Flusso di traffico ottimizzato con i semafori intelligenti
Gli ingorghi e i lunghi tempi di attesa agli incroci nei centri urbani fanno parte della nostra vita quotidiana - come pedoni, utenti del trasporto pubblico e del trasporto privato. L'apertura dell'ETH Lumisera promette di migliorare significativamente il flusso del traffico con sistemi semaforici autocontrollati.
Ogni grande città conosce il problema: incroci in cui si verificano continuamente ingorghi e ritardi. Ingegneri e autorità sviluppano piani di segnalazione per il controllo di complessi sistemi semaforici per ogni ora del giorno e volume di traffico. L'obiettivo è trovare la migliore opzione possibile per tutti gli utenti della strada in ogni momento della giornata. Se necessario, il controllo della fase verde può essere utilizzato per dare priorità agli autobus del trasporto pubblico o ai pedoni, ad esempio. Questo tipo di controllo dei segnali stradali è uno standard da 20-30 anni.
Christian Heimgartner (CEO) e Stefan L?mmer (CTO) di Lumisera fanno un ulteriore passo avanti e pianificano il flusso del traffico di secondo in secondo con i loro sistemi semaforici autocontrollati. Ciò significa che i circuiti non sono programmati in anticipo, ma vengono costantemente adattati al volume del traffico. Ciò consente al sistema di autocontrollo di reagire in modo rapido e flessibile alle situazioni di traffico.
L'obiettivo principale è sempre lo stesso: gli utenti della strada devono avere poche soste e tempi di attesa, gli ingorghi devono essere ridotti al minimo. Il processo di ottimizzazione brevettato seleziona la combinazione migliore per ridurre al minimo i tempi di attesa e le soste. Il sistema consente di dare priorità ai singoli utenti della strada, indipendentemente dall'ora del giorno, poiché il volume del traffico viene analizzato continuamente. Se si verificano situazioni di traffico imprevedibili (ad esempio, deviazioni), il sistema di controllo si adatta automaticamente.
Telecamere, sensori e algoritmi
Una tecnologia originariamente sviluppata e brevettata dalla TU di Dresda e dalla Cattedra di Scienze Sociali Computazionali, con la partecipazione del professore Dirk Helbing, viene utilizzata per analizzare continuamente i volumi di traffico e ottimizzare i comandi di controllo. Come in precedenza, i pedoni premono il pulsante al semaforo. Gli autobus inviano automaticamente una serie di dati informativi al sistema di controllo, mentre per il resto del traffico sono presenti telecamere e anelli di induzione integrati nell'asfalto. I dati trasmessi forniscono un'immagine dinamica del volume di traffico, che il software utilizza per controllare i semafori.
L'acquisizione continua dei dati e l'algoritmo di ottimizzazione richiedono una maggiore capacità di calcolo rispetto ai sistemi semaforici convenzionali. Questa viene fornita da un processore esterno che può essere gestito indipendentemente dal sistema nel centro di controllo o in loco. Ciò significa che gli aggiornamenti e gli ampliamenti del software sono possibili in qualsiasi momento, indipendentemente dal ciclo di vita del sistema semaforico.
Progetto pilota di Lucerna
La città di Lucerna ha testato il sistema su un tratto di strada con due incroci. Ogni giorno vi transitano 18.000 veicoli e circa 700 autobus. A causa del gran numero di posti di lavoro nelle vicinanze, c'è anche un notevole traffico di pedoni e biciclette. Soprattutto nelle ore di punta si verificano tempi di attesa e ingorghi.
Un'analisi scientifica della fase di test del gennaio 2020 condotta dall'Istituto per la pianificazione del traffico e per i sistemi di trasporto (IVT) dell'ETH di Zurigo ha dato risultati incoraggianti. I ricercatori hanno confrontato il nuovo sistema di controllo semaforico con quello originale. Il tempo medio di attesa in entrambi gli incroci è stato ridotto per tutti gli utenti della strada - a seconda dell'ora del giorno, il risparmio è addirittura notevole.
Il sistema di autocontrollo si è dimostrato eccellente e ha sostituito il vecchio sistema di controllo. Altri sistemi sono in fase di progettazione.
Autocontrollo nel futuro
I sistemi semaforici autocontrollati presentano altri vantaggi oltre al miglioramento del flusso del traffico. Ad esempio, non è più necessaria la lunga preconfigurazione di diversi piani di segnalazione per le diverse ore del giorno. Le prime osservazioni suggeriscono anche un aumento della sicurezza per i pedoni, che hanno meno probabilità di attraversare la strada con il rosso. Il sistema sarebbe davvero interessante in relazione alla guida in rete o autonoma, in quanto i veicoli invierebbero costantemente segnali che verrebbero ricevuti dal sistema anche senza anelli di induzione.
Tuttavia, la strada è ancora lunga. Al momento, Heimgartner e L?mmer si concentrano sull'ulteriore distribuzione di sistemi autocontrollati. Attualmente stanno lavorando a due progetti in Svizzera e a tre progetti in Germania. Un'altra area di lavoro è la preparazione dei rapporti sul traffico per le autorità, per la quale possono contare su molti anni di esperienza nel settore.
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