Что такое Зеленая волна и как она работает?

Феномен зеленой волны

Испытывали ли вы когда-нибудь это редкое, приятное чувство, когда едете по оживленному городскому проспекту и не видите ничего, кроме зеленого света? Это плавное, свободное от стрессов путешествие – не удача; это успешное применение Green Wave Control, одной из наиболее эффективных и давно существующих стратегий координации и оптимизации сигналов светофора в городских условиях.

Это чудо инженерной мысли, часто невидимое для обычного водителя, преобразует серию фиксированных сигналов светофора в точно рассчитанный каскад зеленых огней. Основной принцип прост: позволить большой группе транспортных средств двигаться непрерывно без утомительных остановок и движения. Такое сложное планирование приводит к более эффективному, плавному и значительно менее загрязняющему транспортному потоку для целых коридоров, улучшая ежедневные поездки для тысяч людей.

Как работает «Зеленая волна»

Операция «Зеленая волна» представляет собой идеальную хореографию времени и расстояния, выполняемую по очень точному генеральному графику. В отличие от сложных систем, которые реагируют мгновенно, традиционная Зеленая волна опирается на предсказуемое время.

Основная идея — это смещение, которое определяет разницу во времени между соседними сигналами:

1. Идеальная скорость установлена. Инженеры-транспортники начинают с определения расчетной скорости (например, 50 км/ч или 30 миль в час). Эта скорость безопасна, законна и представляет собой оптимальную скорость движения транспорта на конкретном проспекте.
2. Измеряется время в пути. Затем они измеряют точное расстояние между двумя последовательными сигналами светофора. Это расстояние затем используется для расчета времени, которое потребуется транспортному средству, чтобы проехать между двумя точками с установленной расчетной скоростью.
3. Зеленый свет загорается с задержкой: затем система программирует время подачи сигнала на основе этого времени в пути. Например, если автомобилю требуется 30 секунд, чтобы перейти от сигнала A к сигналу B, система программирует сигнал B, чтобы он стал зеленым через 30 секунд после того, как сигнал A стал зеленым.

Это точное шатание создает подвижное «окно» или зеленую полосу, идущую по проспекту. Если вы сохраните расчетную скорость, вы войдете в это окно в начале коридора и эффективно «скользите» по волне зеленых огней, даже не нажимая на тормоза. Это простое, но эффективное планирование является основой неадаптивной координации сигналов светофора.

Почему оптимизация так важна

Оптимизация светофоров с помощью «Зеленой волны» предлагает ощутимые и широкомасштабные преимущества, которые влияют на городскую жизнь, экономику и окружающую среду:

1. Сокращение заторов и времени в пути. Это самое непосредственное преимущество. За счет устранения ненужных остановок эффективная пропускная способность дороги значительно улучшается. Когда транспортные средства движутся непрерывно, они занимают проезжую часть меньше времени, что приводит к значительной экономии времени водителей. Такое сокращение времени особенно важно в часы пик, когда задержки на каждом светофоре могут увеличиваться в геометрической прогрессии.
2. Снижение уровня загрязнения и экономия топлива. Воздействие пробок с остановками на окружающую среду существенно. Транспортные средства потребляют больше всего топлива и выделяют наибольшее количество несгоревших углеводородов и угарного газа при ускорении с места. За счет резкого сокращения движения по принципу «стоп-и-гоу» система обеспечивает потенциальное сокращение выбросов CO в коридоре до 10%. Это не только снижает выбросы углекислого газа в город, но и приводит к существенной экономии топлива для каждого пассажира, который успешно путешествует по зеленой волне.
3. Повышение безопасности и комфорта дорожного движения. Более предсказуемый и равномерный транспортный поток по своей сути снижает опасности. «Зеленая волна» сводит к минимуму необходимость резкого торможения или агрессивной смены полосы движения, часто связанной с попытками водителей «проехать на красный свет». Такое снижение стресса и неустойчивого поведения водителя повышает безопасность на перекрестках и делает общее вождение более спокойным и комфортным.

Интеграция с Adaptive Control, будущее!

Хотя традиционная «Зеленая волна» является шедевром фиксированного времени, ее основным ограничением является ее жесткость: она не может реагировать на непредвиденные обстоятельства, такие как неожиданный ливень, авария, блокирующая полосу движения, или резкий рост интенсивности движения за пределами типичных часов пик. Именно здесь адаптивная система светофоров выводит концепцию управления «зеленой волной» на новый уровень.

История адаптивных систем богата: такие пионеры, как SCOOT (метод оптимизации разделенного цикла и смещения, из Великобритании) и SCATS (Сиднейская скоординированная адаптивная система дорожного движения, из Австралии), лидируют с 1980-х годов. Эти традиционные системы используют специальные физические датчики (такие как магнитные петли, встроенные в тротуар или камеры) для измерения фактической длины очереди транспортных средств и потока каждые несколько минут, внося тонкие периодические корректировки времени сигнала.

Сегодня оптимизация трафика в реальном времени делает беспрецедентный шаг вперед благодаря использованию больших данных и искусственного интеллекта. Современные системы перестают полагаться исключительно на стационарные датчики и используют новые источники информации, такие как агрегированные и анонимные данные о дорожном движении из Google Maps (подробно описано в Project Green Light).). Это достижение позволяет алгоритмам искусственного интеллекта лучше прогнозировать перегруженность всей сети, а не только на одном перекрестке.