211service.com
En erstatning for trafikklys får sin første test
Verdens første trafikklyssystem begynte å operere i nærheten av Houses of Parliament i London i 1868. Det besto av et sett med gasslys operert av en politimann og designet for å kontrollere flyten av hestetrukket trafikk over Themsen.
Rettssaken var en suksess, i hvert fall når det gjelder trafikkstyring. Men eksperimentet ble kortvarig. Noen måneder etter at lysene ble installert, eksploderte de etter en gasslekkasje, og skadet politimannen som kontrollerte dem.
Siden den gang har fotgjengere og bilister hatt et urolig forhold til trafikklys. Når de fungerer godt, gir de et effektivt, nøytralt system for å bestemme prioritet på veiene. Men når de fungerer dårlig, kan resultatet bli trafikkork milevis rundt.
Så bilingeniører, bilister og fotgjengere vil gjerne vite om et alternativ er gjennomførbart. I dag får de et slags svar, takket være arbeidet til Rusheng Zhang ved Carnegie Mellon University i Pittsburgh og noen få kolleger. Disse karene har testet en måte å fjerne trafikklysene våre fullstendig på og erstatte dem med et virtuelt system i stedet, og sa at systemet deres har potensial til å redusere pendlertiden dramatisk.
Først litt bakgrunn. Problemet som Zhang og co takler er å koordinere trafikkflyten gjennom et veikryss der to veier møtes i rette vinkler. Disse er ofte ukontrollerte, så bilistene må følge strenge regler for når de kan passere, slik som de som gjelder ved fireveis stoppskilt. Dette forårsaker forsinkelser og papirstopp.
For å løse problemet bruker Zhang og co de direkte kortdistanseradiosystemene som i økende grad bygges inn i moderne kjøretøy. Disse fungerer som et kjøretøy-til-kjøretøy-kommunikasjonssystem som deler data som GPS-koordinater, hastighet og retning. Disse dataene sendes til en datamaskin ombord programmert med teamets virtuelle trafikklysprotokoll, som gir sjåføren et grønt eller rødt lys som vises i kabinen.
Det virtuelle trafikklyssystemet er i prinsippet enkelt. Når to biler nærmer seg et veikryss på forskjellige veier, velger de et ledende kjøretøy som kontrollerer krysset. Lederen får rødt lys og gir deretter den andre bilen prioritet med grønt lys. Lederen får da sitt eget grønt lys, og når den kjører av går den over kontrollen til neste kjøretøyvalgte leder i krysset.
Zhang og co testet denne tilnærmingen ved å sette opp et veisystem på en parkeringsplass i Pittsburgh. Dette systemet er basert på et standard veioppsett hentet fra Open Maps, valgt på grunn av dets likhet med veioppsettet i mange amerikanske byer. Teamet kjørte deretter to biler rundt dette nettverket i motsatte retninger, og målte hvor lang tid det tok å navigere i 20 veikryss ved hjelp av de virtuelle trafikklysene og deretter igjen ved å bruke vanlige fireveis stoppskilt.
Resultatene gir interessant lesning. Zhang og co sier at det virtuelle systemet forbedrer pendlingstidene dramatisk. Resultatene viser at [virtuelle trafikklys] reduserer pendlertiden med mer enn 20 % på ruter med usignaliserte kryss, sier de. Og ytterligere forbedringer er mulig, noe som gir opptil 30 prosent reduksjoner i pendlertiden.
Arbeidet etterlater imidlertid betydelige utfordringer. For eksempel regulerer trafikksignaler mange steder biler og fotgjengere. Zhang og co foreslår at fotgjengere kan inkluderes i protokollen ved hjelp av en smarttelefonapp.
Dette reiser mange spørsmål om folk som ikke har tilgang til apper, for eksempel unge, gamle og funksjonshemmede brukere. Disse personene er blant dem som har mest nytte av vanlige trafikklys, så de må være med fra starten av i utformingen av alternativer.
Så er det spørsmålet om hvordan man inkluderer eldre biler, motorsykler og sykler som ikke er utstyrt med kjøretøy-til-kjøretøy kommunikasjonssystemer. Det kan godt hende at kommunikasjon fra kjøretøy til kjøretøy raskt blir standard i nye biler. Men enklere kjøretøy vil sannsynligvis være et kjennetegn på veiene våre i flere tiår framover. Hvordan vil disse nye kjøretøyene takle de som ikke bruker det virtuelle trafikklyssystemet?
Og til slutt, en rutenettlignende veistruktur er vanlig i amerikanske byer, hvorav mange utvidet seg først etter oppfinnelsen av bilen. Imidlertid er rutenett mye sjeldnere i europeiske og asiatiske byer, hvor veiplanene ofte er ustrukturerte og kaotiske. Akkurat hvordan virtuelle trafikklys kan takle det er ikke klart.
Likevel kommer automatisering. Mange biler har allerede betydelige nivåer av kjøreautomatisering. Det neste trinnet er åpenbart koordinering der det sannsynligvis vil være betydelige fordeler. Virtuelle trafikklys er sannsynligvis bare en del av denne trenden. De skal i det minste være sikre mot gasslekkasjer.
Ref: arxiv.org/abs/1807.01633 : Virtuelle trafikklys: Systemdesign og implementering