في المستقبل الافتراضي حيث تتدحرج السيارات ذاتية القيادة لأعلى وأسفل طرقنا المزدحمة، قد يكون لإشارات المرور لون رابع مثبت، ويضاف لون واحد لصالح تلك المركبات ذاتية القيادة.
يقترح العلماء بجامعة ولاية كارولينا الشمالية إشارة مرور بيضاء إضافية من شأنها أن تشير إلى سائقي المركبات ذاتية القيادة (AVs) التي تدير التقاطع القادم لتدفق حركة المرور بذكاء. التفكير هو أنه يمكن تقليل مستويات الازدحام المروري والاستهلاك الكلي للوقود.
لن تحتاج السيارات والشاحنات التي تقود بنفسها إلى “إلقاء نظرة” على إشارة المرور البيضاء، لأنها ستتواصل معها لاسلكيًا. ومع ذلك، سيكون بمثابة إشارة للسائقين والركاب من البشر أنه يجب عليهم اتباع خطى المركبات ذاتية القيادة التي تتحرك عبر التقاطع.
المرحلة البيضاء للإشارة الضوئية
يقترح الباحثون مرحلة بيضاء جديدة للتقاطعات. (نيروماند وآخرون، معاملات IEEE على أنظمة النقل الذكية، 2023)
يقول المهندس المدني “علي حاجبائي”: “ستظل الأضواء الحمراء تعني التوقف. وستظل الأضواء الخضراء تعني الانطلاق. والأضواء البيضاء ستطلب من السائقين أن يتبعوا السيارة التي أمامهم ببساطة” .
“هذا المفهوم الذي نقترحه لتقاطعات المرور، والذي نسميه” المرحلة البيضاء “، يستغل القوة الحاسوبية للمركبات ذاتية القيادة.”
وإليك كيفية العمل: ستكون المركبات ذاتية القيادة على اتصال مع بعضها البعض ومع إشارات المرور عند التقاطعات، ضمن نطاق معين. سيمكنهم ذلك من تنسيق تدفق حركة المرور بشكل أكثر كفاءة وذكاء – مع إعطاء الأولوية للطرق المتقاربة مع وجود المزيد من المركبات عليها، على سبيل المثال ، وتقديم المشورة بشأن السرعات المثلى.
سيتم إبلاغ أي سائق بشري في هذا المزيج باتباع قيادة السيارة التي أمامهم عبر الضوء الأبيض: توقف إذا توقفت، تابع إذا استمرت. بمجرد أن ينخفض عدد المركبات ذاتية القيادة عند تقاطع ما إلى ما دون حد معين، فإن إشارات المرور ستعود إلى الخيار الطبيعي الأحمر والعنبر والأخضر.
في النماذج المحاكاة، تم إثبات أن المركبات المساعدة تعمل على تحسين تدفق حركة المرور من تلقاء نفسها، وأكثر من ذلك عندما تم إدخال المرحلة البيضاء – والتي لها بعد ذلك تأثيرات إيجابية على تقليل استهلاك الوقود. كلما زادت النسبة المئوية للمركبات في التقاطع، زادت سرعة حركة المرور، مع تحسينات تتراوح بين 40 إلى 99 بالمائة من حيث إجمالي تخفيضات التأخير الممكنة.
يقول حاجبائي: “إن منح بعض التحكم في تدفق حركة المرور للمركبات هي فكرة جديدة نسبيًا، تسمى نموذج التحكم في الأجهزة المحمولة” . “يمكن استخدامه لتنسيق حركة المرور في أي سيناريو يتعلق بالمركبات”.
“لكننا نعتقد أنه من المهم دمج مفهوم الضوء الأبيض عند التقاطعات لأنه يخبر السائقين البشريين بما يحدث، حتى يعرفوا ما يفترض أن يفعلوه عندما يقتربون من التقاطع”.
لاحظ الباحثون أنه بمجرد أن يزيد عدد المركبات ذاتية القيادة في تقاطع ما عن 30 بالمائة، تصبح التحسينات أكثر أهمية. مع وجود 70 بالمائة من المركبات في حركة المرور، يمكن تشغيل التقاطع في الغالب كوضع طور أبيض تلقائي كامل.
ليس لدينا بعد التكنولوجيا اللازمة لتنفيذ شيء مثل هذا، على الرغم من إجراء التحسينات طوال الوقت. تستند هذه الدراسة إلى تحقيق سابق من عام 2020 أجراه نفس الباحثين حيث تم التحكم في تدفق حركة المرور بواسطة كمبيوتر مركزي مرتبط بالتقاطع – هنا، يمكن إدارة الحوسبة اللازمة بواسطة السيارات ذاتية القيادة نفسها.
