Amerikai kutatók új jelzőlámpa színjelzést javasolnak az autonóm járművek számára
A közlekedési lámpa piros jelzése azt jelenti, meg kell állni, a zöld azt, hogy mehetünk. Az Észak Karolinai Állami Egyetem közlekedésmérnökei viszont azt javasolják, hogy legyen egy”fehér jelzés” is, amely lehetővé tenné az autonóm járművek (AV) számára, hogy segítsék a forgalom irányítását, és informálják az emberi autóvezetőket. A számítási szimulációk során az új megközelítés jelentősen javította a kereszteződéseken való átjutás idejét és csökkentette az üzemanyag-fogyasztást.
„Az általunk javasolt „fehér fázis” a kereszteződésekben az autonóm járművek számítási teljesítményét használja ki”, mondta Ali Hajbabaie, a tanulmány társszerzője és a civil tudományok, az építőipari és környezetmérnöki kar docense az Észak Karolinai Egyetemen.”A fehér fázis elképzelése egy újfajta közlekedési jelzést is tartalmaz, hogy az emberi vezetők tudják, mit kell tenniük. A piros jelzés továbbra is azt jelenti, hogy meg kell állni, és a zöld továbbra is azt, hogy továbbhaladhat az autó. A fehér jelzés azt jelezné, hogy a vezető egyszerűen csak kövesse az előtte haladót.”
A fehér fázis koncepció azon a tényen alapul, hogy az autonóm járművek vezeték nélkül tudnak kommunikálni egymással és a közlekedési jelzéseket irányító számítógéppel. Amikor elég AV éri el a kereszteződést, az aktiválja a fehér jelzést. A fehér annak a jelzése, hogy az AV-k összehangolják a mozgásukat, hogy hatékonyabbá tegyék a forgalom átáramlását a kereszteződésen. Bármely nem autonóm járműnek – amelyet ember vezet – egyszerűen csak követnie kell az előtte haladót: ha az megáll, neki is meg kell állnia, ha az előtte haladó átmegy a kereszteződésen, akkor neki is át kell mennie.
Hogyan működne a fehér fázis?
Ha túl sok ember által vezetett jármű érkezik egy kereszteződéshez, akkor a közlekedési lámpa visszavált a hagyományos piros-sárga-zöld jelzésrendszerre.
„A forgalomszabályozás egy részének átadása az AV-k számára egy viszonylag új ötlet, amelyet mobilvezérlési paradigmának hívnak” – mondja Hajbabaie. „Használható a forgalom koordinálására bármilyen, AV-kat érintő forgatókönyv esetén. De fontosnak tartjuk a fehér fény koncepciójának beépítését a kereszteződésekbe, mert ez megmondja az emberi vezetőknek, hogy mi történik, hogy tudják, mit kell tenniük, amikor a kereszteződéshez közelednek.
„A fehér fény színe természetesen nem számít. A lényeg az, hogy legyen egy a vezetők számára egyértelműen azonosítható jelzés.”
A kutatók először 2020-ban vezették be a „fehér fázisú” közlekedési csomópont koncepciót. Ez a kezdeti koncepció azonban a központosított számítástechnikai megközelítésen alapult, ahol a közlekedési lámpát vezérlő számítógép volt felelős azért, hogy minden közeledő AV-tól megkapja az adatokat, elvégezze a szükséges számításokat, majd megmondja az AV-knak, hogyan kell továbbhaladniuk a kereszteződésben.
„Továbbfejlesztettük ezt a koncepciót, ez a tanulmány egy olyan fehér fázis koncepciót vázol fel, amely az elosztott számításokon alapul, az összes AV számítási forrásait használja fel hatékonyan a forgalom irányítására”, mondta Hajbabaie. „Ez hatékonyabb megközelítés és kevesebb kommunikációs hibára is ad lehetőséget. Például, ha megszakad vagy késik a kommunikáció a jelzőlámpával, az elosztott számítástechnikai megközelítés továbbra is zökkenőmentesen tudja kezelni a forgalom áramlását.”
Az elosztott számítási fehér fázis koncepció működésének tesztelésére a kutatók mikroszkópikus forgalom-szimulátorokat alkalmaztak. Ezek a szimulátorok összetett számítástechnikai modellek, amelyeket a valós világ modellezésére terveztek, egészen az egyes járművek mozgásáig. Ezekkel a szimulátorokkal a kutatók össze tudták hasonlítani a kereszteződések forgalmát a fehér fázissal és anélkül, valamint meg tudták vizsgálni azt is, hogy az AV-k száma hogyan befolyásolta ezt.
„A szimulációk több dolgot is elárultak nekünk”, mondta Hajbabaie. „Először is, az AV-k javítják a forgalom áramlását, függetlenül a fehér fázis jelenlététől. Másodszor, ha vannak AV-k a kereszteződésben, a fehér fázis tovább javítja a forgalom áramlását. Ez az üzemanyag-fogyasztást is csökkenti, mivel kisebb a stop-and-go (araszoló) forgalom. Harmadszor, minél nagyobb az AV-forgalom aránya egy fehér fázisú kereszteződésben, annál gyorsabban halad át a forgalom a kereszteződésen, és annál jobbak az üzemanyag-fogyasztási adatok.”
Amikor egy fehér fázisú kereszteződésben a forgalomnak csak 10-30%-át tették ki AV-k, a szimulációk azt találták, hogy viszonylag kis mértékben javult a forgalom áramlása. De ahogy nőtt az AV-k aránya a fehér fázissal rendelkező kereszteződésekben, úgy nőttek az előnyök is.
„Ez azt jelenti, hogy még ha a fehér fázisú kereszteződésben a járműveknek csak 10%-a autonóm, akkor is kevesebb a fennakadás” – mondja Hajbabaie. „Például amikor a járművek 10%-a autonóm módon működik, a késések 3%-kal csökkennek. Ha a járművek 30%-a autonóm módon működik, a késések 10,7%-kal csökkennek.”
A kutatók elismerik, hogy az AV-k egyelőre nem állnak készen az új megosztott számítási megközelítésre, és a hatóságok sem fogják a közeljövőben telepíteni a vadonatúj közlekedési lámpákat.
„A fehér fázis koncepciójának azonban vannak olyan elemei, amelyek kisebb módosításokkal már alkalmazhatók mind a kereszteződésekben, mind a meglévő AV-kon” – mondja Hajbabaie. „Úgy gondoljuk, hogy van lehetőség tesztelni ezt a megközelítést bizonyos helyszíneken.”
„Például a kikötőkben nagy a haszongépjármű-forgalom, amelyek esetében különösen fontos a folyamatos haladás. Úgy tűnik, hogy a haszongépjárművek közt nagyobb arányban alkalmazzák az autonóm járműveket, így lehetőség nyílhat egy kísérleti projekt megvalósítására ebben a környezetben, amely előnyös lehet a kikötői forgalom és a kereskedelmi szállítás számára.”
Forrás: Wral Tech Wire
