ระบบควบคุมจราจรแบบใหม่

By: Mr.JoH on Fri, 16/11/2007 - 20:31

ปัญหาการจราจร ถือว่าเป็นปัญหาสำคัญสำหรับเมืองใหญ่ๆในปัจจุบัน นอกจากจะทำให้เสียเวลาในการเดินทางแล้ว ยังทำให้เกิดปัญหาด้านมลพิษต่างๆ ตามมา ไม่ว่าจะเป็น ปัญหาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์, การใช้พลังงานอย่างสิ้นเปลือง รวมถึงปัญหายอดฮิตระดับโลกในปัจจุบัน นั่นก็คือปัญหาโลกร้อน
ปริมาณยานพาหนะที่เพิ่มขึ้น ทำให้ปัญหาในการจัดการจราจรยิ่งยากขึ้นเป็นเงาตามตัว หลายคนอาจจะไม่รู้ว่าระบบและวิธีที่ใช้ในการจัดการระบบสัญญาณไฟจราจร ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เป็นผลพวงมาจากการออกแบบ เมื่อหลายสิบปีที่ผ่านมา

สำหรับเมืองใหญ่ๆ การเปลี่ยนแปลงปริมาณยานพาหนะในแต่ละนาทีมีจำนวนมาก ยิ่งถ้าเราคิดเป็นชั่วโมง หรือคิดเป็นวัน ก็จะยิ่งได้ปริมาณยานพาหนะจำนวนมหาศาล และยิ่งเมืองไหนมีจำนวนของสัญญาณไฟเป็นจำนวนมาก ก็ยิ่งส่งผลให้การคำนวนเป็นไปด้วยความยากลำบากยิ่งขึ้น จนถึงขนาดที่ว่า การใช้ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ในการคำนวนก็ยังไม่เร็วพอที่จะทำ (กรุงเทพ น่าจะเป็นตัวอย่างที่ดีสำหรับกรณีอย่างนี้) ดังนั้นตัวเลขที่ใช้ในการคำนวน จึงมักใช้ค่าเฉลี่ยของปริมาณยานพาหนะสูงสุดในแต่ละวันมาใช้ ซึ่งทำให้ลดภาระในการคำนวนได้พอสมควร

กลยุทธ์เดียว มิอาจสยบ

ศาสตราจารย์ Dirk Helbing แห่ง ETH Zuric ได้เสนอ ระบบควบคุมการจราจรที่ไม่ขึ้นอยู่กับศูนย์กลางขึ้น (Decentralize) มาแทนที่ ซึ่งสามารถทำให้ผู้ขับขี่ สามารถคาดเดาเวลาเดินทางได้แม่นยำขึ้น

วิธีแรกก็คือ พยายามปรับปรุงประสิทธิภาพของสัญญาณไฟในเส้นทางเดียวก่อน โดยเส้นทางไหนของทางแยก ที่มีปริมาณยานพาหนะสูง ก็ให้การจราจรเส้นนั้นมีความไหลลื่นมากกว่า วิธีการนี้ใช้ได้ดีพอสมควร ถ้าแยกนั้นไม่มีปริมาณการจราจรมากนัก แต่ถ้าการจราจรมีความหนาแน่นสูง วิธีการนี้ก็จะให้ผลลัพธ์ที่แย่กว่าวิธีแบบเดิมเสียอีก

วิธีการที่สองก็คือ กำหนดค่าของจุดวิกฤติไว้ที่ค่าหนึ่ง เมื่อไหร่ที่ปริมาณยานพาหนะในแต่ละเส้นทางของแยกนั้นๆ ถึงจุดวิกฤติ ก็ให้เส้นทางนั้นมีโอกาสไปก่อน ซึ่งจากการศึกษา วิธีการนี้จะให้ค่าที่แย่กว่าเดิม ในทุกๆ กรณี

การรวมกันของสองวิธีนี้คือทางออก ศาสตราจารย์ Dirk Helbing ซึ่งจากการจำลองของการรวมกันสองวิธี พบว่าสามารถใช้การได้ดี เราจะได้ระบบที่ไม่เป็นคาบ, สัญญาณไฟไม่วนรอบซ้ำของเดิม

วิธีการของศาสตราจารย์ Dirk Helbing ที่ผมเข้าใจ (ถ้าเข้าใจไม่ผิด) จะมีลักษณะประมาณนี้ สมมุติว่าเป็นสี่แยก มีเส้นทาง A, B, C และ D ถ้าเส้นทาง A ในขณะนั้นมีปริมาณยานพาหนะมากสุด เส้นทาง A ก็จะมีโอกาสไปก่อน เมื่อเส้นทาง D มีปริมาณรองลงมา ก็ให้เส้นทาง D ไปได้ แต่ถ้าในขณะนั้น เส้นทาง A มีปริมาณยานพาหนะมากสุดอีกครั้ง ก็ให้เส้นทาง A มีโอกาสได้ไป โดยยังไม่ต้องปล่อยเส้นทาง B และ C ซึ่งเป็นการยกตัวอย่างแบบง่ายๆ ในการใช้งานจริงคงต้องมีการปรับปรุงอีกเยอะ

ประเด็นสำคัญของวิธีการนี้ก็คือ การยอมรับของผู้คนบนท้องถนน คงไม่มีใครต้องการใช้เส้นทางที่ตัวเองอยู่ ต้องรอนานกว่าเส้นทางอื่นๆ ซึ่งเรื่องของการยอมรับของผู้ใช้งาน คงต้องเป็นปัญหาที่ต้องแก้ต่อไป

สมัย ม.ปลาย ผมเคยส่งโครงงาน YSC ซึ่งเป็นโครงงานที่เกี่ยวกับระบบสัญญาณไฟจราจรที่มีลักษณะคล้ายๆ แบบนี้ มีคุณสมบัติเหมือนกันเลย ก็คือ ไม่มีคาบ, สัญญาณไม่วงเป็นวงรอบ และใช้ปริมาณยานพาหนะในแต่ละแยกเป็นเกณฑ์ โดยไม่ขึ้นอยู่กับศูนย์กลาง แต่วิธีการคิดบางอย่างน่าจะแตกต่างกัน

ป.ล. ตัวอย่างที่ยกขึ้นมา ผมเพิ่มเติมจากข่าวในต้นฉบับ

ที่มา - Physorg