Se sei un automobilista in città o in una zona suburbana, è probabile che tu abbia vissuto la frustrante esperienza di rimanere bloccato in una lunga fila di veicoli ad un semaforo. Aspetti per quello che sembra un'eternità finché il rosso non diventa verde e le auto e i camion iniziano lentamente a muoversi attraverso l'incrocio, e poi ti fermi di nuovo quando la luce diventa gialla e poi rossa. Una volta che sarà finalmente il tuo turno di attraversare l'incrocio, potresti riuscire a rotolare solo per poche centinaia di metri prima di trovarti di fronte a un altro semaforo che sta per diventare rosso. Sì, la rabbia per la strada è reale e la frustrazione sembra aumentare ogni giorno.
Anche nel 2020, un anno in cui le chiusure dovute alla pandemia hanno ridotto il traffico, gli automobilisti hanno subito rallentamenti che hanno aggiunto 27 ore al tempo di spostamento (in calo rispetto agli anni non pandemici:38 ore nel 2000 e 54 nel 2019) e hanno aumentato i costi del carburante di 605 dollari. a testa, secondo uno studio pubblicato dal Texas A&M Transportation Institute. Con il ritorno alla normale densità di traffico di strade e autostrade e l'impennata dei costi della benzina, è probabile che i numeri di quest'anno siano molto più alti.
Ci deve essere un modo migliore, giusto? Fortunatamente, i visionari dell’ingegneria pensano la stessa cosa da anni e hanno sviluppato una risposta:semafori “intelligenti”. Monitorano il traffico in entrata e regolano continuamente i tempi per mantenere il flusso dei veicoli nel modo più fluido possibile, comunicando con altre luci lungo i percorsi e lavorando insieme per evitare che si creino ingorghi.
Numerose aziende grandi e piccole stanno spingendo avanti la tecnologia del semaforo intelligente. A Pittsburgh, il professore di ricerca Stephen Smith della Carnegie Mellon University (CMU) ha iniziato a lavorare sul problema nel 2009, quando un leader aziendale locale lo ha contattato con la preoccupazione che il peggioramento degli ingorghi potesse interferire con gli sforzi di Pittsburgh di trasformarsi da città ciminiera in una città tecnologica e tecnologica. polo sanitario.
Smith, un membro della facoltà del Robotics Institute della CMU che studia l'uso dell'intelligenza artificiale per coordinare grandi sistemi nei trasporti, nella produzione e in altri campi, ha sviluppato segnali stradali dotati di singoli computer e software con funzionalità di intelligenza artificiale, che possono utilizzare telecamere, radar o loop induttivo rilevatori sul marciapiede per individuare i veicoli in avvicinamento e regolarne i tempi.
Quando Smith installò alcuni prototipi sperimentali agli incroci di East Liberty, un'area fortemente congestionata nell'East End di Pittsburgh, ottenne immediatamente risultati. Il tempo medio di viaggio degli automobilisti per raggiungere le loro destinazioni è diminuito del 25% e hanno trascorso il 40% in meno di tempo fermo negli ingorghi, come dettagliato in questo articolo del 2017.
Da allora, la società di Smith, Rapid Flow Technologies, ha installato la sua tecnologia di gestione intelligente del traffico Surtrac in 22 città del Nord America.
A differenza di altri sistemi di traffico intelligenti, che aggiornano i tempi dei semafori ogni pochi minuti in base al traffico recente, "Generiamo i piani orari in tempo reale", spiega Smith. "Quindi, osserviamo il traffico che si avvicina all'incrocio. E poi, in tempo reale, generiamo un piano temporale del segnale per spostare il traffico attraverso l'incrocio. Quindi, stiamo effettivamente programmando il traffico effettivo sulla strada."
I semafori intelligenti possono anche condividere i propri piani di traffico con altri segnali lungo il percorso. "Una volta che un incrocio elabora un piano temporale e inizia a eseguirlo, invierà ai suoi vicini a valle, ad esempio, il traffico che prevede di inviare secondo il suo programma", afferma Smith.
Questi semafori intelligenti diventeranno ancora più potenti poiché un numero crescente di auto e camion utilizzano la tecnologia dei veicoli connessi, che consente loro di comunicare sia tra loro che con infrastrutture come i segnali stradali.
"Se immagini un futuro in cui tutti i veicoli sono connessi, o tutti i viaggiatori sono connessi, allora ciò rappresenterà una trasformazione per il controllo dei segnali stradali", afferma Smith. Invece di fare affidamento sull'individuazione dei veicoli non appena si avvicinano alle telecamere, ad esempio, i semafori intelligenti saranno in grado di prendere decisioni basate sui messaggi che ricevono dalle auto sulla loro posizione e direzione, o anche sull'intero percorso pianificato. avanzare. Ma Smith ritiene che ci vorranno un paio di decenni prima che ciò diventi la norma.
