Đèn giao thông sắp có 4 màu, giúp giảm tắc nghẽn và tai nạn giao thông

Trong viễn cảnh một tương lai không xa, khi những chiếc ô tô tự lái trở thành một phần không thể thiếu trên các tuyến đường đô thị đông đúc, hệ thống đèn giao thông quen thuộc có thể sẽ chứng kiến một sự thay đổi mang tính cách mạng. Thay vì ba màu đỏ, vàng, xanh lá cây đã tồn tại hàng thập kỷ, các nhà khoa học đang đề xuất bổ sung thêm một màu thứ tư: màu trắng. Ý tưởng đột phá này, được nghiên cứu bởi các chuyên gia tại Đại học bang Bắc Carolina (Mỹ), hứa hẹn sẽ tối ưu hóa luồng giao thông, giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn, tai nạn giao thông và tiết kiệm đáng kể lượng nhiên liệu tiêu thụ trên toàn cầu.

Điểm đặc biệt của hệ thống đèn giao thông bốn màu này nằm ở cách nó tương tác với các phương tiện. Trong khi người lái xe truyền thống vẫn sẽ tuân theo tín hiệu đèn trắng như một chỉ dẫn trực quan, các mẫu xe tự lái sẽ không cần "nhìn" vào màu đèn này. Thay vào đó, chúng sẽ giao tiếp không dây với nhau và với hệ thống đèn giao thông tại các giao lộ. Sự kết nối thông minh này cho phép các xe tự lái phối hợp di chuyển một cách nhịp nhàng và hiệu quả, tạo ra một luồng giao thông thông suốt hơn.

Kỹ sư Ali Hajbabaie tại Đại học bang Bắc Carolina, một trong những người đứng đầu nghiên cứu, giải thích: "Đèn đỏ vẫn giữ nguyên ý nghĩa là dừng lại. Đèn xanh lá cây vẫn báo hiệu xe được phép di chuyển. Và đèn trắng sẽ có nghĩa là người lái xe chỉ cần đi theo chiếc xe (tự lái) phía trước họ." 

Bên cạnh đó, ông nhấn mạnh rằng khái niệm "giai đoạn trắng" này được đề xuất nhằm khai thác tối đa khả năng tính toán và kết nối của các phương tiện tự lái.

Cụ thể, trong phạm vi tiếp cận giao lộ, các xe tự lái sẽ liên tục "liên lạc" với nhau và với bộ điều khiển đèn giao thông. Quá trình giao tiếp này cho phép hệ thống điều phối luồng giao thông một cách thông minh và hiệu quả hơn bao giờ hết. Ví dụ, hệ thống có thể ưu tiên cho những tuyến đường có mật độ phương tiện cao hơn, đồng thời đưa ra những gợi ý về tốc độ di chuyển tối ưu cho các xe tự lái để tránh tình trạng dừng đỗ không cần thiết.

Đối với những phương tiện vẫn do con người điều khiển, đèn trắng sẽ đóng vai trò như một tín hiệu "dẫn dắt". Khi đèn trắng bật sáng, người lái xe chỉ cần tuân theo hành động của chiếc xe tự lái đi ngay phía trước: dừng lại nếu xe đó dừng, và tiếp tục di chuyển nếu xe đó đi. Sự phối hợp này giúp dòng giao thông trở nên trật tự và giảm thiểu những tình huống phanh gấp hoặc tăng tốc đột ngột thường gây ra tắc nghẽn.

Một điểm đáng chú ý là hệ thống đèn giao thông bốn màu này có khả năng tự điều chỉnh theo tỷ lệ phương tiện tự lái tại giao lộ. Khi số lượng xe tự lái giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định, đèn giao thông sẽ tự động chuyển về chế độ ba màu truyền thống (đỏ, vàng, xanh lá cây), đảm bảo khả năng vận hành linh hoạt trong mọi tình huống.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành các mô hình mô phỏng để đánh giá hiệu quả của hệ thống đèn giao thông bốn màu này. Kết quả cho thấy rằng, ngay cả với một tỷ lệ nhất định xe tự lái tham gia giao thông, khả năng tự tối ưu hóa luồng giao thông và giảm tiêu thụ nhiên liệu đã được cải thiện đáng kể. Đáng chú ý, khi tỷ lệ xe tự lái tại một giao lộ càng cao, tốc độ lưu thông càng nhanh, với mức độ giảm tắc nghẽn giao thông ấn tượng, dao động từ 40% đến 99%.

Các nhà nghiên cứu khẳng định: "Việc trao một phần quyền kiểm soát luồng giao thông cho xe tự lái là một ý tưởng tương đối mới, được gọi là mô hình điều khiển di động. Nó có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong việc điều phối giao thông ở bất kỳ tình huống nào có sự tham gia của xe tự lái." 

Tuy nhiên, họ cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp đèn tín hiệu màu trắng tại các giao lộ. Màu đèn mới này không chỉ hướng dẫn người lái xe truyền thống mà còn cung cấp một dấu hiệu trực quan về những gì đang diễn ra, giúp họ hiểu được cách hành xử của các phương tiện tự lái và đưa ra quyết định lái xe phù hợp.

Ý tưởng về đèn giao thông bốn màu không chỉ dừng lại ở lý thuyết. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ xe tự hành trên toàn cầu đang tạo tiền đề cho việc hiện thực hóa ý tưởng này trong tương lai gần. Dịch vụ taxi robot không người lái đã bắt đầu xuất hiện và mở rộng ở nhiều thành phố lớn trên khắp thế giới, với những tên tuổi tiên phong như Waymo của Alphabet (công ty mẹ của Google) tại Mỹ và Apollo Go của Baidu tại Trung Quốc. Sự gia tăng về số lượng và phạm vi hoạt động của xe tự lái cho thấy nhu cầu cấp thiết về một hệ thống quản lý giao thông thông minh và hiệu quả hơn, mà đèn giao thông bốn màu có thể đóng vai trò then chốt. 

Tuy nhiên, bên cạnh những tiềm năng to lớn, việc triển khai hệ thống đèn giao thông bốn màu cũng đặt ra không ít thách thức, đặc biệt là về vấn đề an toàn. Một trong những câu hỏi lớn được đặt ra là: nếu một người lái xe vượt đèn đỏ khi đèn trắng đang bật, hệ thống trên xe tự lái sẽ phản ứng như thế nào? Liệu nó có đủ khả năng nhận diện nguy hiểm và thực hiện phanh khẩn cấp để tránh tai nạn hay không? Những vấn đề này đòi hỏi các nhà nghiên cứu và các cơ quan quản lý giao thông phải có những giải pháp rõ ràng và toàn diện trước khi hệ thống này có thể được đưa vào sử dụng rộng rãi trên thực tế.

Mặc dù vẫn còn những rào cản cần vượt qua, ý tưởng về đèn giao thông bốn màu mang đến một viễn cảnh đầy hứa hẹn về một tương lai giao thông đô thị thông minh hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn. Sự kết hợp giữa công nghệ tự lái tiên tiến và một hệ thống tín hiệu giao thông được tối ưu hóa có thể là chìa khóa để giải quyết những vấn đề nan giải về tắc nghẽn giao thông và ô nhiễm môi trường mà các thành phố lớn trên thế giới đang phải đối mặt. Việc nghiên cứu và thử nghiệm ý tưởng này một cách nghiêm túc là một bước đi quan trọng để hướng tới một tương lai di chuyển bền vững và tiện lợi hơn cho tất cả mọi người.

Tham khảo ScienceAlert, IEEE