Als het aan wetenschappers ligt, krijgt het stoplicht er een kleurtje bij

Rood, oranje, groen en…wit! Met het extra kleurtje sorteren de onderzoekers alvast voor op de schijnbaar onvermijdelijke opkomst van de zelfrijdende auto.

Wie een druk kruispunt nadert, kan daarbij zomaar op een verkeerslicht stuiten. Met de kleuren daarvan zijn mensen wereldwijd vertrouwd: rood betekent bijvoorbeeld stoppen en bij groen kun je doorrijden. Maar als het aan Amerikaanse onderzoekers ligt, ondergaat dat oude, vertrouwde stoplicht binnenkort een lichte metamorfose; ze willen er namelijk een wit licht aan toevoegen. Dat is te lezen in het blad IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems.

Zelfrijdende auto’s
Het tamelijk radicale voorstel vloeit voort uit de verwachting dat het aantal zelfrijdende auto’s de komende jaren flink zal toenemen. Deze zelfrijdende auto’s kunnen met elkaar communiceren, maar in een later stadium waarschijnlijk ook met de computer die de verkeerslichten aanstuurt. Die onderlinge communicatie kan de doorstroom aanzienlijk bevorderen. Zo kan een zelfrijdende auto die ‘weet’ dat zijn route zich over vijf minuten kruist met de route van een andere zelfrijdende auto, wat gas terugnemen, waarna deze op de kruising die andere auto niet tegenkomt en direct door kan rijden. Op vergelijkbare wijze kan ook de communicatie met verkeerslichten ervoor zorgen dat zelfrijdende auto’s op kruisingen niet meer hoeven te stoppen en weer op te trekken – handelingen die tijd én brandstof (of elektriciteit) kosten.

Verkeersregelaars
Dat klinkt natuurlijk prachtig. Maar de praktijk zal – in ieder geval in de eerste jaren – wat grilliger zijn. En wel doordat er naast zelfrijdende auto’s ook nog door mensen bestuurde auto’s op de weg te vinden zullen zijn. Deze auto’s communiceren niet met de zelfrijdende auto’s of verkeerslichten en dreigen in die zin dus een vlotte doorstroming te belemmeren. Maar daar hebben onderzoekers nu wat op bedacht.

Ze stellen voor om zelfrijdende auto’s in te zetten als een soort verkeersregelaars en dat aan de menselijke bestuurders te communiceren middels een extra (witte) lamp op stoplichten. “Rode lichten betekenen nog steeds dat je moet stoppen,” vertelt onderzoeker Ali Hajbabaie. “Groene lichten betekenen nog steeds dat je kunt doorrijden. En witte lichten vertellen menselijke bestuurders dat ze simpelweg de auto voor hen moeten volgen.”

Hoe werkt het?
Wanneer zelfrijdende auto’s een kruising naderen, gaan deze auto’s – door met elkaar en de computer die de verkeerslichten op de kruising aanstuurt, te communiceren – met elkaar afstemmen wie er als eerste de kruising over mag steken. Het doel is daarbij, zoals gezegd, om een zo goed mogelijke doorstroom van zelfrijdende auto’s te bewerkstelligen. Bijvoorbeeld door de snelheid van de auto’s, terwijl ze de kruising naderen, aan te passen, zodat ze niet allemaal tegelijk op de kruising aankomen. Of door onderling af te spreken dat de langste colonne met zelfrijdende auto’s op de kruising voor mag gaan. De slimme, zelfrijdende auto’s weten door onderling met elkaar te communiceren en afspraken te maken, zo precies wat ze moeten doen om die kruising zo efficiënt mogelijk over te steken. Maar de ‘domme’, door mensen bestuurde auto’s hebben die informatie niet. Daardoor lopen ze op kruisingen waarschijnlijk meer vertraging op en frustreren in het ergste geval zelfs de pogingen van de zelfrijdende auto’s om een snelle doorstroom te bewerkstelligen. Het witte verkeerslicht kan dat voorkomen, zo stellen de onderzoekers. Het witte licht gaat aan zodra zelfrijdende auto’s – die het kruispunt naderen – onderling hebben afgestemd welke auto op welk moment het kruispunt mag betreden en dus samen een manier hebben gevonden om een vlotte doorstroom te garanderen. Het witte licht is dan voor niet-zelfrijdende auto’s het teken dat ze op de kruising moeten doen wat de (zelfrijdende) auto voor hen doet. Als die auto stopt, stoppen zij ook. En als de auto doorrijdt, rijden ze ook door. Zo worden ze als het ware door de zelfrijdende auto’s op sleeptouw genomen en profiteren ze ook van de afspraken die de slimme auto’s onderling hebben gemaakt en dus van een vlotte doorstroming op de kruising.