I segnali stradali intelligenti potrebbero persino rendere più sicura la presenza di strade complete, in cui auto e camion condividono le strade con ciclisti, pedoni e persone che utilizzano dispositivi di mobilità come gli scooter. Un semaforo intelligente può avere la capacità di rilevare i pedoni agli angoli delle strade e calcolare quanto tempo impiegano per attraversare un incrocio in sicurezza. Smith afferma che la sua azienda sta lavorando a un'app per smartphone per pedoni con disabilità, che comunicherebbe con segnali intelligenti.
"Se ti muovi con un deambulatore, o qualcosa del genere, sa quanto tempo ti occorre per attraversare la strada", spiega Smith. "Quindi, lo comunica in anticipo al segnale, in modo che, quando ottieni il semaforo verde, avrai la certezza di avere abbastanza tempo per attraversare."
Un’azienda israeliana, NoTraffic, che la rivista Time ha inserito nella sua lista delle 100 aziende più influenti del 2022, adotta un approccio leggermente diverso. Invece di segnali stradali intelligenti decentralizzati, fornisce alle città sensori Internet of Things "plug and play" per gli incroci, che includono telecamere e radar, e li combina con un centro di gestione virtuale del traffico basato su cloud.
"Siamo abituati a essere sempre connessi tramite i nostri smartphone o orologi, ricevendo notifiche push in tempo reale sull'avvicinarsi di una tempesta di neve o sulla nostra consegna su Amazon", spiega via e-mail Dvir Reznik, vicepresidente marketing dell'azienda. "Ma la maggior parte dei semafori negli Stati Uniti non è collegata ad alcuna rete, quindi se un semaforo non funziona, viene messo fuori combattimento in condizioni meteorologiche avverse o colpito durante un incidente, la città non lo saprebbe. Inoltre, i semafori sono “orientati” verso i veicoli, mentre le nostre città hanno adottato forme di trasporto multimodali:camminare, andare in bicicletta, trasporto pubblico, treni e altro ancora. La nostra piattaforma è in grado di rilevare tutti gli utenti della strada, migliorando l’equità e la sicurezza del traffico e riducendo le emissioni. "
"Migliorare l'equità e la sicurezza del traffico sono i principali vantaggi dell'implementazione della piattaforma NoTraffic, ma i vantaggi collaterali possono avere un impatto maggiore andando avanti", afferma Reznik. "Parliamo molto del potenziale che la mobilità sta sbloccando nelle nostre comunità, ma l'infrastruttura necessaria per soddisfare la domanda semplicemente non è connessa alla rete. Ed è qui che entra in gioco NoTraffic. Il primo vantaggio è la visibilità e la connettività, in realtà tempo. La possibilità di sapere quanti veicoli, camion per le consegne, ciclisti, pedoni, autobus, sono passati attraverso l'incrocio e ottimizzare il flusso del traffico in modo autonomo, in tempo reale."
Oltre a ridurre i tempi di viaggio e i tempi di attesa ai semafori, Reznik afferma che il sistema NoTraffic aiuta anche a rendere le strade più sicure.
"Abbiamo anche dimostrato come la nostra piattaforma possa potenzialmente ridurre il numero di conducenti che passano con il semaforo rosso in media di quasi l'80%, semplicemente ottimizzando il flusso del traffico, in tempo reale", afferma.
Sebbene l’uso di sistemi di controllo adattivo del segnale stia guadagnando terreno negli Stati Uniti, è ancora lontano dall’essere universalmente accettato e implementato. Parte del motivo potrebbe essere il costo. Secondo il sito web Intelligent Transportation Systems (ITS) del Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti, il costo di implementazione di determinate tecnologie ITS supera i 20.000 dollari per incrocio, ma i numeri per questi sistemi variano ampiamente a seconda della posizione e degli aggiornamenti degli incroci che potrebbero essere necessari.
Ciononostante, Reznik afferma che la segnaletica stradale intelligente diventerà ancora più importante una volta che i veicoli autonomi senza conducente saranno ampiamente utilizzati, cosa che gli esperti dei trasporti prevedono avverrà nei prossimi decenni.
"Stiamo seguendo un percorso di maggiore connettività in tutte le aree, compresi i nostri veicoli", afferma Reznik. "Per poter eventualmente adottare veicoli autonomi su scala più ampia, dobbiamo sviluppare un'infrastruttura in grado di connettersi ai singoli veicoli per una maggiore visibilità e sicurezza."
Questo è interessanteEliminando il tempo sprecato nel traffico intasato, i semafori intelligenti potrebbero svolgere un ruolo significativo nella lotta al cambiamento climatico. Uno studio del 2022 condotto da Juniper Research ha rilevato che i sistemi intelligenti di gestione del traffico potrebbero ridurre le emissioni globali di 226 milioni di tonnellate (205 milioni di tonnellate) entro il 2027.
