Na semaforu, crveno znači stati, a zeleno ići. Ali transportni inženjeri na Državnom univerzitetu Severne Karoline sada predlažu „belo svetlo“, koje bi omogućilo autonomnim vozilima da pomognu u kontroli saobraćajnog toka – i omogućilo ljudima da znaju šta se dešava. U računarskim simulacijama, novi pristup značajno poboljšava vreme putovanja kroz raskrsnice i smanjuje potrošnju goriva.
„Ovaj koncept koji predlažemo za saobraćajne raskrsnice, koji mi zovemo ‘bela faza’, koristi se računarskoj moći samih autonomnih vozila (AV),“ kaže Ali Hajbabaie, dopisni autor rada i vanredni profesor civilnog, građevinski i ekološki inženjering u NC State. „Koncept bele faze takođe uključuje novu saobraćajnu signalizaciju, tako da ljudski vozači znaju šta treba da rade. Crvena svetla će i dalje značiti stati. Zelena svetla će i dalje značiti ići. A bela svetla će reći ljudima da jednostavno prate automobil ispred njih.“
Koncept bele faze počiva na činjenici da je moguće da AV uređaji bežično komuniciraju i jedni sa drugima i sa računarom koji kontroliše saobraćajni signal. Kada se dovoljno AV-ova približi raskrsnici, ovo bi aktiviralo belo svetlo. Belo svetlo je signal da AV-ovi koordiniraju svoje kretanje kako bi efikasnije olakšali saobraćaj kroz raskrsnicu. Bilo koja neautomatska vozila – ona kojima upravlja osoba – jednostavno bi morala da prate vozilo ispred njih: ako se automobil ispred njih zaustavi, oni se zaustavljaju; ako automobil ispred njih prolazi kroz raskrsnicu, oni prolaze kroz raskrsnicu.
Kada previše vozila koja se približavaju raskrsnici kontrolišu vozači, a ne AV, semafor bi se vratio na konvencionalni zeleno-žuto-crveni signalni obrazac.
„Dodeljivanje neke kontrole toka saobraćaja AV-ima je relativno nova ideja, nazvana paradigma mobilne kontrole“, kaže Hajbabaie. „Može se koristiti za koordinaciju saobraćaja u bilo kom scenariju koji uključuje AV. Ali mislimo da je važno ugraditi koncept belog svetla na raskrsnicama jer ono govori ljudskim vozačima šta se dešava, tako da znaju šta treba da rade dok se približavaju raskrsnica.
„I, samo da bude jasno, boja ‘belog svetla’ nije bitna. Ono što je važno je da postoji signal koji vozači jasno mogu da prepoznaju.“
Istraživači su prvi put uveli koncept saobraćajne raskrsnice „bele faze“ 2020. Međutim, taj početni koncept se oslanjao na centralizovani računarski pristup, pri čemu je računar koji kontroliše semafor bio odgovoran za prijem podataka od svih AV koji se približavaju, praveći neophodne proračune i zatim govoreći AV-ima kako treba da nastave kroz raskrsnicu.
„Poboljšali smo taj koncept, a ovaj rad opisuje koncept bele faze koji se oslanja na distribuirano računarstvo – efektivno koristeći računarske resurse svih AV-a da diktira tok saobraćaja“, kaže Hajbabaie. „Ovo je i efikasnije i manje je verovatno da će postati žrtve kvarova u komunikaciji. Na primer, ako dođe do prekida ili vremenskog kašnjenja u komunikaciji sa semaforom, pristup distribuiranog računarstva bi i dalje bio u stanju da nesmetano upravlja protokom saobraćaja.“
Da bi testirali performanse distribuiranog računarskog koncepta bele faze, istraživači su koristili mikroskopske simulatore saobraćaja. Ovi simulatori su složeni računarski modeli dizajnirani da repliciraju saobraćaj u stvarnom svetu, sve do ponašanja pojedinačnih vozila. Koristeći ove simulatore, istraživači su mogli da uporede ponašanje u saobraćaju na raskrsnicama sa i bez bele faze, kao i kako broj uključenih AV-a utiče na to ponašanje.
„Simulacije nam govore nekoliko stvari“, kaže Hajbabaie. „Prvo, AV poboljšavaju protok saobraćaja, bez obzira na prisustvo bele faze. Drugo, ako su prisutni AV, bela faza dodatno poboljšava protok saobraćaja. Ovo takođe smanjuje potrošnju goriva, jer je manje saobraćaja koji se zaustavlja. Treće, što je veći procenat saobraćaja na raskrsnici bele faze koju čine AV, to se saobraćaj brže kreće kroz raskrsnicu i to su brojevi potrošnje goriva bolji.“
Kada su samo 10-30% saobraćaja na raskrsnici bele faze činili AV, simulacije su otkrile da postoje relativno mala poboljšanja u protoku saobraćaja. Ali kako se procenat AV na raskrsnicama bele faze povećavao, tako su se povećavale i prednosti.
„Ipak, čak i ako je samo 10% vozila na raskrsnici bele faze autonomno, i dalje vidite manje kašnjenja“, kaže Hajbabaie. „Na primer, kada je 10% vozila autonomno, kašnjenja su smanjena za 3%. Kada je 30% vozila autonomno, kašnjenja se smanjuju za 10,7%.“
Istraživači priznaju da AV nisu spremni da sutra usvoje novi pristup distribuiranog računarstva, niti će vlade u bliskoj budućnosti instalirati potpuno nove semafore na svakoj raskrsnici.
„Međutim, postoje različiti elementi koncepta bele faze koji bi se mogli usvojiti sa samo manjim modifikacijama i raskrsnica i postojećih AV“, kaže Hajbabaie. „Takođe mislimo da postoje mogućnosti za testiranje ovog pristupa na određenim lokacijama.
„Na primer, u lukama se vidi veliki obim saobraćaja komercijalnih vozila, za koji je protok saobraćaja posebno važan. Čini se da komercijalna vozila imaju veće stope usvajanja autonomnih vozila, tako da bi mogla biti prilika da se implementira pilot projekat u tom okruženju koji bi mogao imati koristi lučki saobraćaj i komercijalni saobraćaj“.
Rad „Kontrola raskrsnice bele faze kroz distribuiranu koordinaciju: paradigma mobilnog kontrolera u mešovitom saobraćajnom toku“ objavljen je u IEEE Transactions on Intelligent Transportation Sistems.
