Умные светофоры

Interfax-Russia.ru – Новосибирские ученые разработали умные светофоры, которые помогут бороться с пробками на дорогах.

Автомобильные пробки – головная боль российских мегаполисов. В одних городах построить новые транспортные развязки не позволяет уже существующая инфраструктура, в других на это просто не хватает средств. Впрочем, ситуация не безнадежна.

Свой выход из сложной транспортной ситуации нашли в Новосибирске. Местные ученые предложили избавиться от пробок, используя сеть "умных" светофоров. Такая автоматизированная система позволит электронным регулировщикам оценивать дорожную обстановку, обмениваться данными об интенсивности движения на перекрестах и вырабатывать эффективный механизм пропуска транспорта.

"Обычно подобные системы ориентируются в первую очередь на интенсивность движения трафика. Мы же помимо этого фиксируем и время ожидания машин. С одной стороны, наша разработка решает задачу снижения времени задержки на светофорах среднестатистического водителя, с другой - она не дает образоваться пробке", - сообщил один из разработчиков системы, ведущий программист лаборатории моделирования сложных систем Института систем информатики им. А. П. Ершова Сибирского отделения РАН Кирилл Чиркунов.

Он пояснил, что автоматизированная система работает не хуже традиционного регулировщика. К примеру, если робот видит, что водители с какой-то из сторон перекрестка стоят на перекрестке слишком долго, он поменяет приоритетность движения в их пользу.

Еще одним преимуществом умных светофоров ученый считает их способность предсказывать дорожную обстановку на 10-20 минут вперед. Причем в случае ДТП на перекрестке система способна оперативно скорректировать свои действия.

"Если дорожная ситуация резко меняется, и прогноз существенно отличается от реальности, то все обязательства сбрасываются, и тут же строится "расклад" на новые. То есть, система непрерывно строит прогноз, раздает команды светофорам, если необходимо, меняет их после получения обратной связи. Благодаря этому она действительно способна приспосабливаться к условиям окружающей среды", - отметил Чиркунов.

Специалисты Института уже разработали алгоритмы и модельную часть системы. Теперь им предстоит сделать инженерную и аппаратную составляющую, что, как признаются программисты, будет достаточно затратным проектом.

"Здесь встает вопрос безопасности: не приведет ли система к глобальному транспортному коллапсу? Если машины начинают двигаться по кругу, может сложиться ситуация по типу "змея кусает свой хвост", когда первый автомобиль встречается с последним, и в программе происходит сбой. Как показали модельные эксперименты, наша система с этим справляется, но нужно анализировать более детальные конфигурации, и желательно пробовать это уже на практике", - пояснил разработчик.

Также, по его словам, придется учитывать и другие факторы. Например, когда отдельные светофоры по каким-либо причинам выходят из строя.

"Во-первых, нужны деньги для того, чтобы реализовать уже имеющееся. Аналогичные системы существуют (особенно распространены они в США и Сингапуре), но такого комплексного решения еще не было. Второе направление - это дальнейшее усовершенствование разработки. По разным прогнозам, многие автогиганты планируют переход к интеллектуальной дорожной инфраструктуре в течение ближайших 10-50 лет", - сказал программист.

В этом случае, как пояснил он, умными станут не только светофоры, но и все другие объекты транспортной сети. К примеру, дорога будет активно включиться во взаимодействие с участниками движения и будет сообщать им, например, температуру асфальта, есть ли на дороге лед, вода или припаркованные машины. Автомобили в свою очередь будут сообщать, куда они едут, что позволит скорректировать их путь так, чтобы они как можно быстрее достигли цели.

Также появятся специальные интеллектуальные знаки (в том числе разметка полосы), которые будут подсказывать, где и как лучше проехать. Все эти элементы будут работать вместе и регулировать ситуацию на дорогах, не только повышая скорость движения, но и увеличивая безопасность. Впрочем, пока это только планы. Тем не менее, первый шаг для реализации этих планов в Сибири уже сделан.

"Мы показывали наш проект в соответствующих департаментах. В ближайшем будущем мэрия его реализацию не рассматривает (сейчас на это нет денег - строительство мостов, сокращение бюджета и прочее), но на среднесрочную перспективу ей это интересно", - сказал сотрудник Института систем информатики им. А. П. Ершова.

Ученый пояснил, что сейчас большинство светофоров в Новосибирске работает на базе релейных переключателей. Самая простейшая схема - это равномерная раздача, когда красный и зеленый свет горят по 30 секунд. Также в Новосибирске есть центр управления дорожным движением, и некоторые перекрестки подключены к нему. Специалисты центра могут корректировать расписание работы светофоров в зависимости от времени, менять длительность сигнала и за счет этого пытаться оптимизировать управление трафиком.

"Однако здесь имеется ряд проблем. Одна из них состоит в том, что эта система недостаточно гибкая. Люди составляют расписание, опираясь на предыдущий опыт (статистика, в какие часы сколько автомобилей бывает на данном участке), но жизнь вносит свои коррективы", - отмечают в пресс-центре Сибирского отделения РАН.

В частности, существующая система исходит из простой гипотезы: на красный свет машины стоят, а на зеленый едут. Однако в реальности водители могут нарушать правила, или регулировщик, чтобы разгрузить поток, действует вопреки показаниям светофора. Также есть неточности и в расчетах пропускных способностей дорог из-за припаркованных автомобилей. В результате система управления движением не работает так, как от нее этого ожидают. Поэтому, рано или поздно все равно придется модернизировать существующую систему светофоров. Между тем, ученые уверены, что одна лишь их разработка проблему пробок не решит, а поможет разгрузить лишь отдельные участки улиц.

"Интеллектуальные системы управления светофорами дают ощутимый эффект только в зонах с высокой плотностью перекрестков на единицу площади, и то, при условии, что загруженные направления движения часто меняются. Иногда этот процесс носит непредсказуемый характер", - отметил Кирилл Чиркунов.

Так что для того, чтобы расширить пропускную способность дорог по загруженным направлениям, местным властям придется по-прежнему строить новые развязки, мосты и трассы.

Обозреватель Наталья Пономарева

Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook"