В недалеком будущем улицы города могут быть заполнены автономными транспортными средствами. Автомобили с самостоятельным вождением могут двигаться быстрее и ближе друг к другу, в силу того, что более правильно оценивают скорость и дистанцию, а так же быстрее реагируют на изменение ситуации, что позволяет большему количеству из них уместиться на дороге, что может привести к пробкам на городских улицах при случившейся нештатной ситуации или банальном отказе. Производители автомобилей и исследователи во всем мире разрабатывают прототипы автомобилей с автоматическим управлением, которые, как ожидается, будут массово представлены к 2025 году. Но до сих пор мало исследований было сосредоточено на дорожной инфраструктуре, которая будет поддерживать эти автомобили без водителя.
Исследователи разработали первую в своем роде модель для управления движением транспорта и перекрестков с целью увеличения пропускной способности автомобилей на городских улицах, уменьшения пробок и минимизации аварий. Модель по сути, это комплекс интеллектуальных технических средств обеспечивающих взаимодействие дорожной инфраструктуры и автомобилей, включая и обмен данными автомобилей между собой.
Модель исследователей позволяет группам автономных автомобилей, объединённых в группы (кластеры), проходить через перекрестки без ожидания, а результаты симуляции такого движения показали, что она увеличила пропускную способность транспортных средств на городских улицах до 138% по сравнению с обычными системами светофоров. Модель пока что предполагает, что только автономные автомобили находятся на дороге, но уже существуют наметки моделирования ситуаций с помощью комбинации автономных и управляемых человеком автомобилей в одном транспортном потоке.
Согласно предполагаемой модели автономные транспортные средства смогут общаться друг с другом, предлагая возможности для координации движения через общий управляющий центр интеллектуальной инфраструктуры дороги, чтобы оптимизировать автомобильный трафик для быстрого и безопасного проезда перекрестков. Вместо постоянного зеленого или красного света на перекрестке, эти циклы проезда по ним можно регулировать динамически. И этот контроль можно отрегулировать так, чтобы пропускать кластеры автомобилей имеющих одинаковый маршрут, данные о котором можно получать непосредственно от автомобиля.
Существующие модели для оптимизации современных перекрестков с целью облегчения движения транспорта, пока не применимы напрямую к автономным транспортным средствам. Количество автомобилей, которые могут находиться на городских улицах, зависит от точности и скорости их датчиков, связи между транспортными средствами и инфраструктурой, а также системы, которая фактически управляет машинами. В упрощённом варианте модель управление дороги действует так: при подходе к перекрестку автомобиль «озвучивает» свой маршрут системе и та, получая данные «пристегивает» его к определенному кластеру автомобилей имеющих те же намерения относительно направления движения, сюда же входят «пожелания» автомобиля на «откалывания» от своей группы и конечно желание припарковаться в том или ином месте. Собирая и обрабатывая всю эту получаемую информацию, интеллектуальная система дороги «раздает» приказы, всем участникам суммируя все их пожелания, вплоть до приказов посторониться или пропустить кого то, назначая каждому из участников своего рода знак приоритета.
Однако математические ошибки, связанные с такой глобальной координацией потока, могут привести к сбоям в работе или даже ДТП. Чтобы противостоять этому, исследователи разработали формулу, которая учитывает вероятность отказов и ошибок, соответственно, добавляет промежуток времени оптимальной длины между пересекающимися кластерами автомобилей. Координируя размер кластера и промежуток между автомобилями и взводами, можно максимизировать поток и пропускную способность дороги. Это позволяет автономным автомобилям проходить через перекрестки, на которых нет дорожных сигналов без перерыва, кардинально увеличивая пропускную способность перекрестка.
Интересно, у нас в России увидим мы такую «умную» дорогу в обозримом будущем?