Dr inż. Damian Iwanowicz Fot. R. Laudański/UMB
– W tym roku zamierzamy zbudować sygnalizację świetlną na campusie Politechniki, a w przyszłym roku sprawdzić jak „te nasze pomysły” sprawdzą się w rzeczywistości – mówi dr inż. Damian Iwanowicz z Katedry Inżynierii Drogowej, Transportu, Geotechniki, Wydziału Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Bydgoskiej
– Pracujecie nad nowym projektem dotyczącym bezpieczniejszych rozwiązań na drogach z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.
– Większość świata szuka nowych rozwiązań w celu upłynnienia ruchu drogowego. I dobrze, że to robi – na horyzoncie już czekają pojazdy autonomiczne… Ja niekoniecznie lubię słuchać większości świata i szukam dziury w całym, by trochę inaczej podchodzić do wyzwań dzisiejszego sterowania ruchem. Potencjał mojego pomysłu dostrzegło Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, które dofinansowało w całości mój Projekt z programu Lider. Chodzi o wykorzystanie sygnalizacji świetlnej do wspomagania użytkowników dróg w momencie zidentyfikowania potencjalnego zagrożenia. Ale tu od razu zastrzeżenie, wcześniejszy sygnał o potencjalnym niebezpieczeństwie może i uchroni nas przed zagrożeniem, ale niekoniecznie poprawi przepustowość czy sprawność ruchu w korytarzach koordynowanych. Ponadto nie tylko chodzi o dawanie kierowcom kolejnych sygnałów…
– Poproszę o szczegóły.
– No to skupmy się i pobudźmy wyobraźnię. Na przykład jesteśmy kierowcą na pasie do skrętu w prawo. Mamy sygnał czerwony z sygnałem zielonej strzałki. Statystycznie w ok. 90 procentach nie zatrzymujemy się przy tym sygnale! Gdzie spoglądamy najpierw? Spojrzymy w lewo, aby ocenić, czy można skorzystać z luki między pojazdami i wykonać manewr skrętu. Załóżmy, że na pasie sąsiednim do nas stoi pojazd ograniczający nam widoczność po lewej stronie na przejście dla pieszych, do którego się zbliżamy. Pamiętajmy, że w tym momencie najczęściej piesi mają uruchomiony zielony sygnał. Każdy pieszy ma w tym czasie nad nami pierwszeństwo, bo my nie możemy spowodować zagrożenia w ruchu. Jednak popatrzmy na tę sytuację szerzej – jak zachowują się np. rowerzyści lub jadący na hulajnogach. Przypomnijmy, że jesteśmy na pasie do skrętu w prawo z zieloną strzałką… Ruszamy lub kontynuujemy jazdę, a tu zza samochodu na sąsiednim pasie nie przechodzi przez przejście pieszy, a przejeżdża rower lub hulajnoga. Wspomnę, że pieszy porusza się z prędkością ok. 1,4 metra na sekundę i ma zdolność zatrzymania się praktycznie w miejscu. Rowerzysta potrafi jechać 4,2-5,0 metrów na sekundę, czyli 15 – 18 kilometrów na godzinę. Hulajnogą potrafimy jeździć jeszcze szybciej… Jaka jest ich długość drogi hamowania i sprawność hamulców? I teraz: wyłaniając się spoza pojazdu po lewej stronie rowerzysta może kompletnie nie wiedzieć, że ktoś może wyjechać z jego prawej strony (z jego perspektywy), „bo przecież to on ma zielony sygnał”. A po drugie, z perspektywy nas – kierowcy zbliżającego się do przejścia dla pieszych – skąd my mamy się spodziewać, że zaraz wyskoczy nam przed maskę rowerzysta… Ot, codzienna sytuacja w dużych i średnich miastach, której dzisiejsza sygnalizacja „nie widzi”.
– Sytuacja niebezpieczna, jak chcecie ją poprawić?
– Spróbujemy wyciągnąć z kamer ewentualne „pułapki” czyhające na uczestników ruchu drogowego. Choć zdarzają się one w niewielkim procencie, to prowadzą do niekorzystnych zdarzeń drogowych. Chcemy wyłapać te potencjalne konflikty w ruchu, najechania, zderzenia się miedzy uczestnikami ruchu. Pytania do tej wyżej opisanej sytuacji są następujące: czy może trzeba wyłączyć zieloną strzałkę, bo w danym momencie jest zbyt duże ryzyko najechania na pieszego/rowerzystę? Może wszystkim włączmy czerwone, albo tylko na przejściu? A jeżeli nie można wyłączyć strzałki i trzeba kontynuować zielone na przejściu, to wprowadźmy preostrzeżenie, żeby uczestnik ruchu zdał sobie sprawę, że „jakieś zagrożenie czyha na niego” w danym momencie i miejscu „nawet na zielonym”?
