چراغ‌های راهنمایی ۴ رنگ؛ ایده پژوهشگران ایرانی برای کنترل ترافیک خودروهای خودران

در آینده‌ای فرضی که خودروهای خودران در جاده‌های شلوغ تردد خواهند کرد، ممکن است برای سادگی حرکت این خودروها، رنگ چهارمی به چراغ‌های راهنمایی‌ورانندگی اضافه شود.

به گزارش ساینس‌آلرت، محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی پیشنهاد داده‌اند که یک رنگ سفید به چراغ راهنمایی افزوده شود. این چراغ، به رانندگان هشدار می‌دهد که جریان ترافیک وسایل نقلیه‌ی خودران در تقاطع بعدی به‌صورت هوشمند مدیریت می‌شود. محققان عقیده دارند که انجام این‌کار علاوه بر سطح ترافیک، میزان کلی مصرف سوخت را نیز کاهش خواهد داد.

ماشین‌ها و کامیون‌های خودران نیازی به دیدن چراغ سفید راهنمایی ندارند؛ چراکه به‌صورت بی‌سیم با آن در ارتباط هستند. باوجوداین رنگ سفید به‌عنوان نشانه‌ای برای رانندگان و عابرین پیاده عمل می‌کند تا از وسایل نقلیه‌ی خودران در حال‌ حرکت موجود در تقاطع پیروی کنند.

علی حاج‌بابایی، نویسنده همکار مقاله و دانشیار مهندسی عمران، ساخت‌وساز و محیط‌زیست در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی در رابطه‌ با این چراغ‌های پیشنهادی می‌گوید: «رنگ قرمز همچنان به‌معنای توقف و رنگ سبز به‌معنای حرکت است؛ چراغ سفید نیز به رانندگان می‌گوید که خودروی جلویی را دنبال کنند. مفهومی که ما برای تقاطع‌های ترافیکی پیشنهاد می‌کنیم و نام آن را فاز سفید نامیده‌ایم، از قدرت محاسباتی وسایل نقلیه‌ی خودران بهره می‌برد.»

نحوه‌ی کار چراغ‌های راهنمایی‌ پیشنهادی به این صورت خواهد بود: وسایل نقلیه‌ی خودران در محدوده‌ای مشخص، با یکدیگر و با چراغ‌هایی که در تقاطع‌ها نصب می‌شوند در ارتباط خواهند بود. این موضوع آن‌ها را قادر می‌سازد تا جریان ترافیک را به‌صورت کارآمدتر و هوشمندانه‌تری هماهنگ کنند. اولویت‌دادن به جاده‌های همگرا با وسایل نقلیه‌ی بیشتر و ارائه‌ی توصیه‌هایی درمورد سرعت بهینه، ازجمله اقداماتی هستند که در این فاز انجام خواهند شد.

در سیستم جدید، به تمام رانندگان انسانی اطلاع داده می‌شود که از طریق نور سفید از خودروی جلویی خود پیروی کنند: اگر توقف کرد، توقف کنید. اگر به حرکت ادامه داد، به حرکت ادامه دهید. در این سیستم، زمانی‌ که تعداد وسایل‌نقلیه‌ی خودران یک تقاطع به پایین‌تر از حد مشخصی برسد، چراغ‌های راهنمایی‌ورانندگی به حالت قبلی خود بازمی‌گردند و تنها سه رنگ قرمز، زرد و سبز خواهند داشت.

در مدل‌های شبیه‌سازی‌شده، خودروهای خودران می‌توانند به‌تنهایی و حتی بیشتر از زمانی‌ که چراغ سفید معرفی می‌شود، جریان ترافیک را بهبود بخشند و اثرات مثبتی روی کاهش مصرف سوخت داشته باشند. هرچه درصد خودروهای خودران تقاطعی بیشتر باشد، ترافیک روان‌تری ایجاد خواهد شد و مدت تأخیر، بهبود ۴۰ تا ۹۹ درصدی را تجربه خواهد کرد. مهندس حاج‌بابایی درمورد این مدل می‌گوید:

اعطای بخشی از کنترل جریان ترافیک به خودروهای خودران ایده‌ای نسبتاً جدید است که به آن «پارادایم کنترل سیار» می‌گویند. از این ایده می‌توان برای هماهنگ‌کردن ترافیک در هر سناریویی که شامل خودروهای خودران می‌شود استفاده کرد؛ اما ما فکر می‌کنیم که یکپارچه‌کردن مفهوم نور سفید در تقاطع‌ها بسیار مهم است، زیرا به رانندگان انسانی می‌گوید که چه اتفاقی می‌افتد. طوری‌ که که آن‌ها بدانند با نزدیک‌شدن به تقاطع قرار است چه کاری انجام دهند.

محققان روی این نکته تاکید می‌کنند که وقتی تعداد وسایل‌نقلیه‌ی خودران تقاطعی به بالای ۳۰ درصد برسد، پیشرفت‌های اتفاق‌افتاده محسوس‌تر خواهند بود. وجود ۷۰ درصد خودرو خودران در ترافیک باعث می‌شود تا حالت فاز سفید تمام‌اتوماتیک در تقاطع به‌ اجرا درآید.

ما هنوز فناوری لازم را برای اجرای چنین ایده‌ای نداریم؛ هرچند که همواره درحال بهبود فناوری‌های خود هستیم. مطالعه‌ی اخیر، براساس تحقیقات انجام‌شده توسط همین گروه از محققان در سال ۲۰۲۰ انجام شده است. در مطالعه‌ی قبل، جریان ترافیک توسط رایانه‌ای مرکزی کنترل می‌شد که به تقاطع متصل بود. در مدل جدید، محاسبات موردنیاز را می‌توان با استفاده از خود خودروهای خودران مدیریت کرد.

باید توجه داشت که ارتقای هر تقاطع برای استفاده از این سیستم پیشنهادی، مستلزم زمان و هزینه‌ی کافی خواهد بود؛ اما محققان بر این باور هستند که جنبه‌های خاصی از ایده‌ی فاز سفید را می‌توان با صرف هزینه و زمان کمتر نیز اجرا کرد. اجرای آزمایشی این طرح در برخی مناطق خاص می‌تواند گام روبه‌جلوی بعدی در این زمینه باشد. حاج‌بابایی می‌افزاید:

بنادر، حجم بالایی از ترافیک وسایل‌‌ نقلیه‌ی تجاری را تجربه می‌کنند و جریان ترافیک برای آن‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. به‌نظر می‌رسد که وسایل نقلیه‌ی تجاری، نرخ پذیرش بالاتری برای اتومبیل‌های خودران دارند؛ بنابراین فرصتی برای اجرای یک پروژه‌ی آزمایشی در این شرایط وجود دارد که بتواند به ترافیک بندری و حمل‌‌ونقل تجاری کمک کند.

این مطالعه در ژورنال IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems منتشر شده است.