En erstatning for trafiklys får sin første test

Verdens første trafiklyssystem begyndte at fungere nær Houses of Parliament i London i 1868. Det bestod af et sæt gaslygter betjent af en politimand og designet til at kontrollere strømmen af ​​hestetrukket trafik over Themsen.

Retssagen var en succes, i hvert fald hvad angår trafikkontrol. Men eksperimentet var kortvarigt. Et par måneder efter at lygterne blev installeret, eksploderede de efter en gaslækage og sårede den politimand, der kontrollerede dem.

Siden da har fodgængere og bilister haft et uroligt forhold til lyskryds. Når de fungerer godt, giver de et effektivt, neutralt system til at bestemme prioritet på vejene. Men når de fungerer dårligt, kan resultatet være trafikpropper i miles omkreds.

Så både bilingeniører, bilister og fodgængere ville elske at vide, om et alternativ er gennemførligt. I dag får de en slags svar, takket være Rusheng Zhangs arbejde ved Carnegie Mellon University i Pittsburgh og nogle få kolleger. Disse fyre har testet en måde at befri vores gader for trafiklys fuldstændigt og erstatte dem med et virtuelt system i stedet for, og siger, at deres system har potentialet til dramatisk at reducere pendlingstiderne.

Først lidt baggrund. Problemet, som Zhang og co tackler, er at koordinere trafikken gennem et kryds, hvor to veje mødes i rette vinkler. Disse er ofte ukontrollerede, så bilister skal følge strenge regler for, hvornår de må passere, som dem der gælder ved fire-vejs stopskilte. Dette forårsager forsinkelser og papirstop.

For at løse problemet bruger Zhang og co de direkte kortrækkende radiosystemer, der i stigende grad bliver indbygget i moderne køretøjer. Disse fungerer som et køretøj-til-køretøj-kommunikationssystem, der deler data såsom GPS-koordinater, hastighed og retning. Disse data overføres til en indbygget computer, der er programmeret med holdets virtuelle trafiklysprotokol, som giver føreren et grønt eller rødt lys, der vises i kabinen.

Det virtuelle trafiklyssystem er i princippet enkelt. Når to biler nærmer sig et vejkryds på forskellige veje, vælger de et førende køretøj, der styrer krydset. Føreren får rødt lys og giver derefter den anden bil prioritet med grønt lys. Lederen får derefter sit eget grønt lys, og når den kører af sted, overdrager den kontrollen til den næste køretøjsvalgte leder i krydset.

Zhang og co testede denne tilgang ved at opsætte et vejsystem på en parkeringsplads i Pittsburgh. Dette system er baseret på et standard vejlayout taget fra Open Maps, valgt på grund af dets lighed med vejlayoutet i mange amerikanske byer. Holdet kørte derefter to biler rundt på dette netværk i modsatte retninger og målte, hvor lang tid det tog at navigere i 20 vejkryds ved hjælp af de virtuelle lyskryds og derefter igen ved at bruge almindelige fire-vejs stopskilte.

Resultaterne giver interessant læsning. Zhang og co siger, at det virtuelle system forbedrer pendlingstiderne dramatisk. Resultaterne viser, at [virtuelle trafiklys] reducerer pendlingstiden med mere end 20 % på ruter med usignaliserede kryds, siger de. Og yderligere forbedringer er mulige, hvilket giver op til 30 procent reduktioner i pendlingstid.

Arbejdet efterlader dog betydelige udfordringer foran sig. For eksempel regulerer trafiksignaler mange steder biler og fodgængere. Zhang og co foreslår, at fodgængere kunne inkluderes i protokollen ved hjælp af en smartphone-app.

Dette rejser masser af spørgsmål om folk, der ikke er i stand til at få adgang til apps, såsom unge, gamle og handicappede brugere. Disse personer er blandt dem, der har mest gavn af almindelige lyskryds, så de skal med fra begyndelsen i udformningen af ​​alternativer.

Så er der spørgsmålet om, hvordan man medtager ældre biler, motorcykler og cykler, der ikke er udstyret med køretøj-til-bil-kommunikationssystemer. Det kan meget vel være, at køretøj-til-bil-kommunikation hurtigt bliver standard i nye biler. Men enklere køretøjer vil sandsynligvis være en del af vores veje i årtier fremover. Hvordan vil disse nye køretøjer klare dem, der ikke bruger det virtuelle trafiklyssystem?

Og endelig er en gitterlignende vejstruktur almindelig i amerikanske byer, hvoraf mange først udvidede sig efter opfindelsen af ​​bilen. Netværk er dog meget sjældnere i europæiske og asiatiske byer, hvor vejudformningen ofte er ustruktureret og kaotisk. Hvor virtuelle trafiklys kan klare sig der, er ikke klart.

Ikke desto mindre kommer automatiseringen. Mange biler har allerede et betydeligt niveau af køreautomatisering. Det næste skridt er naturligvis koordinering, hvor der sandsynligvis vil være en betydelig fordel. Virtuelle trafiklys vil sandsynligvis kun være en del af denne tendens. De skal i det mindste være sikre mod gaslækager.

Ref: arxiv.org/abs/1807.01633 : Virtuelle trafiklys: Systemdesign og implementering

skjule