– Preostrzeżenie?
– Najprościej w formie włączenia tablicy z symbolem ostrzeżenia lub – nie chcę precyzować – może w formie czwartego, np. „pomarańczowego sygnału świetlnego” (ani żółty, ani czerwony). A może niebieski sygnał, kto wie? Akurat tu nie mogę zdradzać szczegółów… W tym roku bowiem zamierzamy zbudować sygnalizację świetlną na campusie Politechniki, a w przyszłym roku sprawdzić jak „te nasze pomysły” sprawdzą się w rzeczywistości. Mają potencjał ostrzegawczy, to prawda, ale nie wiemy, czy to się sprawdzi. Ściągamy część ryzyka z kierowcy lub pieszego podając dodatkową informację, że do czegoś może dojść, że wzrasta ryzyko zagrożenia. Ze strony społecznej jest to nawet akceptowalne. Problem polega na tym, żeby nie przesadzić i nie przebodźcować kierowcy lub pieszego. Potencjał naszego pomysłu oceniam na wysoki, ale czy nasze polskie przyzwyczajenia transportowe czy kulturowe temu sprostają? Co państwo, to odmienne zachowania – choć zbliżone przepisy, to nie takie same. Chcemy to przebadać na naszych kierowcach. Czy w kontrolowanych warunkach ewentualnego „czwartego sygnału” lub innych sztuczek poprawi się bezpieczeństwo? No i jak na to zareagujemy?
– To będzie czwarte, ostrzegawcze światło?
– Nie chcę precyzować, co dokładnie zostanie wprowadzone. Chciałbym przebadać mieszkańców, jak oceniają dane rozwiązanie: pozytywnie czy negatywnie. Nie mogę zakładać wyłącznie naukowego sukcesu. Może się okazać, że ten pomysł jest po prostu nietrafiony. Trzeba dysponować wynikami badań, żeby powiedzieć: „tak, wprowadzimy czwarty, niebieski sygnał”. Nie wiem, czy tak będzie – zobaczymy.
– A takie rozwiązanie stosuje się już gdzieś na świecie?
– Występują tak zwane predefiniowane ostrzeżenia, najczęściej w postaci liczników czasu, znaków o zmiennej treści, wyświetlanych komunikatów na ekranie smartfona lub w kokpicie pojazdu, które w pewnym momencie sterowania ruchem albo wyłączają się dając pewną informację, albo zmieniając kolor lub dając symbol, że na tarczy skrzyżowania dzieje się coś niebezpiecznego. Najczęściej jest to związane z wychwyceniem przez detektory ruchu sygnału dźwiękowego zbliżających się pojazdów służb medycznych, wozów bojowych straży pożarnej lub policji. W momencie wychwycenia takiego sygnału pojawiają się dodatkowe ostrzeżenia, które nie ingerują w program sterowania. Podobne rozwiązania stosuje się także zamiennie wobec liczników czasu, jako tak zwany „przed sygnał zielony”. My celujemy w inne rozwiązanie. Chcemy mieć możliwość ingerowania w sposób sterowania ruchem. Niekoniecznie wszyscy dostaną sygnał czerwony, bo nie zawsze może to spowodować korzystny efekt. Dlatego będziemy doskonalić potencjalne scenariusze do uruchomienia w chwili zagrożenia. Jest to trudne z uwagi na specyfikę techniczną sterownika, ale nie niemożliwe.
– W naszym regionie badano sterowanie zielonym sygnałem podczas zbliżania się karetki pogotowia?
– Po przeprowadzeniu badań stwierdzono, że u nas to nie zadziała. Kierowcy nie zwracali uwagi na to, że mają zjechać ze skrzyżowania podczas wydłużania sygnału zielonego, tylko szukali nadjeżdżającego pojazdu uprzywilejowanego z sygnałem dźwiękowym i świetlnym, robiąc korytarz życia (słusznie!). Jeszcze bardziej ich wprowadzalibyśmy w błąd, bo blokowalibyśmy inne strumienie ruchu na skrzyżowaniu. W Legnicy zaś tamtejsi inżynierowie ruchu sami opracowali pilotażowy program polegający na tym, że remiza wysyłając wóz bojowy w dany obszar miasta informuje o tym inżyniera ruchu, żeby on dostroił bieżące programy sterowania (już gotowe scenariusze) na dojazd do tego miejsca. Kierowcy nawet nie widzą dojeżdżającego wozu straży pożarnej, a wloty skrzyżowań są już wyczyszczone i strażacy przejeżdżają bez zatrzymań.
