Sponseret indhold af: Aalborg Universitet

I fremtidige lyskryds vil der blive opsat radarsensorer, som vil give en kontinuer­lig strøm af informationer om trafikken. Således vil man på et vilkårligt tidspunkt fx vide, hvor mange biler, der holder i de forskellige vognbaner, hvilke biler, der er på vej til krydset og med hvilken fart.

11. september, 2018

Kortere rejsetid og mindre ­forurening med intellingent styring af lyskryds

Mindre ventetid i køer. Halvering af CO2-udledningen. Prioritering af cyklister og fodgængere. Det lyder næsten alt for godt til at være sandt. Men hvis de nyeste maskinlæringsalgoritmer udviklet af forskere på Aalborg Universitet bliver anvendt i lyskrydsene rundt omkring i Danmark og resten af verden, lover det godt for vores fremtidige færd i trafikken.

Tekst: Kim Guldstrand Larsen

Vi har vist alle prøvet at holde ”alt for længe” for rødt i et lyskryds. Vor tålmodighed bliver især udfordret i de situationer, hvor der åbenlyst ikke er nogen trafik i krydset. Hvorfor bliver der dog ikke grønt? Problemet er, at dagens lyskryds er tidstyret med et fast antal sekunder med grønt i de forskellige retninger eller er et skønnet tidsrum baseret på bilernes passage af en spole i vejen i en vis afstand fra krydset. Dertil kommer, at dagens styring typisk er bundet af en række parametervalg, som ikke automatisk ændres ved ændret trafik, men som kræver en dyr manuel omstilling.

I fremtidige lyskryds vil der blive opsat radarsensorer, som vil give en kontinuer­lig strøm af informationer om trafikken. Således vil man på et vilkårligt tidspunkt fx vide, hvor mange biler, der holder i de forskellige vognbaner, hvilke biler, der er på vej til krydset og med hvilken fart. Der kan også skelnes mellem forskellige trafikanter, som f.eks. lastbiler, cyklister og fodgængere. Men udfordringen er hvorledes vi får udnyttet al denne information, og ikke bare bruger de nye radarer som en spole. Nye styringsalgoritmer er nødvendige!

Maskinlæring og signalstyring

Det er netop det, en gruppe forskere fra trafikteknik og datalogi ved Aalborg Universitet har arbejdet intensivt på de sidste 2 år. Helt konkret har de udviklet nye maskinlæringsalgoritmer, der er i stand til at omsætte radarsensorernes kontinuerlige data til en intelligent og dynamisk signalstyring. Bag algoritmerne er der også en spilteoretisk opfattelse af et lyskryds. Ligesom skak er et trafikkryds et spil mellem to spillere: signalstyringen på den ene side og den faktiske trafik på den anden. Lige som man i skak kan regne flere træk frem for finde det bedste træk, beregner de nye algoritmer hvert sekund en optimal strategi for signalstyringen for de næste 30 sekunder. Algoritmerne er endvidere selvlærende, hvilket mindsker behovet for manuel opsætning af krydset samtidig med, at algoritmerne er i stand til at opfange ændringer i trafikken igennem krydset og tilpasse signalstyringen herefter.

Virker det så?

Kim Guldstrand Larsen

Det ser det bestemt ud til. Den foreslåede metode er testet gennem modellering og simulering af morgentrafik igennem 4 lyskryds på Hobrovej i Aalborg. En sammenligning af den nye maskinlæringsbaserede signalstyring med den eksisterende styring (der benytter sig af grøn bølge på Hobrovej) viser at i alle kryds og fra alle retninger reduceres alle betragtede forhold (kølængde, ventetid i kø, antal stop, CO2 udledning) med mere end 40% og den samlede rejsetid på Hobrovej reduceres med 20%. I samarbejde med Aarhus og Aalborg kommuner er der planlagt aftestning af den nye styringsalgoritme i udvalgte kryds i løbet af efteråret 2018. I Aarhus vil COWI forestå evalueringen.

Perspektiv

For den enkelte rejsende vil brug af ny intelligent signalstyring føre til ikke blot væsentlig reduktion i rejsetid, men også resultere i en oplevet bedre service, større vejkapacitet og mindre trængsel. For samfundet som helhed er også store gevinster at hente: Vejdirektoratet anslog i 2012, at de årlige samfundsøkonomiske omkostninger i forbindelse med et enkelt signalstyret kryds løber op i næsten 5 millioner kroner. Med mere end 3.000 lyskryds i Danmark løber dette op i 15 milliarder kroner årligt. Langt den største del af dette beløb kan henføres til værdien af trafikanternes spildtid (69%). De øvrige omkostninger er brændstof (13%), trafikulykker (18%) og drift og vedligehold af signalanlæggene (0,5%). Internationalt er perspektiverne for brug af mere intelligent trafikstyring selvsagt enorme, eftersom et af de største problemer i verdens store byer netop er den stigende trængsel.

fakta

Maskinlæring: En teknologi, hvor computere selv lærer at løse ­specifikke opgaver ­automatisk ved hjælp af data og statistik.

Algoritme: en sekvens af logiske og matematiske funktioner, udført af en computer.

Spilteori: studiet af mate­matiske modeller af strategisk samspil mellem rationelle beslutningstagere. Spilteori er oprindeligt udviklet af ­Nobel-pristager John Nash, hvis teorier er bredt anvendt inden for økonomi.

DiCyPS: Den omtalte forskning har fundet sted i Innovationscentret DiCyPS ved Aalborg Universitet med fokus på Data-Intensive ­Cyber-Physical Systemer indenfor energi og transport. www.dicyps.dk.

ATS: Den omtalte forskning har resulteret i spin-off virksomheden ATS med fokus på implementering af maskinlæringsbaserede signal­styringsalgoritmer. www.at-systems.dk

Flere artikler

Digitalt rejsekort gør rejsen let for alle

Digitalt rejsekort gør rejsen let for alle

Mobilitet Sponseret indhold af: GoAppified Digitalt rejsekort gør rejsen let for alle GoAppified er et dansk FinTech selskab der bl.a. har udviklet infrastrukturen for det digitale rejsekort til norske Flytoget, så passageren ikke længere behøver at tage...

Nordjylland viser vej

Nordjylland viser vej

Mobilitet Sponseret indhold af: Region Nordjylland Nordjylland viser vej I Nordjylland har vi med målrettet arbejde gennem mange år udviklet en fælles mobilitetsstrategi, som bakkes op af alle kommuner, trafikselskab og regionen. Vi er stolte af, at...

Den teknologiske revolution ­indenfor godstransport

Den teknologiske revolution ­indenfor godstransport

Mobilitet Sponseret indhold af: Aalborg Universitet Den teknologiske revolution ­indenfor godstransport De populære emner indenfor transport har i mange år været cyklisme og offentlig ­transport, især metroer og ­letbaner. Privatbilisme er også altid et...

Logistik og transport skal bidrage til bundlinien

Logistik og transport skal bidrage til bundlinien

Mobilitet Sponseret indhold af: DTO Logistik og transport skal bidrage til bundlinien Der er store økonomiske gevinster forbundet med at få styr på transport og logistik Tekst: Kristian Hegner Reinau, Lektor i trafik og transport Aalborg Universitet, Leder...