Перекрёсток был и, кажется, навсегда останется неприятным, но необходимым элементом населённого пункта любых размеров. Летать личный транспорт, увы, пока не научился, а зажатые в двух измерениях транспортные потоки нужно разводить — ведь две не параллельных линии когда-нибудь обязательно пересекаются. И чем больше пересечений, тем медленней транспортная схема в целом: если два потока встретились, один придётся притормозить. Ну, либо строить эстакаду, но это обычно слишком дорого.

Но чем ближе города к стадии, называемой «умной», тем больше энтузиастов и исследователей верят, что способ развести потоки и не останавливать их всё-таки существует. И о том, насколько эффективным способно быть такое решение, можно судить по одной из научных работ, получивших огласку в последние месяцы. Это работа Али Реза Файязи из Соединённых Штатов. Впрочем, повторюсь, что проблема интернациональна и решение её столь же актуально для США, сколь и для родного для Али Ирана или, к примеру, России.

Итак, возьмите обычный крестообразный перекрёсток, где две равнонагруженных дороги встречаются под прямым углом. Пусть он будет перекрёстком средней загруженности, типичным для городов. Обычно такие пересечения характеризуют тем, сколько автомобилей через них проехало, но открою вам секрет, на самом деле важно другое: сколько машин было вынуждено там остановиться? Али написал компьютерную программу, имитирующую такой перекрёсток: по нему ездят воображаемые автомобили, а регулируют их движение воображаемые светофоры. Так вот у него получилось, что в среднем за час на красном свете должны притормозить больше тысячи авто.


Остановка на светофоре кажется неизбежной. До сих пор (не считая уже упомянутой эстакады) существовало всего два способа остановки если не избежать, то хотя бы с ней бороться: построить кольцевую развязку или поставить «умный» светофор. «Кольцо» плохо тем, что требует значительно больше места по сравнению с обычным перекрёстком. «Умный» же светофор применим, к сожалению, не везде. Такой светофор укомплектован сенсорами, позволяющими ему «видеть» трафик и не переключать сигналы без нужды — однако эффективность его будет высокой лишь на неравномерно загруженных перекрёстках, где встречающиеся потоки значительно отличаются друг от друга. Мы же в нашем случае имеем самое простое пересечение с потоками одинаковой интенсивности, так что «умный» светофор тут если и поможет, то незначительно.

Но что если вообще от светофора избавиться? Мысль эта ещё пять лет назад показалась бы сумасшедшей, но — не сегодня, не в эпоху «умных» устройств. Давайте сделаем умным не светофор, а сам перекрёсток!

Включите воображение и представьте следующую идиллическую картину. Во-первых, мы убираем с пересечения светофор. Во-вторых, размещаем вместо него микрокомпьютер, способный поддерживать цифровую радиосвязь с устройствами на расстоянии в несколько сотен метров. В-третьих, оснащаем автомобили такими же радиомаячками. А затем начинается инженерная магия!

Каждый автомобиль постоянно сообщает окружающим свои GPS-координаты. Компьютер на перекрёстке эту информацию получает и рассчитывает, с какой скоростью следует двигаться каждому приближающемуся автомобилю, чтобы не столкнуться с перпендикулярным потоком. Пусть, например, получилось так, что машины, едущие «по вертикали» (снизу вверх и сверху вниз) находятся ближе к перекрёстку. Значит, можно сообщить им, чтобы они двигались быстрее. Тем же, кто едет  «по горизонтали» (слева направо и справа налево), наоборот, следует сообщить, чтобы они слегка сбавили ход. Если теперь каждый автомобиль скорректирует свою скорость до рекомендованной, все они проедут перекрёсток без проблем и, главное, без остановки! Первой проедет «вертикальная» группа машин, а к моменту подъезда «горизонтальной» группы перекрёсток будет уже свободен.


Экспериментируя с разной загруженностью дорог, Али показал, что «умный» перекрёсток оказывается в сто раз эффективней перекрёстка со светофором. Иначе говоря, вместо тысячи машин на нём должны будут сбросить скорость до нуля лишь десять автомобилей в час! А чаще всего автомобили и вовсе останавливаться не будут: настолько хорошо можно синхронизировать потоки. Али даже поставил натурный эксперимент с участием одной (собственной) настоящей машины и десятков имитируемых — для доказательства, что построить такой перекрёсток возможно в действительности, что это не фантазии и не компьютерная игра.

Скептики, впрочем, скажут, что подобный проект всё-таки неосуществим и в лучшем случае станет осуществимым лет через десять (что фактически равноценно тому, чтобы сказать: никогда! В технике давать прогнозы больше, чем на пять лет вперёд, не имеет смысла, слишком быстро всё меняется). Потому что, во-первых, необходимо, чтобы автомобили были самоуправляемыми (так называемыми робокарами). Ведь они должны не только сообщать свои координаты, но и подчиняться перекрёстку, изменяя скорость в соответствии с его сигналами. Технологии для этого, правда, уже разрабатываются (V2V, V2I), но до их практической реализации ещё очень далеко.

И, во-вторых, в опыте Али просчитывались лишь идеальные условия: не путались под колёсами пешеходы, вечно норовящие перескочить проезжую часть в неподходящем месте, не было собак, кошек и прочей живности, автомобили подчинялись перекрёстку беспрекословно, а киберхулиганы не пытались перекрёсток обмануть (например, сообщая неточные координаты).

Что ж, всё так и всё-таки... Думается, что даже ограниченная реализация идеи Али (которая, впрочем, не принадлежит только ему: идея «умного» перекрёстка витает в воздухе и в последние годы ею занимаются многие исследователи) поможет приблизить пропускную способность перекрёстка к теоретическому максимуму, а заодно и экономить топливо (в симуляторе Али автомобили жгли бензина на одну пятую меньше). Лучше того, ограниченная реализация возможно уже сейчас!

Пока робокаров в продаже нет, регулировать скорость может сам водитель — сообразуясь с подсказкой мобильного приложения.
Да, робокары пока ещё только разрабатываются, но давайте подойдём к вопросу регулирования скорости с другой стороны. Пусть скорость своего авто, в соответствии с рекомендацией перекрёстка, изменяет сам водитель. А чтобы он знал, какую скорость следует держать в текущий момент, дабы проскочить перекрёсток без остановки, установим на его смартфон мобильное приложение, принимающее сигналы от перекрёстка и отображающее их, например, в виде спидометра с «зелёной» рекомендуемой зоной: для водителя это очень наглядно и считывается буквально одним взглядом.

Действующий прототип такого приложения Али уже разработал: вот видеозапись, запечатлевшая, как оно работает в некоторых районах Сан-Франциско. На экране смартфона спидометр отображает зелёную зону и водителю остаётся лишь удерживаться в ней. Причём заставлять водителя нет нужды: он же сам заинтересован в том, чтобы проехать перекрёсток быстрее!

Но что самое интересное, реализовать такое приложение можно и в российских городах уже сейчас. Нужно лишь попросить муниципалитеты открыть данные о текущих сигналах светофоров. Эта информация всё равно однажды должна стать достоянием общественности, пополнив постоянно растущий перечень открытых данных. Ну, а когда появятся робокары, плавно перейдём от ручной к автоматической регулировке скорости.

Если вам понравилась статья - порекомендуйте ее своим друзьям, знакомым или коллегам, имеющим отношение к муниципальной или государственной службе. Нам кажется, что им это будет и полезно, и приятно.
При перепечатке материалов обязательна ссылка на первоисточник.