Metod sterowania jest bardzo dużo, a pomysłów jeszcze więcej… Ale musimy wiedzieć, jak się ludzie zachowują, by optymalizować ruch właściwie. My nasze pomysły chcemy dostosować do stanu obecnego i próbować wprowadzić te idee, które zredukują najbardziej ryzykowne konflikty, jak np. wbieganie na pasy na czerwonym świetle, bo zbliża się tramwaj, wjazd roweru na przejazd zza przeszkody, czy ewakuacja osoby z niepełnosprawnością z jezdni czy przejścia dla pieszych ponad stan obliczony przez inżyniera i wstrzymanie ruchu pojazdów w jego kierunku, dopóki ta osoba nie opuści potencjalnego punktu kolizji. To tylko wybrane przykłady oczywiście…
– Można pomyśleć, że wasz pomysł polega na zdjęciu odpowiedzialności z kierowców, pieszych i przerzuceniu go na system, który wszystkich ochroni?
– Preostrzeżenia mają zwracać uwagę w miejscach o ograniczonej widoczności, ale to nie jedyny mechanizm reakcji systemu. Innym jest wstrzymanie lub opóźnianie sygnałów. Taka jest idea, natomiast nie wiem, czy to zadziała w Polsce. W kilku krajach na świecie miałem okazję obserwować ciekawe strategie sterowania wymyślone przez tamtejszych inżynierów – nie naukowców. Jako, iż sam jestem praktykiem i naukowcem, bardzo bym sobie tego życzył, by chociaż raz nasz „system” zadziałał i uchronił przed zderzeniem pojazdów lub najechaniem na pieszego, ratując ich przed uszczerbkiem na zdrowiu lub przed utratą życia.
Zagraniczne wyniki badań pokazują, że wprowadzanie takich systemów pomaga kierowcom szybciej podejmować decyzje. Jesteśmy ludźmi, mamy taki, a nie inny czas reakcji na podjęcie decyzji. Sekundę przy dobrej pogodzie i korzystnych warunkach atmosferycznych, a ponad dwie w po zmierzchu. Nim spostrzeżemy, że coś nam grozi, zanim zareagujemy, przejedziemy kilkanaście, kilkadziesiąt metrów.Na drodze, choć to banał, każda sekunda ma znaczenie. Jadąc 50 kilometrów na godzinę w jedną sekundę przejeżdżamy 13,89 metra nim zareagujemy. Do tego dochodzi śliskość nawierzchni. Pamiętajmy… nie zatrzymamy się w miejscu. Zasadnym wydaje się zadanie kolejnego pytania: czy jeśli „przekażemy” preostrzeżenie, to czy nastąpi zmiana naszego zachowania? Nie mówię, że je poprawi, bo tego nie wiem. Trzeba to przebadać na naszych kierowcach. A być może bardziej odciągnie naszą uwagę i spowoduje więcej szkód?
– A czy tramwaje dojeżdżające do skrzyżowań już przypadkiem nie uruchamiają dziś zielonych świateł dla siebie?
– Tak, od lat mamy taki system w Bydgoszczy. To tzw. priorytet tramwajowy. W Bydgoszczy mamy dwa uprzywilejowania – względny i bezwzględny lub wysoki i niski. Priorytet wysoki jest na linii tramwajowej do Fordonu. Tramwaj zbliżający się na odległość kilkuset metrów do tarczy skrzyżowania daje informację do czujnika sygnalizacji świetlnej o swoim położeniu (GPS): „ej, jestem tu!” Sterownik ma wtedy czas, żeby dostosować fazę sygnalizacyjną, by tramwaj przejechał bez zatrzymania na przystanek, który jest za skrzyżowaniem. To priorytet bezwzględny. Takie priorytety możemy wszędzie wdrożyć, tylko wyobraźmy sobie takie Rondo Fordońskie lub Rondo Kujawskie, na którym każdy tramwaj wzbudza takie fazy. Myślę, że kierowcy mieliby tego dość, ale… w Warszawie taki system działa na bardzo dużej liczbie skrzyżowań, nawet w Centrum! Są też skrzyżowania, na których priorytet nie jest bezwzględny i nie każde zgłoszenie tramwaju realizowane jest jako wysokie uprzywilejowanie. Priorytety niskie przywoływane są zgodnie z kolejnością zgłoszeń do skrzyżowania albo na podstawie bieżącego odchylenia od rozkładu jazdy danego tramwaju. Jeśli tramwaj jest opóźniony, wszyscy w kolejności zgłoszeń dostaną odpowiednio skrócone zielone światło, ale na minimum. Dzięki temu, tramwaj straci mniej czasu na oczekiwanie na sygnał zezwalający na ruch. Natomiast na podstawie swoich obserwacji tych „systemów” zdecydowanie ograniczyłbym to działanie czasowo, uzależniając to od strat czasu tzw. „spóźnionych pasażerów na przejściach z sygnałem czerwonym”… Nasz Projekt będzie mógł takie rzeczy „przewidywać”!
