W 2013 roku Los Angeles ukończyło trzydziestoletni projekt wart 400 milionów dolarów, który miał na celu zsynchronizować 4 500 sygnalizacji świetlnych na obszarze 469 mil kwadratowych miasta (1 215 kilometrów kwadratowych). Dzięki wdrożeniu rozległej sieci czujników magnetycznych, zainstalowanych pod jezdnią oraz setek kamer, miasto może teraz przechwytywać dane o ruchu drogowym w czasie rzeczywistym przy użyciu scentralizowanego systemu komputerowego do synchronizowania zielonych świateł, aby zmniejszyć natężenie zatorów w sieci LA i opóźnienia w godzinach szczytu.

Wkrótce po zakończeniu budowy systemu w Los Angeles inżynierowie miejscy z radością poinformowali, że średnia prędkość ruchu wzrosła o 16%, a czas potrzebny do przejechania 5 mil (8 kilometrów) na ulicach miasta Los Angeles spadł z 20 minut do 17,2 minuty Pomimo tego, w 2018 roku LA nadal zajmowało miejsce nr 1 w rankingu najbardziej zakorkowanych miast w Stanach Zjednoczonych.

Dlaczego więc zsynchronizowanie świateł nie zmniejszyło problemu z zatorem? Tim Lomax jest pracownikiem naukowym w Texas A&M Transportation Institute i trzydziestopięcioletnim weteranem analizy ruchu drogowego. Mówi, że adaptacyjne sygnalizacje drogowe są absolutnie dobrą rzeczą, ale nie jest szybkim rozwiązaniem, za jakie mogą postrzegać je sfrustrowani ludzie dojeżdżający do pracy.

Zsynchronizowane sygnały ruchu działają najlepiej, gdy istnieje wyraźny i przewidywalny przepływ ruchu w jednym kierunku, wyjaśnia Lomax. Pomyśl o tradycyjnym scenariuszu dojazdów do pracy, w którym ruch płynie z przedmieść do centrum miasta rano, a wieczorem w drugą stronę.

„Jeśli powiesz mi, że jest to wzór przepływu ruchu, mogę zaprojektować całkiem dobrze działający system sygnalizacji ruchu”, mówi Lomax. „W takiej sytuacji jasnym jest, która strona drogi powinna mieć dłużej zielone światła. Dzięki temu zmianę świateł można rozłożyć tak, aby samochody cały czas były w ruchu”. Problemem jest fakt, że wzorce ruchu drogowego w największych miastach Stanów Zjednoczonych nie są tak proste do opisania.

„Jeśli spojrzeć teraz na krajobraz gospodarczy, istnieją miejsca pracy i populacje rozsiane po wszystkich obszarach metropolitalnych, a najwyższy wolumen dojazdów do pracy może pochodzić z jednego przedmieścia i być skierowany do innego”. „Wszystkie wąskie skrzyżowania doświadczają dużego ruchu w obu kierunkach”.

Jak działa synchronizacja sygnalizacji świetlnej

Kalifornijskie Miasto Irvine wyjaśnia ten proces: centrum kontroli ruchu miasta oblicza czas przyjazdu dla grupy samochodów na każdym skrzyżowaniu, zakładając, że samochody poruszają się z pewną prędkością, a następnie określa czas, w którym sygnalizacja zmienia kolor na zielony, aby umożliwić przejazd kolejnej grupie samochodów zbliżających się do skrzyżowania. Więcej „zielonego czasu” jest przekazywane na rzecz głównej ulicy o większym natężeniu ruchu niż boczna ulica z mniejszym ruchem.

Zsynchronizowane światła drogowe nie oznaczają, że kierowca napotka nieskończoną liczbę zielonych świateł na głównej drodze. Oznacza to, że wszystkie sygnały na głównej drodze są ustawione tak, aby miały tę samą „długość cyklu” (czas, w którym sygnał przechodzi z zielonego na żółty do czerwonego, a później zielonego) po przepływie ruchu w bocznej ulicy. W najlepszym wypadku, gdy kolejna grupa samochodów przybędzie, sygnał zmieni kolor na zielony. Przebudowa systemu kontroli ruchu w LA poszła dalej niż w większości innych miast. Inżynierowie, wykorzystując kamery i czujniki do mierzenia natężenia ruchu, byli w stanie go przyspieszyć. Lomax twierdzi, że źle zaprogramowana sygnalizacja świetlna może powodować znaczne opóźnienia, a miasta mogą osiągać duże zyski poprzez aktualizację infrastruktury świateł co trzy lata, aby dostosować się do nowych wzorców ruchu.

„Jeśli zaczniesz od słabo zsynchronizowanego sygnału w obszarze, który ciągle się rozwija i uaktualnisz go do lepszego systemu, który działa całkiem dobrze, prawdopodobnie możesz skrócić opóźnienie na drodze o połowę, a w niektórych przypadkach może i więcej”, mówi Lomax, definiując „opóźnienie” jako różnicę między czasami podróży w warunkach niskiego natężenia ruchu i największego natężenia ruchu.

Czemu sygnalizacja świetlna jest rzadko zsynchronizowana

Aktualizacja zmiany świateł sporo kosztuje i wymaga siły roboczej. Według badań przeprowadzonych przez Texas A&M miasta powinny spodziewać się wydatku rzędu 3 500 do 4 000 USD na skrzyżowanie i poświęcić 20 do 30 godzin na analizowanie i ocenianie każdego sygnalizatora. Kwestie jurysdykcji mogą komplikować sprawy, gdy ten sam odcinek drogi przebiega przez różne gminy. Co się stanie, jeśli jedno miasto lub przedmieście nie chce wydać pieniędzy na modernizację? Może to odwlec aktualizację nawet o kilka lat.

W wiadomościach telewizyjnych odnotowano, że ostatnie zsynchronizowane światłach w Atlancie (innym mieście o dużym natężeniu ruchu) było w połowie lat 70. XX wieku, kiedy Atlanta miała sygnalizację świetlną na 320 skrzyżowaniach. W 2011 roku nowe światła znajdowały się już na kolejnych 945 skrzyżowaniach, które nie zostały uwzględnione w systemie koordynacji.

Zmiana długości sekwencji świateł lub synchronizowanie sygnalizacji świetlnej jest tylko jednym narzędziem w przyborniku do walki z zakorkowanymi drogami. Lomax twierdzi, że kolejną skuteczną strategią jest szybsze usuwanie efektów wypadków i zepsutych samochodów. Według niego osobom jadącym do pracy nie przeszkadza długi czas dojazdu, lecz jego niespodziewane przedłużenie. To, co naprawdę stresuje ludzi, to fakt, że codzienny czterdziestopięciominutowy dojazd do pracy może nieoczekiwanie zmienić się w dziewięćdziesięciominutowy. A najczęstszymi przyczynami nieoczekiwanych opóźnień są wypadki i blokujące drogę zepsute samochody.

Kolejnym powodem, przez który zsynchronizowane sygnalizatory świetlne mogą nie pomagać w ruchu drogowym tak bardzo, jak byśmy tego chcieli, jest to, że ludzie zachęceni mniejszym zatłoczeniem na drogach mogą, zamiast do busa, wsiąść do swojego samochodu, co zwiększy liczbę pojazdów w mieście, a tym samym ilość korków.