Nowe podejście do organizacji ruchu zasadniczo zmienia rolę samochodów bez kierowcy. Z biernych uczestników ruchu stają się one aktywnymi kontrolerami, które koordynują przejazd przez skrzyżowanie. Dla zwykłych kierowców zasada jest prosta – kiedy zaświeci się białe światło, po prostu jadą za pojazdem przed sobą, nie musząc podejmować żadnych decyzji. Szczegóły opisano w czasopiśmie IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems.
Białe światło na skrzyżowaniach – czy doczekamy się go w Polsce?
Mechanizm działania opiera się na komunikacji między autonomicznymi pojazdami. Gdy na skrzyżowaniu zgromadzi się wystarczająca ich liczba, sygnalizator przełącza się na białe światło, a samochody bez kierowcy przejmują koordynację ruchu. To rozwiązanie ma jednak wbudowane zabezpieczenie – gdy proporcja tradycyjnych pojazdów wzrośnie, system automatycznie wraca do konwencjonalnego trybu pracy, zapobiegając potencjalnym problemom w okresie przejściowym.
Warto zwrócić uwagę na architekturę całego systemu. W przeciwieństwie do wcześniejszych koncepcji z 2020 r., które opierały się na scentralizowanym zarządzaniu, obecne rozwiązanie wykorzystuje rozproszone obliczenia. Oznacza to, że moc obliczeniowa samych pojazdów autonomicznych staje się podstawą działania systemu, co przekłada się na dwie kluczowe korzyści. System jest nie tylko bardziej wydajny dzięki wykorzystaniu zasobów wielu pojazdów jednocześnie, ale też bardziej odporny na awarie – utrata łączności przez jeden samochód nie paraliżuje całego systemu.
Symulacje przeprowadzone przez naukowców przynoszą obiecujące wyniki. Nawet przy zaledwie 10-procentowym udziale pojazdów autonomicznych w ruchu opóźnienia zmniejszają się o 3 proc. Gdy ten wskaźnik rośnie do 30 proc., redukcja opóźnień sięga już 10,7 proc. Jeszcze bardziej imponujące są porównania z innymi systemami – w zestawieniu z w pełni aktywowanym sterowaniem sygnałami białe światło redukuje opóźnienia od 40,2 proc. do nawet 98,9 proc.
Korzyści nie ograniczają się wyłącznie do skrócenia czasu przejazdu. System znacząco zmniejsza zużycie paliwa poprzez eliminację ruchu typu stop-and-go, co bezpośrednio przekłada się na niższą emisję spalin i koszty eksploatacji pojazdów. Co istotne, analizy bezpieczeństwa nie wykazały zwiększonego ryzyka kolizji przy progu czasu 1,5 sekundy, co sugeruje, że system może być nie tylko efektywny, ale też bezpieczny.
Ciekawym zjawiskiem jest zmienna złożoność obliczeniowa systemu. Początkowo czas potrzebny na rozwiązanie problemów optymalizacyjnych rośnie wraz ze wzrostem liczby autonomicznych pojazdów, ale przy bardzo wysokim wskaźniku penetracji – od 90 proc. do 100 proc. – złożoność maleje. Paradoksalnie, im więcej samochodów bez kierowcy, tym łatwiej jest koordynować ruch, ponieważ praktycznie zanikają korki.
Symulacje wskazują, że przy udziale autonomicznych pojazdów przekraczającym 80 proc., biała faza staje się dominującym elementem sygnalizacji, a tradycyjne światła pojawiają się tylko sporadycznie. To pokazuje, jak radykalnie może zmienić się organizacja ruchu w miastach przyszłości.
Naukowcy widzą możliwość testowania systemu w kontrolowanych środowiskach, takich jak porty morskie, gdzie ruch ciężarówek i maszyn portowych mógłby stanowić idealny poligon doświadczalny. Taki pilot mógłby przynieść wymierne korzyści w postaci szybszych przeładunków i niższych kosztów operacyjnych. Jeśli testy zakończyłyby się sukcesem, technologia mogłaby stopniowo trafiać na miejskie skrzyżowania.