– Ok. To ile czasu będzie trwał wasz projekt?
– Trzy lata. W pierwszym roku musimy zebrać wyniki badań z trzech miast, żeby wykluczyć lokalne zjawisko…
– …też z Bydgoszczy?
– Nie chcę obiecywać, że to będzie Bydgoszcz. Badania będą przeprowadzane w miastach do 100 tysięcy mieszkańców, do 300 tys. mieszkańców i powyżej 300 tysięcy. To wykonawca badań terenowych, nad którym będziemy mieli nadzór zdecyduje, czy będzie to Bydgoszcz. Także w pierwszym roku Zespół specjalistów z Zakładu Sztucznej Inteligencji i Przetwarzania Sygnałów naszej Politechniki będzie nas wspierał pomocą w przetwarzaniu tej ogromnej ilości danych wideo. Chcemy wykorzystać doświadczenie naszych profesorów do tej technologii, co jeszcze możemy zrobić, co poprawić, jak dostroić… Chcemy, by z obrazu dało się odczytać rodzaj pojazdu, jego prędkość oraz to, że skręci np. w prawo lub że dana osoba jest turystą, a nie dzieckiem, choć jedno i drugie nosi plecak.
– Po co taka wiedza?
– W przyszłym roku będziemy realizować scenariusze na naszym skrzyżowaniu – na naszej wewnętrznej drodze, żeby zobaczyć, jak ludzie odnoszą się do proponowanych przez nas zmian.
– Na skrzyżowaniu Kaliskiego z Akademicką?
– Nie (uśmiech). Nie wolno nam wpuścić Projektu na drogę publiczną. Nie mogę wprowadzić tam żadnych rozwiązań nie wiedząc, jak ktoś na to zareaguje. Potrzebujemy kontrolowanych, wręcz laboratoryjnych badań na naszych drogach wewnętrznych, zamkniętych dla ruchu ogólnego. Będą tylko wpuszczone osoby odpowiednio oczujnikowane z okulografem i innymi różnymi przyrządami zbierającymi parametry „pracy człowieka”, żebyśmy wiedzieli, dlaczego podjęli taką, a nie inną decyzję oraz w jakim tempie. A później jeszcze czekają nas ankiety ewaluacji, czy system spełnia założenia i działa zgodnie z założeniem, dalej ewaluacja sprawności systemu, no i masa analiz wyników badań. Pomogą nam przy tym też osoby z Wydziału Zarządzania oraz… Psycholog Transportu.
A kiedy pozyskamy już potrzebną wiedzę, to ostatni etap odbędzie się również w trzech miastach – tych samych lub innych. Wtedy zobaczymy, ile razy nasze opracowane scenariusze w ogóle się włączą.
– Czy proponowane zmiany, np. „niebieskie” światło poprawi nasze bezpieczeństwo?
– Mam nadzieję, że tak. Dziś nie wiem, czy to będzie sygnał niebieski, pomarańczowy (czyli ani żółte, ani czerwone), jakiś znak graficzny, czy ostrzeżenie głosowe. Tego dziś nie sprecyzuję. Cel tego Projektu jest następujący: chcemy wyciągnąć więcej z potencjału sterowania ruchem znając więcej parametrów ruchu w czasie rzeczywistym z całej tarczy skrzyżowania. Wiemy, że mamy możliwości do tego, żeby to zrobić, mamy odpowiednią kadrę. Co z tego wyjdzie? Nie mam pojęcia… Jeśli spotkamy się za dwa lata, to opowiem panu, jak to może skutkować na naszych drogach.
Zapisz się na newsletter „Bydgoszcz Informuje”!