Communicatie is belangrijk
“Enige controle over de verkeersstroom bij zelfrijdende auto’s neerleggen, is een relatief nieuw idee,” aldus Hajbabaie. “Het kan gebruikt worden om het verkeer in elk scenario waarbij zelfrijdende auto’s betrokken zijn, te controleren. Maar wij denken dat het belangrijk is om op kruisingen zo’n wit licht in te zetten, omdat dat aan menselijke bestuurders communiceert wat er gaande is en zij ook weten wat ze moeten doen als ze de kruising naderen.”

Soms terug naar rood, oranje en groen
Om het verkeer op een drukke kruising deels door zelfrijdende auto’s te laten regelen, is het wel een vereiste dat een behoorlijk aantal zelfrijdende auto’s die kruising nadert. Als dat niet het geval is en juist veel door mensen bestuurde auto’s op zo’n kruising afstevenen, kan het witte licht niet worden ingezet. In dat geval zullen de verkeerslichten weer de oude vertrouwde kleuren – rood, oranje en groen – inzetten om verkeer veilig over de kruising te loodsen.

Dat de inzet van een wit licht in de toekomst zeker het overwegen waard is, tonen de onderzoekers aan middels simulaties. “Deze simulaties vertellen ons een aantal dingen,” aldus Hajbabaie. “Allereerst verbeteren zelfrijdende auto’s sowieso de doorstroom.” Dus ook in afwezigheid van wat onderzoekers ‘de witte fase’ noemen en waarbij zelfrijdende auto’s onder het witte verkeerslicht de ‘gewone’ auto’s op sleeptouw nemen. “Ten tweede geldt dat wanneer zelfrijdende auto’s aanwezig zijn, ‘de witte fase’ de doorstroom nog verder verbetert. En dat leidt ook weer tot een afname in brandstofconsumptie, omdat er minder gestopt en weer opgetrokken wordt. Ten derde: hoe hoger het percentage zelfrijdende auto’s op een ‘witte fase’-kruising is, hoe sneller het verkeer over de kruising beweegt en hoe beter de cijfers met betrekking tot de brandstofconsumptie zijn.” Heel concreet blijkt de vertraging op het moment dat 10 procent van de auto’s op een kruising met witte verkeerslichten zelfrijdend zijn, met zo’n 3 procent af te nemen. Maar als zelfrijdende auto’s dertig procent van de auto’s op een kruising met witte verkeerslichten uitmaken, kan de vertraging al met 10,7 procent worden teruggedrongen.

De onderzoekers erkennen dat zelfrijdende auto’s nog niet helemaal klaar zijn voor de witte fase-kruisingen die zij voorstellen. En ook overheden staan waarschijnlijk niet te trappelen om alle verkeerslichten te vervangen of uit te breiden met een wit licht. Maar dat kan in de toekomst natuurlijk veranderen. En anders kunnen toekomstige beleidsmakers de inzet van witte verkeerslichten altijd nog voor specifieke locaties – zoals bepaalde drukke kruisingen waar het verkeer nogal eens opstroopt – overwegen.

Bronmateriaal

"Researchers Propose a Fourth Light on Traffic Signals – For Self-Driving Cars" - NC State University
Afbeelding bovenaan dit artikel: Ziutograf from Getty Images Signature (via Canva Pro)

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd