פיתוח חדש מכייל רמזורים לפי GPS של רכבים

חוקרים מאוניברסיטת מישיגן (University of Michigan) פיתחו מערכת חדשנית לכיול רמזורים עירוניים בעזרת נתוני GPS שמתקבלים מאחוז קטן בלבד מכלי הרכב הנעים בכביש - כ-6% בלבד. במבחן שטח שנמשך 18 חודשים בעיר בירמינגהאם במישיגן, הובילה המערכת לירידה של 20% עד 30% במספר העצירות בצמתים מרומזרים.

המערכת משתמשת בנתוני תנועה מרכבים מחוברים של ג'נרל מוטורס (GM), שהם 6-10 אחוזים מהתחבורה הפרטית בארה"ב. באמצעות ניתוח מיקומי העצירה של רכבים והסקת עומק התור, המהנדסים יכולים להסיק על מצב הפקקים בכל צומת גם ללא חיישנים פיזיים במקום. כך למשל כאשר רכב נעצר כ-30 מטר לפני רמזור, סביר להניח שהוא נמצא מאחורי כמה כלי רכב נוספים.

החוקרים מגדירים את הפרויקט כ"ראשון מסוגו בעולם" בהיקף הענן שלו, עם יכולת כיול רמזורים בקנה מידה עירוני בעלות נמוכה בהרבה לעומת מערכות חכמות קיימות. הממצאים פורסמו בכתב העת Nature Communications.

המערכת, המבוססת על מודל הסתברותי-מרחבי, מסוגלת להסיק תובנות מדויקות לגבי זמן השהייה והעצירה של הרכבים ברמזורים, מספר העצירות והבחירה במסלולים. הנתונים אינם זמינים בחיישני תנועה רגילים. לדברי פרופ' הנרי ליו (Henry Liu) מהמחלקה להנדסה אזרחית באוניברסיטה, מנהל מרכז Mcity והמרכז לתחבורה אוטונומית ומחוברת, "נתוני מסלול רכב מספקים מידע איכותי בהרבה מהיקף תנועה או מהירות ממוצעת בלבד."

בארצות הברית פועלים כ-320,000 רמזורים, וההפסדים הנלווים לעומסי התנועה מוערכים ב-22.9 מיליארד דולר בשנה. בכלל זה זמן המתנה מיותר וזיהום אנרגיה שהיה אפשר למנוע על ידי אופטימיזציה טובה יותר.

הבעיה המרכזית כיום היא שמערכות הרמזורים מתוכנתות בדרך כלל לפי זמנים קבועים לאורך היום - בוקר, צוהריים, ערב ולילה - בלי להשתנות לפי עומסי התנועה. שינוי תוכניות הרמזור מצריך ספירת תנועה מחודשת, תכנון מחדש ועלויות גבוהות, ולכן בערים רבות הכוונון מתבצע אחת לשנים רבות, לעיתים רק לאחר עשרות שנים. מערכות רמזור אדפטיביות, שמזהות תנועה ומשנות תזמונים בזמן אמת, קיימות מאז שנות ה-70, אך עלות ההתקנה בכל צומת עשויה להגיע ל-50 אלף דולר, ויש צורך בתחזוקה קבועה. מערכת U-M החדשה עשויה לחסוך את ההשקעה הזאת ולבצע אותו ניתוח ללא תשתיות יקרות כמעט.

בניסוי בבירמינגהם נאספו נתונים מ-34 צמתים מרומזרים, רובם פועלים לפי תזמון קבוע, והושוו לפני שינוי תבניות הרמזור ואחריו. לדברי גארי פיוטרוביץ' (Gary Piotrowicz), סגן מנהל נציבות הדרכים של מחוז אוקלנד, "קיבלנו פתרון מלא לבעיית איסוף הנתונים שלנו. בהסתכלות עתידית, אין סיבה שמערכות ניהול תנועה אחרות לא יעברו למודל כזה."

המערכת החדשה לא רק מאפשרת חיסכון אלא היא גם צעד נוסף לקראת ערים חכמות שמסוגלות להגיב בזמן אמת לשינויים בתנועה בלי להישען על מערכות פיזיות יקרות ועם מינימום חדירה לפרטיות הנהגים.

לפרטים נוספים