Snižuje se tím také spotřeba paliva, protože je méně provozu v režimu zastavení a rozjezdu. Zatřetí, čím vyšší procento provozu na křižovatce s bílou fází tvoří AV, tím rychleji se doprava křižovatkou pohybuje a tím lepší jsou čísla spotřeby paliva.”

Pokud bylo na křižovatce s bílou fází pouze 10-30 % provozu tvořeno vozidly AV, simulace ukázaly, že došlo k relativně malému zlepšení plynulosti dopravy. S rostoucím podílem AV vozidel na křižovatkách s bílou fází však rostly i přínosy.

“I kdyby však bylo na křižovatce s bílou fází autonomních pouze 10 % vozidel, zpoždění bude stále menší,” říká Hajbabaie. “Například když je 10 % vozidel autonomních, zpoždění se sníží o 3 %. Když je 30 % vozidel autonomních, zpoždění se sníží o 10,7 %.”

Výzkumníci uznávají, že AV vozidla nejsou připravena přijmout nový přístup distribuovaných výpočtů okamžitě, ani vlády nebudou v blízké budoucnosti instalovat zcela nové semafory na každé křižovatce.

“Existují však různé prvky konceptu bílé fáze, které by mohly být přijaty pouze s malými úpravami jak na křižovatkách, tak na stávajících AV,” říká Hajbabaie. “Myslíme si také, že existují možnosti, jak tento přístup vyzkoušet na konkrétních místech. Například v přístavech se vyskytuje vysoký objem provozu užitkových vozidel, pro který je plynulost dopravy obzvláště důležitá. Zdá se, že komerční vozidla mají vyšší míru zavádění autonomních vozidel, takže by mohla existovat příležitost realizovat pilotní projekt v tomto prostředí, který by mohl být přínosem pro přístavní dopravu a komerční dopravu.”

Richard Pappen
zdroj: Univerzita Severní Karolíny

Výstava Volty 700 x 200 px

Komentáře k článku (1)

  1. Takže nahraju bezdrátový přenos , dekóduju , použiju algoritmus a budu při jízdě vysílat fake ID o koloně a na každém semaforu budu mít zelenou. Bezpečnost až na prvním místě 🙂

    Odpovědět

Napsat komentář