Met een paar autonome auto’s tussen veel auto’s met bestuurders is de doorstroming van het verkeer al behoorlijk te vergroten. Dat blijkt uit simulaties die wetenschappers in de VS deden van verschillende verkeerssituaties. De zelfsturende auto’s rijden gelijkmatig en remmen zo weinig mogelijk.

Verkeerswetenschappers en informatici van de University of California in Berkeley namen een veelgebruikt simulatiepakket en ontwierpen daarin verschillende verkeerssituaties. Een achtje met één kruispunt, twee wegen die samenkomen, en een grid van loodrecht op elkaar staande wegen (denk aan Manhattan).

In al die scenario’s kan het toevoegen van een handjevol autonome auto’s helpen om de doorstroming van de meute te bevorderen, zo luidt (kort door de bocht) de conclusie van de onderzoekers, die ze vorige maand presenteerden op een congres in Zwitserland.
 

Figuur: Vinitsky et al., 2nd Conference on Robot Learning (CoRL 2018)


Snelheid wordt geregeld

Belangrijk punt is dat de snelheid van de autonome auto’s werd geregeld door een centraal algoritme. Dat is gebaseerd op reinforcement learning, wat betekent dat het door trial-and-error steeds een beetje beter wordt. Het algoritme varieert hoe de autonome auto’s remmen en optrekken en neemt waar wat dat voor effect heeft op de doorstroming. Eigenlijk kun je dit zien als het doen van een heleboel experimenten, maar dan in een gesimuleerde omgeving.

In de simulaties van het stads-grid stuurde het algoritme niet de auto’s aan, maar de verkeerslichten. Maar ook hier rolde er na verloop van tijd een optimaal patroon van rode en groene lichten uit. Dit zorgde ervoor dat zo’n 7 % meer wagens door de ‘stad’ konden rijden per uur.
 

Gemiddelde snelheid omhoog

Bij het achtje hoefde maar een op de veertien auto’s vervangen te worden door een autonoom exemplaar om een verdubbeling van de gemiddelde snelheid op te leveren. En bij de splitsing in de weg bleek het vervangen van 10 % van de wagens door een zelfsturende genoeg om de gemiddelde snelheid fors te verhogen; soms tot het dubbele.

De verklaring zit hem in het feit dat de autonome auto die netjes met constante snelheid rijdt, fungeert als buffer voor de wagens met mensen aan het stuur. Die gaan rustiger rijden en remmen minder vaak.

Deze video laat mooi zien hoe de simulaties werken:
 

Video: Science

 

Menselijke chauffeurs

De conclusies van de Amerikaanse onderzoekers zijn overigens helemaal in lijn met eerder werk van andere wetenschappers (lees: ‘Autonome auto's voorkomen files’). Maar die collega’s deden echt experimenten, met menselijke chauffeurs, in afgesloten omgevingen zoals racebanen. Deze nieuwe simulaties versterken de conclusies van dat werk.
 

Kettingreactie

Iedereen die wel ens autorijdt weet dat menselijke chauffeurs soms onnodig voor vertraging of zelfs files zorgen. Als het druk is op de snelweg, dan leidt het remmen van één overdreven voorzichtige bestuurder tot een kettingreactie van aanfloepende remlichten.

De onderzoekers van Berkeley hebben ook een tip voor menselijke bestuurders: houd een redelijke afstand tot je voorganger, pas je snelheid aan aan je medeweggebruikers en – vooral – rem niet onnodig. Want dat remlicht laat de persoon achter je schrikken en brengt de cascade aan remmende bestuurders op gang.

Openingsfoto depositphotos.com