מחלקה: הנדסת חשמל ומחשבים
סטודנטים: אהרון בראונר, דביר קניג
מנחה: ד"ר תרצה רוטנברג
רקע:
כיום בצמתים מרומזרים אין התאמה בין זמן האור הירוק בכל נתיב לבין מאפייני התנועה בפועל – כמה רכבים ממתינים בכל נתיב בזמן אמת. כתוצאה מכך פעמים רבות באחד הנתיבים יש כמות מכוניות פחותה לעומת נתיב אחר בצומת. למרות זאת, הנתיב עם כמות המכוניות הנמוכה יותר, מקבל זמן אור ירוק ארוך יותר לעומת הנתיב העמוס יותר.
עומסי התנועה נובעים בין השאר מהבעיה שתוארה לעיל, וגורמים נזקים כבדים מאוד:
- מבחינה כלכלית– המשק מפסיד מילארדי שקלים מידי שנה על זמן המתנה מבוזבז.
- מבחינה סביבתית– רמת זיהום האוויר עולה עקב המתנה שלא לצורך.
- מבחינה בטיחותית– לאחר שהייה בעומסי תנועה יש נטייה גבוהה יותר לעבור על עבירות תנועה.
ולכן מטרת הפרוייקט הינה הפחתת זמן ההמתנה הממוצע של רכבים בצומת מרומזר, וזאת בהשוואה לזמן ההמתנה הממוצע כיום.
מהלך הפרוייקט, התקדמות ותוכניות לעתיד:
במסגרת הפרויקט עבדנו על פיתוח שיטת אופטימיזציה באמצעות שימוש בתורת האופטימיזציה הקונבקסית. שיטה זו מיועדת להתאים את זמני האור הירוק לכמות הרכבים בפועל בצומת. בנינו משוואה המכילה בתוכה את כל הפרמטרים המאפיינים תנועה בצומת (שטף רכבים נכנסים ויוצאים מהצומת, זמני אור ירוק, אילוצים תחבורתיים ועוד).
דרך הפעולה: מצלמות דגמו רכבים בכניסה וביציאה מצומת מרומזר, הנתונים הועברו למערכת שלנו, ובאמצעות המשוואה חישבנו את זמן האור הירוק האופטימלי לכל נתיב. באופן זה נקבעה חלוקה אופטימלית של זמני האור הירוק בצומת. שיטה זו פועלת בזמן אמת, כך שאם התנועה משתנה המערכת דינמית ועוקבת אחרי התנועה בפועל. כך לא יוכל להיווצר מצב בו לנתיב בעל כמות המכוניות הקטנה יותר יהיה יותר זמן אור ירוק.
מטרת פרויקט זה איננה להחליף את מערכות הרמזורים הקיימות כיום, אלא מדובר בתוספת שמתלבשת על הבקרים הקיימים כיום ברמזורים. כך אנו מנגישים את ההתחברות ומוזילים באופן משמעותי את עלויות ההתקנה של מערכת חדשה.
בדיקת היתכנות: לצורך בדיקת היתכנות האלגוריתם בנינו סימולציה המדמה צומת אמיתי (צומת בן-גוריון-רגר בבאר-שבע). הזנו לסימולציה את כמות המכוניות האמיתית וכן את זמני האור הירוק הקיימים כיום בצומת. ובדקנו את זמן ההמתנה הממוצע כיום בהשוואה לזמן ההמתנה הממוצע כאשר האלגוריתם שלנו פועל.
התוצאות הראו חיסכון של 13%-26% בזמן ההמתנה הממוצע כאשר האלגוריתם שלנו פועל, בהתאם למצב התנועה במשך היום.
מחקר המשך: על בסיס הפרויקט שעשינו השנה אנו מעוניינים להמשיך בפרויקט ולשכלל את האלגוריתם כך שיוכל למנוע תאונות דרכים בהם רכב מתפרץ לצומת באור אדום. בהתאם לנתונים ואלגוריתם של המערכת, המערכת תזהה שרכב מסוים בסבירות גבוהה צפוי לחצות את הצומת באור אדום וכך תמנע מנתיבים לקבל אור ירוק. אנו מקווים שהפיתוח הזה יוכל בנוסף גם למנוע תאונות דרכים קטלניות.
פוטנציאל לסטארטאפ? במהלך השנה נפגשנו עם מספר משקיעים מתחום התחבורה, בתקווה שנוכל בעתיד הקרוב לממש את הפרוייקט בצמתים מרומזרים בארץ ובעולם, שכן במידה והפרוייקט יצליח הוא יחסוך למשק מיליארדי שקלים, יפחית בזיהום אוויר ועוד.