سيستغرق تطوير كل تقاطع طرق وقتًا ومالًا بالطبع، لكن يعتقد الباحثون أن بعض جوانب فكرة المرحلة البيضاء يمكن تنفيذها بسهولة نسبيًا. يمكن أن تكون الاختبارات التجريبية في مناطق محددة هي الخطوة التالية للأمام.
يقول حاجبائي : “تشهد الموانئ عددًا كبيرًا من حركة مرور المركبات التجارية، وهو أمر مهم بشكل خاص لتدفق حركة المرور” . “يبدو أن المركبات التجارية تتمتع بمعدلات أعلى في اعتماد المركبات المستقلة، لذلك قد تكون هناك فرصة لتنفيذ مشروع تجريبي في هذا المكان يمكن أن يفيد حركة الموانئ والنقل التجاري”.
من هو مبتكر إشارات المرور
مخترع إشارة المرور يعتبر مخترع إشارة المرور التي نراها اليوم جاريت مورغان (Garrett Morgan) وهو أمريكي من أصول أفريقية، وإلى جانب اختراعه للإشارة الضوئية قام مورغان باختراع الكثير من الأجهزة بما في ذلك، جهاز فرد الشعر، وماكينة الخياطة، وجهاز التنفس.
جاريت مورغان.. مبتكر إشارات المرور
جاريت مورغان (Garrett Morgan) ولد جاريت مورغان في مدينة باريس الواقعة بولاية كنتاكي في الولايات المتحدة في 4 مارس عام 1877، وكان ترتيبه السابع من بين 11 طفلا، وعندما أنهى تعليمه الابتدائي انتقل إلى منطقة كليفلاند للبحث عن عمل، وكانت بداية عمله كميكانيكي لماكينات الخياطة في إحدى الشركات لتصنيع الملابس، حيث تعلم مورغان كيفية عمل ماكينات الخياطة وكيفية إصلاحها حتى افتتح شركته الخاصة لتصنيع الملابس عام 1907، وكانت جميع ماكينات الخياطة من صنعه، وحصل على براءة اختراع للعديد من الأجهزة، بما في ذلك آلة خياطة محسنة يتم تشغيلها يدوياً قام باختراعها في عام 1916، وعندما شاهد حادث اصطدام سيارة مع عربة تجرها الخيول، قام باختراع إشارة ضوئية وحصل على براءة اختراع في عام 1923، وقامت إحدى الشركات بشراء الإشارة الضوئية من مورغان مقابل مبلغ 40 ألف دولار، وتم استخدام إشارة المرور في جميع أنحاء أمريكا، ولاحقاً حصل على براءة اختراع التكنولوجيا في بريطانيا وكندا، وتوفي في 27 يوليو عام 1963 في كليفلاند بولاية أوهايو.
تاريخ الإشارة الضوئية
تاريخ الإشارة الضوئية في عام 1868 قام جون نايت بوضع أول إشارة مرور في العالم، عند تقاطع شارع جريت جورج وشارع بريدج في لندن، وكانت إشارة المرور تحمل كلمة توقف وكلمة انطلق أثناء النهار، وفي الليل تضيء الإشارة عن طريق استعمال مصابيح الغاز، حيث تستخدم أضواء حمراء وخضراء، وتم وضع إحدى رجال الشرطة بجانبها لتشغيها، وبعد شهر واحد، حصل تسرب في أنبوب الغاز في الإشارة، وانفجرت الإشارة بوجه رجل الشرطة الذي يقوم بتشغيلها وأصيب بجروح بالغة، حينها تم إلغاء الإشارة واعتبارها مشروع خطر.
- في عام 1910 وضع المخترع الأمريكي إرنست سيرين إشارة مرور يتم التحكم فيها تلقائيًا في مدينة شيكاغو، وكانت إشارة المرور الخاصة به على شكل صليب يدور على محور وكانت اللافتات تحمل كلمة توقف وتقدم.
- في عام 1912 تم اختراع أول إشارة مرور كهربائية باستخدام الأضواء الحمراء والخضراء بواسطة ضابط الشرطة ليستر واير، ويوجد بجانب إشارة المرور رجل شرطة يعمل على تبديل اتجاه الأضواء يدويًا.
- في عام 1923 حصل جاريت مورغان على براءة اختراع لإشارة مرور كهربائية أوتوماتيكية، واستخدم مورغان تصميم على شكل حرف T مع ثلاثة أوضاع، بالإضافة لكلمة قف وكلمة انطلق، يتم توقيف حركة المرور في جميع الاتجاهات لمنح السائقين الوقت للتوقف أو العبور، ومن المزايا الأخرى لتصميم مورغان أنه يمكن صنعه بتكلفة زهيدة، وبالتالي تم زيادة عدد الإشارات التي يمكن تثبيتها، وباع مورغان حقوق إشارة المرور الخاصة به لشركة جنرال إلكتريك مقابل 40 ألف دولار.
