Semáforos poderão ter quarta luz branca para veículos autônomos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/02/2023

O objetivo da luz branca é informar aos motoristas humanos o que os carros sem motorista estão fazendo.
[Imagem: Ramin Niroumand et al. - 10.1016/j.trc.2020.102659]

Luz branca nos semáforos

Especialistas em transporte estão propondo a adição de uma "luz branca" às sinalizações de trânsito.

O objetivo é permitir que os veículos autônomos, aqueles que trafegam sem a necessidade de uma assistência constante do motorista, ajudem a controlar o fluxo do tráfego - e garantir que os motoristas humanos continuem se dando conta do que está acontecendo no trânsito ao seu redor.

"Este conceito que estamos propondo para cruzamentos de tráfego, que chamamos de 'fase branca', explora o poder de computação dos próprios veículos autônomos," garante o professor Ali Hajbabaie, da Universidade do Estado da Carolina do Norte, nos EUA.

"O conceito de fase branca também incorpora um novo sinal de trânsito, para que os motoristas humanos saibam o que devem fazer. Os semáforos vermelhos ainda significam 'Pare'. Os semáforos verdes ainda significam 'Siga'. E os semáforos brancos dirão aos motoristas humanos para simplesmente seguirem o carro na frente deles," detalha o pesquisador.

Em simulações computacionais, o semáforo de quatro luzes melhora significativamente o tempo de viagem nos cruzamentos e reduz o consumo de combustível.

"E, só para esclarecer, a cor da 'luz branca' não importa. O importante é que haja um sinal claramente identificável pelos motoristas," acrescenta Hajbabaie.

Paradigma de controle móvel

O conceito de fase branca nos semáforos baseia-se no fato de que é possível que os carros sem motorista se comuniquem sem fio uns com os outros e com o computador que controla os sinais de trânsito. Quando um número suficiente de carros autônomos estiver se aproximando da interseção, isso ativará a luz branca: A luz branca é um sinal de que os veículos autônomos estão coordenando seus movimentos para facilitar o tráfego no cruzamento com mais eficiência.

Quaisquer veículos não automatizados - aqueles conduzidos por uma pessoa - passam simplesmente a ser obrigados a seguir o veículo imediatamente à sua frente: Se o carro à sua frente parar, eles param; se o carro à frente deles passar pelo cruzamento, eles passarão pelo cruzamento.

Quando muitos veículos se aproximando do cruzamento estão sendo controlados por motoristas, em vez de serem veículos autônomos, o semáforo reverteria para o padrão de sinal verde-amarelo-vermelho convencional.

"Conceder parte do controle do fluxo de tráfego aos veículos autônomos é uma ideia relativamente nova, chamada de paradigma de controle móvel," explicou Hajbabaie. "Ele pode ser usado para coordenar o tráfego em qualquer cenário envolvendo veículos autônomos. Mas achamos importante incorporar o conceito de luz branca nos cruzamentos porque informa aos motoristas humanos o que está acontecendo, para que saibam o que devem fazer conforme se aproximarem do cruzamento."

As simulações mostram melhorias no trânsito dos cruzamentos a partir de 10% de carros autônomos.
[Imagem: Ramin Niroumand et al. - 10.1016/j.trc.2020.102659]

Ganhos em tempo e combustível

Para testar o desempenho do conceito de fase branca, os pesquisadores criaram simuladores de tráfego para replicar no computador o tráfego do mundo real, partindo do comportamento dos veículos individuais. Os simuladores permitiram comparar o comportamento do tráfego em cruzamentos com e sem a fase branca, bem como a forma como o número de veículos autônomos envolvidos influencia esse comportamento.

"As simulações nos disseram várias coisas," conta Hajbabaie. "Primeiro, os veículos autônomos melhoram o fluxo do tráfego, independentemente da presença da fase branca. Segundo, se houver veículos autônomos presentes, a fase branca melhora ainda mais o fluxo do tráfego. Em terceiro lugar, quanto maior a porcentagem do tráfego em uma interseção de fase branca composta por veículos autônomos, mais rápido o tráfego passa pela interseção e melhores os números de consumo de combustível."

As simulações mostram que as melhorias no fluxo de tráfego começam relativamente pequenas, mas se tornam significativas quando o número de veículos autônomos atinge 10% de todo o tráfego em uma interseção de fase branca. À medida que a porcentagem deles aumenta, os benefícios também aumentam.

"Mesmo que apenas 10% dos veículos em uma interseção de fase branca sejam autônomos, você ainda vê menos atrasos," disse Hajbabaie. "Por exemplo, quando 10% dos veículos são autônomos, você vê os atrasos reduzidos em 3%; quando 30% dos veículos são autônomos, os atrasos são reduzidos em 10,7%."

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