Красный, желтый, зеленый… Четвертым светом, похоже, в обозримой перспективе станет белый. Правда, дело это не быстрое и довольно затратное. Но слово не воробей: уже имеется концепция белой фазы в дорожном движении, сулящая значительные выигрыши для всех его участников.
Характерно, что белую фазу придумали выходцы из глубинной Азии, где со светофорами и перекрестками беда. Главный промоутер идеи – доктор Али Хаджбабай, доцент кафедры гражданского строительства в университете штата Северная Каролина. Его соратники и единомышленники, судя по именам, из тех же краев. В 2020 году они впервые представили свою концепцию, в 2023-м официально предложили обогатить палитру светофора белым светом, а в 2025-м публикацией в IEEE Transactions on ITS свежего исследования запустили кампанию по продвижению четвертого сигнала.
Для этого белый свет понадобилось привязать к беспилотному транспорту, искусственному интеллекту, углеродному следу и еще ряду модных тем, но суть от этого не меняется: четвертый сигнал светофора призван обеспечить транспортную связность и безопасность. Поэтому испытывать его будут США – чемпион по количеству ДТП, страна, которой дорожные пробки ежегодно обходятся более чем в 120 млрд долларов.
НОВАЯ ФАЗА АЖ ЧЕТЫРЕ РАЗА
Исследования ученых университета Северной Каролины начинались с применения распределенных вычислений для управления светофорами и машинами. Предсказуемо для интеллектуальной транспортной системы, не так ли? А теперь рассмотрим ситуацию в неожиданном ракурсе: спустя какое-то время на перекрестке встретятся два класса авто: во-первых, беспилотные (AV) и подключаемые (CV), во-вторых, обычные, с живыми людьми за рулем. Автономный подключаемый автомобиль (CAV) способен обмениваться сигналами с гаджетами, облачными хранилищами, ИТС и, самое главное, с другими такими же авто – V2V (vehicle-to-vehicle). Беспилотники на перекрестке смогут при движении подстроиться друг под друга, обменявшись данными. А люди?
Им не придется нервничать или судорожно вращать баранку. Белая фаза – это когда большинство транспортных средств на перекрестке относятся к CAV. Обменявшись данными, они сами смогут управлять движением, в том числе через светофор, на котором загорается белый сигнал. После него человек должен просто следовать за идущим впереди транспортным средством, ориентироваться на его поведение. Зажегся белый – дуй за беспилотником, теперь он за главного.
Справка «ТБ». Белая фаза делится на 6 подфаз: 1) авто приближаются к перекрестку и начинают обмен данными; 2) они синхронизируются по местоположению/скорости со светофором; 3) светофор фиксирует, что CAV на перекрестке большинство, и включает белый свет; 4) работает белый свет, CAV управляют трафиком; 5) водители следуют за CAV; 6) концентрация CAV снижается, белый свет гаснет, светофор возвращается в обычный режим.
По-научному все это называется стратегией распределенной координации дорожного движения: каждый CAV взаимодействует с другими, определяя наиболее эффективные траектории и скорости во избежание столкновений и ненужного простоя. То есть превращается в мобильный регулятор движения, взаимодействующий с инфраструктурой в лице светофора элемент «умной дороги» – V2I. Если связь со светофором прервется, страховкой станет механизм распределенных вычислений: он все равно обеспечит бесперебойное управление транспортным потоком.
Для человека (водителя и пешехода) выигрыш заключается прежде всего в безопасности: благодаря белому свету он знает, что происходит, как ему себя вести и т.п. А для транспортного потока? Или даже для экономики в целом?
НА СВЕТ И ЦВЕТ ТОВАРИЩА НЕТ
Беспилотные авто с системами приема-передачи данных как бы переносят принцип распределенных вычислений на дорогу благодаря всем этим V2V и V2I. Они действуют по алгоритму, предсказуемо и потому улучшают транспортный поток, уверяет доктор Хаджбабай: «Чем выше процент CAV на перекрестке с белой фазой, тем быстрее транспортный поток проходит перекресток и тем лучше показатели расхода топлива». А это уже экономия и времени, и денег.
Исследователи опираются на результаты моделирования: если на перекрестке 10% CAV, задержки сокращаются на 3%, если 30% – уже на 10,7%, при 50% – на 50–70%. И так вплоть до 98,4% выигрыша, хотя в реальности, понятно, цифры окажутся поскромнее из-за сторонних факторов. Идея задействовать распределенные вычислительные мощности самих авто очень плодотворная: в конце концов, CAV так или иначе способны агрегировать данные о пробках и оптимальных маршрутах. Это плюс.
Теперь – о минусах. Во-первых, автопроизводители пока не готовы к внедрению технологий, основанных на распределенных вычислениях, причем как в аппаратном обеспечении, так и в ПО. Во-вторых, модернизация всех светофоров на перекрестках – дорогая затея. Но до нее еще ого-го как далеко, уверяют адепты белого света.
Пока власти США дали добро на тестирование белой фазы в закрытых зонах с интенсивным движением: промкомплексах, портах, грузовых терминалах, университетских городках и так называемых автономных тестовых городах. Стартует оно в 2026 году. «И может стать таким же важным событием, как изобретение светофора, – уверяет Карен Дуглас, аналитик в области транспорта. – Это первый шаг к созданию дорог, способных думать самостоятельно». Доктор Хаджбабай высказывается ровно в том же духе: «Это все равно что наделить перекрестки мозгом. Когда поблизости есть достаточное количество автономных автомобилей, они могут управлять движением более эффективно, чем любая система, управляемая человеком».
В общем, дело – в «мозгах» («умной» дороге и ИТС), а не в четвертом сигнале светофора. Тем более что остальные три никуда не денутся, даже значение их не изменится от добавления четвертого. Почему, кстати, выбрали белый? Ученые из университета Северной Каролины говорят, что свет может быть каким угодно, они не против. Но белый явно контрастирует с красным, желтым и зеленым, хорошо заметен при любом освещении и в любую погоду, психологически никак не связан с понятиями «стоп» или «вперед». Ну и пусть себе горит – в тестовом режиме.
Иван ДУБОВЕЙ