Imbottigliati nel traffico di Los Angeles alle 8 di un qualsiasi mercoledì mattina, è facile a volte dimenticare che i semafori dovrebbero avere il compito di ridurre la congestione del traffico.
Il primo esempio di semaforo al mondo è stato installato nel 1868, nei pressi del Palazzo del Parlamento di Londra, per fornire una soluzione innovativa al crescente problema del traffico generato da cavalli e carrozze. Azionato manualmente, e quindi reattivo allo zoccolio delle carrozze, il dispositivo a gas fu un grande successo finché non esplose un mese più tardi.
Fortunatamente questa idea illuminante idea non fu abbandonata. Lester Wire, un poliziotto di Salt Lake City, nel 1912 installò una luce elettrica che alternava una luce rossa e una verde. Più tardi, avendone compreso il potenziale, la società specializzata nella produzione di semafori Acme presentò una versione più moderna. I fumettisti delle serie Looney Tunes e Merrie Melodies apprezzarono particolarmente la comicità del suono delle campane e delle braccia dei semafori, ma nonostante ciò l'idea ebbe successo.
Oggi però, dopo aver raggiunto crescenti livelli di precisione nel corso di 150 anni, il semaforo sta ancora una volta perdendo la sua battaglia contro la congestione del traffico. L'americano medio trascorre 38 ore all'anno imbottigliato nel traffico, dando pugni al volante mentre i fumi salgono. Secondo uno studio pubblicato sul Los Angeles Times i conducenti della regione Los Angeles-Long Beach-Santa Ana subiscono i ritardi peggiori in America, aggiungendo fino ad 81 ore di viaggio sulle strade nel corso del 2015.
Il Centre for Economics and Business Research stima che i pendolari statunitensi sprecheranno circa 180 miliardi di dollari all'anno entro il 2030 in tempo perso e per i maggiori costi di carburante e d'impresa.
La buona notizia è che in corso una rivoluzione nella tecnologia dei semafori. I semafori di nuova generazione, integrati con intelligenza artificiale e collegati via cloud, inizieranno a comunicare tra di loro, con veicoli connessi e con altre fonti per migliorare il flusso del traffico e ridurre il numero di incidenti, l'inquinamento e la sofferenza da cardiopalmo associata agli ingorghi stradali.
Segnali stradali in tempo reale
Un viaggio tra le strade con quasi nessun semaforo dello Utah permette di dare un'occhiata al futuro. La maggior parte degli urbanisti in America analizza i dati storici, prevede i flussi di traffico ed imposta le sequenze delle luci ogni paio d'anni. I controllori dello Utah Department of Transportation (UDOT), in netto contrasto, utilizzano una rete a fibre ottiche che collega 1.000 videocamere per regolare la maggior parte dei semafori nei giro di 30 secondi.
Lo Utah dispone di un'infrastruttura moderna, e costosa, ideata per affrontare le problematiche legate al traffico in occasione delle Olimpiadi Invernali del 2002. Una soluzione più economica viene sperimentata attualmente a Pittsburgh dove è stata installata una rete di semafori intelligenti. Invece di usare le persone per monitorare e rispondere al flusso di traffico, vengono utilizzati sensori radar e videocamere per rilevare il traffico e sofisticati algoritmi per realizzare regolazioni della segnaletica in tempo reale.
Un progetto pilota realizzato a Pittsburgh ha coinvolto nove segnali intelligenti nel 2012 che hanno ridotto il tempo di viaggio del 25 percento e le emissioni dei veicoli del 20 percento. “Ciascun incrocio realizza un piano che ottimizza il flusso di traffico locale” Stephen Smith, professore presso il Robotics Institute della Carnegie Mellon University di Pittsburgh, ha dichiarato su CityLab, sito Web dedicato alle città del futuro. “Dopodichè comunica i suoi deflussi ai vicini a valle”.
Collegamento tra veicoli ed infrastrutture
Il prossimo e rivoluzionario passo avanti riguarderà l'integrazione di dati automobilistici nella comunicazione tra semafori. Audi of America sta inserendo la tecnologia veicolo-infrastruttura (V-to-I) in alcuni dei suoi modelli Q7 e A4, che è già a disposizione dei conducenti nelle nuove città ‘intelligenti', inclusa Las Vegas, dove la favolosa Strip è così congestionata da diventare spesso un parco auto, e Washington DC. Se il veicolo non attiva alcuna luce di avvicinamento prima che diventi rosso, ad esempio, sul cruscotto apparirà un conto alla rovescia che dà al conducente il tempo per prendere la decisione corretta.
“Nel futuro possiamo prevedere che questa tecnologia venga integrata nella navigazione del veicolo, nella funzionalità start/stop e che possa persino essere utilizzata per migliorare il flusso di traffico nelle città" afferma Pom Malhotra, Direttore generale dei veicoli connessi di Audi. "Questi miglioramenti potrebbero addirittura comportare una migliore efficienza globale e tempi di percorrenza per i pendolari più brevi".
Mano a mano che la tecnologia V-to-I diventa sempre più sofisticata, sarà possibile per le auto, ma anche per i camion, comunicare ai semafori la propria posizione e velocità. Ciò a sua volta permetterà ai semafori di utilizzare l'intelligenza artificiale per modificare i propri programmi, quindi trasmettere le informazioni per consentire ai veicoli di adeguare la propria velocità in base alla sequenza delle luci del semaforo.
Tuttavia, questa tecnologia presenta anche importanti sfide. Se il traffico viene agevolato su un determinato percorso, per ironia della sorte lo stesso percorso inizia ad attirare un numero maggiore di automobilisti. Di conseguenza, i ricercatori stanno cercando di capire il comportamento dei conducenti al fine di sviluppare modelli di flusso di traffico in grado di impedire la formazione di code e congestioni.
A luci spente
Una seconda linea di ricerca suggerisce che il modo migliore per gestire gli incroci stradali è quello di posizionare i segnali insieme. Al Massachusetts Institute of Technology (MIT) un team ha testato un modello in cui i veicoli si muovono lungo un incrocio di quattro strade utilizzando dei sensori per mantenere una distanza di sicurezza tra un veicolo e l'altro. Il controllo viene essenzialmente spostato dal flusso del traffico al veicolo. Eliminando il tempo di attesa causato dai semafori, questi incroci, chiamati "slot-based" o intelligenti, sono in grado di velocizzare il flusso.
Carlo Ratti, Direttore di SENSEable City Lab presso il Department of Urban Studies and Planning del MIT, ha riepilogato il concetto dell'eliminazione dei semafori. “L'incrocio è un luogo pericoloso perchè si hanno due flussi che competono per lo stesso pezzo di strada” ha spiegato a MIT News. “Si può creare un sistema molto più efficiente perchè si è sicuri che i veicoli giungano all'incrocio nel momento esatto in cui hanno uno "slot", ossia uno spazio temporale per attraversare l'incrocio”.
L'efficienza che deriva dallo sviluppo di un flusso di traffico più costante ad una velocità media ottimale significa che le auto si trovano negli incroci per il periodo di tempo più breve possibile. Si tratta del cosiddetto effetto ‘slower is faster', ossia più lento, più veloce, che si verifica, ad esempio, quando i passeggeri salgono sull'aereo. Se essi si accalcano per salire a bordo, il risultato sarà un'enorme strettoia. Una velocità inferiore riporta invece l'ordine.
Ma non lentamente, si spera, considerando i 150 anni di sviluppo tecnologico, come i cavalli e le carrozze...
