Giảm tắc nghẽn bằng hệ thống đèn giao thông có khả năng “tư duy”

Các
nhà nghiên cứu châu Âu cho biết, một hệ thống đèn giao thông “tự tổ
chức” có thể làm giảm sự tắc nghẽn. Bí quyết chính là cho phép đèn bật
từ xanh sang đỏ theo một cách hỗn độn, phi tập trung, thay vì theo một
mô hình được lập trình một cách đều đều.

Mặc
dù người đi đường có thể sẽ rất bực mình khi gặp phải đèn đỏ, nhưng các
nhà quy hoạch đô thị đang cố gắng đồng bộ hóa các tín hiệu giao thông
để cải thiện luồng giao thông, thậm chí dựa vào các siêu máy tính để
thiết kế ra các mô hình tối ưu. Đèn sẽ dừng ở màu xanh lâu hơn trong
những giờ cao điểm, và các mô hình máy tính giúp ưu tiên luồng giao
thông. Nhưng các yếu tố biến thiên như khách bộ hành ở các ngã tư, các
đám đông và các phương tiện giao thông hỏng hóc có thể khiến cho hệ
thống được thiết kế một cách chu đáo này hoạt động sai lạc, dẫn tới các
đám tắc giao thông gây ô nhiễm và ồn ào.

Nhóm
nghiên cứu của Đức và Thụy Sỹ cho rằng một hệ thống tự tổ chức sẽ hoạt
động tốt hơn. Nhóm nghiên cứu tiến hành bằng cách dựng mô hình giao
thông khi nó đang lưu thông tốt, so sánh các ngã tư với một mạng các ống
dẫn. Sau đó họ gán cho mỗi một tín hiệu giao thông một bộ cảm ứng có
thể cung cấp thông tin về tình hình giao thông tại một thời điểm cho
trước. Các chip máy tính ở đèn sẽ tính toán luồng phương tiện giao thông
kỳ vọng, và xác định độ lâu của đèn xanh.

Các
nhà nghiên cứu cho biết, “quy tắc rừng rậm” (Jungle principle) của mỗi
một loại đèn tự thân nó không dẫn tới sự đồng bộ. Nếu mỗi một bóng đèn
giao thông đều phản ứng ngay lập tức với các yêu cầu, thì tất cả các
bóng đèn sẽ chỉ phản ứng với luồng giao thông tới từ các ngã tư gần đó,
vì vậy không đáp ứng được mục tiêu tạo ra một mạng lưới thông minh.

Giải
pháp của nhóm nghiên cứu là một hướng phi tập trung cho phép đèn giao
thông hoạt động kết hợp với nhau bằng cách mô phỏng ra những thay đổi ở
mỗi một ngã tư sẽ tác động tới toàn bộ hệ thống như thế nào. Thay vì bị
cản trở bởi các dao động tự nhiên trong giao thông, hệ thống này tận
dụng chúng, sử dụng các khoảng trống ngẫu nhiên để cải thiện luồng giao
thông. Đèn giao thông có thể bật màu xanh chỉ khi có yêu cầu về chúng.
Hướng tiếp cận phi tuần hoàn này có thể loại trừ vấn đề khó chịu đặc thù
của việc đỗ lại trước đèn đỏ khi không cần thiết.

Nhóm
nghiên cứu đã thử nghiệm các thuật toán của họ trên một phiên bản mô
phỏng trên máy tính về trung tâm Tp. Dresden và nhận thấy thời gian
ngừng trệ có thể được giảm từ 10% tới 30%.