Smart styrning minskar bilköerna

En ny avhandling visar att bilköerna kan kortas med mellan fem och tio procent genom ett nytt sätt att styra trafikljusen. Till gagn för energiförbrukningen, vårt hotade klimat och alla frustrerade bilister.

Stefan Danielsson – Publicerad den 9 april 2019

Gustav Nilssons matematik minskar köer och klimatutsläpp. Bild: Sara Hängsel

Gustav Nilsson vid institutionen för reglerteknik, LTH, har utvecklat en teori för hur man kan mäta och styra köerna med kameror i realtid. Det är billigare och mer funktionellt än dagens magnetdetektorer, som endast känner av plåten hos en bil som passerar och inte bilkön i sin helhet. Dessutom måste detektorerna grävas ner, vilket medför kostnader.

Trafikköer är ett växande problem. 2014 orsakade köandet förlorad tid och ökade bränslekostnader i USA motsvarande ungefär en procent av landets BNP. Köerna orsakade dessutom förhöjda koldioxidutsläpp med 25 miljoner ton. Det är mer än hälften av Sveriges totala utsläpp under samma år.
 
Trafikljusen kan ställas in på tid redan idag, så att de bildar en grön zon genom stan vissa tider. Gustav Nilssons modell ger en mer flexibel lösning efter den aktuella trafiksituationen. Genom att föra in längden på bilkön som en parameter i ekvationen, och låta den avgöra hur länge grönljuset ska vara påslaget kortas bilköerna, visar hans beräkningar.

Små förbättringar av trafiksituationen ger stora ekonomiska och miljömässiga vinster. Det har han tagit fasta på i sin doktorsavhandling.
 
Smartaste vägen?
 
Den kortaste eller smartaste vägen är inte alltid optimal för ett trafiknätverks helhet. Detta är en klassisk paradox inom trafikplaneringen. Paradoxen löses exempelvis med vägtullar eller förslag på alternativa vägar av en central aktör som ser hela trafiksystemet. 
 
–  Min forskning löser inte paradoxen, men den visar att vi kan styra och skapa optimala förutsättningar för trafikflödet i en hel stad genom att mäta antalet bilar som köar och reglera varje trafikljus lokalt, säger Gustav Nilsson.

Hans styrlagar är inte testade på fältet utan i en simulerad verklighet i centrala Luxemburg. Där man kan se trafiken pila fram över datorskärmen, som små ettriga myror.

Gustav Nilsson monterar kameror i varje korsning i sin cybervärld och mäter kösituationen i realtid vid de 200 trafikljusen i trafiknätverket. Mätresultaten bestämmer direkt hur grönljuset ska fördelas utan fördröjning. Därmed blir trafikflödet optimalt.

Han har också studerat trafikanternas vägval om det plötsligt kommer fler bilar till en korsning på grund av en olycka någonstans i nätverket. Med den nya metoden att styra trafikljusen ställer de omedelbart om till den nya situationen.

Mänskliga hänsyn

–  Riktigt intressant för framtiden blir det om vi tar hänsyn till mänskligt beteende när  vi styr trafiken. Ett sätt att lösa köerna är exempelvis att belöna bilister med rabatt på morgonfikat om pendlarna ta sig till jobbet lite tidigare än tänkt.

Nu hoppas Gustav Nilsson att trafikingenjörerna nappar på innovationen.

 

FAKTA Grönljus |
Trafikljuset i en korsning opererar i cykler. I början på varje cykel mäts kölängderna. Utifrån dessa mätningar bestäms både vilka köer som ska få grönljus och hur länge de ska vara aktiverade. Genom att fördela aktiveringstiden proportionellt mot kölängderna har Gustav Nilsson matematiskt visat att denna metod kan hantera maximalt flöde av fordon, även om trafikljusen i varje korsning styr sig själva.
Trafikljusen behöver inte kommunicera med närliggande korsningar eller någon central trafikstyrningsenhet. Samverkan mellan korsningarna kan dock behövas då det finns begränsat utrymme för fordonen att köa.

Gustav Nilssons avhandling: lup.lub.lu.se/search/publication/09c366e7-2e30-4a34-b424-2c16fa613260