Xe tự lái có thể di chuyển qua vòng xoay không?
của Matt Shipman, Đại học bang North Carolina
Nguồn: Stephan H.
Vòng xoay, giao lộ tròn cho phép người lái xe bên trong vòng tròn được ưu tiên, là một đặc điểm ngày càng phổ biến trên đường bộ Hoa Kỳ—một phần vì chúng giúp giảm cả tình trạng chậm trễ giao thông và tai nạn. Tuy nhiên, chúng dựa vào phán đoán của người lái xe để đảm bảo giao thông lưu thông thông suốt, điều này đặt ra câu hỏi: xe không người lái có thể di chuyển qua vòng xoay một cách an toàn và hiệu quả không?
"Khi mọi người nói về xe tự hành, thực ra họ đang nói về hai điều khác nhau", Ali Hajbabaie, chuyên gia về xe tự hành và phó giáo sư kỹ thuật xây dựng, xây dựng và môi trường tại Đại học bang NC cho biết.
"Đầu tiên, bạn có xe tự hành (AV) hoạt động hoàn toàn độc lập—đây là khái niệm cơ bản nhất về xe không người lái. Thứ hai, bạn có xe tự hành được kết nối (CAV), chia sẻ thông tin với nhau và phối hợp chuyển động của chúng để hoạt động hiệu quả hơn".
"Có rất nhiều nghiên cứu đang được thực hiện trên cả AV và CAV. Và trong khi công trình cho thấy cả AV và CAV đều cải thiện an toàn giao thông, thì kết quả liên quan đến tác động đến lưu lượng giao thông lại có phần trái chiều", Hajbabaie cho biết. "AV thực sự có thể làm chậm giao thông trong một số tình huống, trong khi CAV cải thiện lưu lượng giao thông trên diện rộng.
"Điều quan trọng cần lưu ý là hầu hết công việc này đều được thực hiện trong mô phỏng, chứ không phải trong các thử nghiệm thực tế, nhưng chúng ta nên xem xét những mô phỏng đó có thể cho chúng ta biết điều gì cho đến nay về tác động tiềm tàng đối với vòng xoay."
Tại sao vòng xoay lại quan trọng?
Vào cuối những năm 1990, có ít hơn 500 vòng xoay ở Hoa Kỳ. Nhưng hiện nay có hơn 10.000 vòng xoay—và con số này đang tăng nhanh chóng, với hơn 500 vòng xoay được bổ sung vào các tuyến đường của Hoa Kỳ mỗi năm trong thập kỷ qua.
"Vòng xoay là một đặc điểm giao thông ngày càng phổ biến, đặc biệt là ở những khu vực đông dân cư, điều này khiến cho việc AV và CAV có thể điều hướng qua vòng xoay trở nên rất quan trọng", Hajbabaie nói. "Đây là điều tôi đã nghiên cứu trong nhiều năm và kết quả rất khả quan".
Hajbabaie và một cựu Tiến sĩ sinh viên Rasool Mohebifard đã phát triển một phương pháp mà CAV có thể sử dụng để điều khiển chuyển động của chúng qua vòng xoay, dựa trên cả chuyển động của các CAV khác và chuyển động của các phương tiện khác (do con người điều khiển).
CAV cải thiện giao thông như thế nào?
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm phương pháp này trong các mô phỏng và thấy rằng nó an toàn. Họ cũng thấy phương pháp này cải thiện đáng kể tốc độ di chuyển của tất cả các phương tiện qua vòng xoay—bao gồm cả các phương tiện có người lái.
"Hiệu quả di chuyển thay đổi tùy thuộc vào tỷ lệ phần trăm giao thông bao gồm CAV—càng có nhiều CAV so với các phương tiện khác, thì giao thông di chuyển càng nhanh", Hajbabaie nói. "Nếu 20% phương tiện là CAV, thời gian di chuyển giảm 2,8% ở những khu vực có lưu lượng giao thông cao. Nếu tất cả các phương tiện là CAV, thời gian di chuyển giảm 35,8%.
"Nhưng những con số này bị ảnh hưởng bởi nhiều biến số, bao gồm cả lưu lượng giao thông. Ví dụ, những con số tôi vừa đưa ra là dành cho những khu vực mà mỗi làn đường có 900 xe mỗi giờ. Nếu lưu lượng giao thông ít hơn một chút—khoảng 600 xe mỗi giờ trên mỗi làn đường—và 20% số xe là CAV, thì thời gian di chuyển đã giảm 13,5%.
Nghiên cứu của Hajbabaie về CAV tại vòng xoay đã được công bố vào năm 2021 trên các tạp chí Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering và Transport Research Part C. Tuy nhiên, công trình nghiên cứu của ông về CAV và vòng xoay đã có những bước tiến triển.
Hajbabaie và nhóm của ông hiện đang tập trung vào việc hiểu sâu hơn về tương tác giữa CAV và xe do con người điều khiển để ước tính chính xác hơn tác động của CAV đối với lưu lượng giao thông. Họ cũng đang chuẩn bị triển khai thuật toán của mình trên CAV khi điều hướng vòng xoay trong thế giới thực.
"Các thử nghiệm ban đầu sẽ được tiến hành trên các con đường đóng trong môi trường được kiểm soát hoàn toàn", Hajbabaie cho biết. "Các giai đoạn tiếp theo sẽ bao gồm thử nghiệm cùng với xe do con người điều khiển trên các con đường đóng, sau đó là thử nghiệm trên đường công cộng".
