Светофорное регулирование: эволюция без революции

Неизменный атрибут города

Первый светофор появился во второй половине ХIX века в Лондоне и представлял собой доработанную версию железнодорожного семафора. Светофор управлялся вручную и внешне был мало похож на своих нынешних собратьев.

Реплика светофора Лестера Вайра, получившего прозвище «скворечник». Фото www.livescience.com

Электрическими светофоры стали в начале XX века. Автором изобретения с двумя круглыми электрическими сигналами красного и зеленого цветов был Лестер Вайр, но патент (разумеется, после некоторой доработки) получил другой изобретатель – Гаррет Морган. Он вошел в историю как автор трехпозиционного светофора, не только изменившего организацию автомобильного движения, но и реализовавшего идею социальной справедливости: «сделать очередность проезда перекрестка независимой от персоны, сидящей в автомобиле».

Эволюция минских светофоров

С момента появления первых светофоров их количество в Минске выросло в десятки раз: если в конце 1960-х их было всего 18, то сейчас в Минске работает 850, как принято их называть «по науке», светофорных объектов (на таком крупном объекте может быть до 24 светофоров разного назначения), 670 из которых включено в автоматизированную систему управления дорожным движением, и их количество в столице, как и в других крупных городах Беларуси, постоянно растет.

Первые минские светофоры крепились на растяжках между столбами и только потом стали размещаться на осветительных мачтах и отдельных стойках. Да, и сигналы светофора до 1952 года были размещены не так, как сейчас, а наоборот: зеленый сверху, красный снизу. Фотосвидетельств, увы, не сохранилось, но в детской книжке про дядю Степу, изданной в 1949 году, это зафиксировано.

Фрагмент иллюстрации из книги С.Михалкова «Дядя Стёпа»

Изначально переключение сигналов светофора происходило вручную из милицейской будки, которую окрестили милицейским «стаканом».

В 1970-х в Минске было внедрено управление светофорами по принципу «зеленой волны». Новшество испытали на улице Горького (нынешней Богдановича) между улицами Янки Купалы и Веры Хоружей, а потом внедрили на других магистралях города. В 1982 году была запущена первая компьютеризированная система управления дорожным движением «Город М1».

К слову, ламповых светофоров в Минске уже не осталось – последний был заменен в 2020 году, сейчас на магистралях столицы установлены только светодиодные модели.

Технологические новшества

Сегодня никого не удивишь дополнительными секциями светофоров, предупреждающими о наличии пешеходов на переходе «за углом». Светофоры с обратным отсчетом времени, подсветка выносных светофорных стоек и интегрированные в дорожное покрытие световые элементы, дублирующие сигналы светофора, проекция на проезжей части уже не удивляют ни водителей, ни пешеходов. Активно разрабатываются системы визуализации, позволяющие обезопасить пешеходов, проецируя световую «стену», которая «преграждает» траекторию движения автотранспорта.

Светофор со световой линией на улице Казимировской в Минске. Фото УГАИ ГУВД Мингорисполкома

Умный светофор – это как?

В наши дни светофоры существенно «поумнели». Нынешние технологии позволяют оптимизировать светофорное регулирование и в значительной степени отказаться от «ручного» управления.

Большинство действующих систем координации работы светофорных объектов построено на тщательно рассчитанных алгоритмах, которые изменяются в зависимости от времени суток и дней недели.

Все более востребованными становятся адаптивные светофоры, способные применять правила и возможности переключения фаз на малозагруженных перекрестках, анализируя поток транспорта на каждом направлении с помощью физических датчиков и видеодетекторов фона определенных зон перекрестка.

Нейросетевой уровень регулирования движения транспорта учитывает большее количество факторов, иногда даже совсем неочевидных. Такой самообучающийся светофор получает данные в режиме реального времени. Подбирая максимально эффективный, на его взгляд, алгоритм, он обеспечивает режим, при котором во всех направлениях через перекресток проезжает максимальное число транспортных средств. Кроме того, нейронные сети способны производить поправки в расчетах в зависимости от типа транспортного средства и распознавать пешеходов и велосипедистов, которые также являются полноправными участниками дорожного движения.

Нейросетевые светофоры видят объекты в любых ракурсах. Фото habr.com

Последнее время стали говорить о геоинформационных светофорах, которые в первую очередь призваны обеспечивать беспрепятственное движение общественного и специального транспорта. Эти системы используют в своей работе алгоритмы дистанционного планирования.

Как бы то ни было, светофор, придуманный человеком, вряд ли сможет существовать без его вмешательства. Как минимум построение начальных алгоритмов будет базироваться на человеческом интеллекте. И, несмотря на огромные, а иногда и очень неопределенные перспективы искусственного интеллекта, мы еще долго будем видеть на перекрестках подмигивающего водителям и пешеходам красно-желто-зеленого помощника.