Kruispunten zonder stoplichten

ACHTERGROND - Iedereen kan zich inmiddels iets voorstellen bij treintjes van zelfrijdende auto’s die in de toekomst over onze snelwegen rijden. Maar straks rijden die auto’s ook door de stad, een iets ingewikkeldere verkeerssituatie met lastige obstakels: kruispunten. Leonie Walta legt uit dat het mogelijk is.

De grote vraag is wie straks op die kruispunten het verkeer gaat regelen. Je kunt natuurlijk verkeerslichten plaatsen die de auto’s vertellen of ze op rood of groen staan, zodat de auto’s weten wanneer ze veilig het kruispunt kunnen passeren. Maar het kan nog veel slimmer. Auto’s kunnen namelijk aan elkaar of aan een centrale computer gegevens sturen over hun route, huidige locatie en huidige snelheid, en op basis daarvan kan het verkeer veel efficiënter worden geregeld. Dat betekent kortere reistijden en minder brandstofgebruik.

Het regelen van het verkeer op een kruispunt komt neer op het oplossen van een planningsprobleem – welke auto mag op welk moment van de schaarse ruimte op het kruispunt gebruikmaken – met als belangrijkste voorwaarde dat auto’s niet met elkaar in botsing mogen komen. Op het 16th International IEEE Conference on Intelligent Transport Systems – een congres waar geavanceerde sensortechnologie en ingewikkelde algoritmes je om de oren vliegen – presenteerden onderzoekers diverse oplossingen voor dat probleem. Die verschilden vooral in de verdeling van de verantwoordelijkheid tussen een centrale computer die het verkeer regelt – een kruispuntmanager – en de auto’s zelf.

Onderzoekers van de Ecole Polytechnique Fédérale in Lausanne presenteerden een oplossing zonder kruispuntmanager waarin zelfrijdende auto’s hun eigen optimale pad zelf bepalen op basis van data van de andere voertuigen rond het kruispunt. De auto’s wisselen dus data uit, maar werken verder niet samen. Technisch kan dat wel – vliegtuigen werken bijvoorbeeld al samen om botsingen te voorkomen. Dat uitgangspunt gebruikten onderzoekers van Chalmers University of Technology in Gothenburg bij het ontwerp van hun kruispuntmanager. Die krijgt de data van alle voertuigen binnen, maar legt vervolgens de controle bij de voertuigen zelf neer. Die krijgen een beurt toegewezen waarna ze zelf mogen bepalen hoe ze het kruispunt passeren. In de oplossing van onderzoekers van de Université de Technologie van Belfort-Montbéliard krijgen de auto’s nog meer instructies, en bepaalt de kruispuntmanager ook de snelheid en versnelling die ze moeten aanhouden.

Deze studies verkennen vooral de oplossingsrichtingen, en besteden maar beperkt aandacht aan de effecten op reistijd en brandstofgebruik. Daar gingen onderzoekers van de University of California in Riverside juist wel op in. Zij leggen een zware rol neer bij de kruispuntmanager, maar constateerden dat het communiceren met alle individuele auto’s resulteert in een communicatieoverload. Daarom beschouwden ze ook treintjes van elektronisch gekoppelde voertuigen waarvan alleen het voorste voertuig contact heeft met de kruispuntmanager. Dat leidde tot een totale vermindering van de reistijd rond het kruispunt met 30% ten opzichte van een kruispunt met verkeerslichten, en een vermindering van de CO2-uitstoot en brandstofgebruik met 23%. Een mooi resultaat, maar vanwege het rijden met treintjes waarschijnlijk niet toepasbaar in bijvoorbeeld drukke stedelijke gebieden.

Wat nu de beste oplossing is, daar geven de onderzoekers nog geen antwoord op. Ze verkennen nu nog met name de technische mogelijkheden. Persoonlijk denk ik niet dat de oplossing van onderzoekers van de University of Texas, Austin kans maakt; zij stellen voor om een veiling te organiseren om te bepalen wie als eerste een four-way-crossing op mag rijden. De auto’s achter de voorste auto mogen bieden om die voorste auto als eerste van de vier te laten vertrekken. Daardoor komen zij wellicht zelf ook eerder aan de beurt. Dit is mogelijk dankzij snelle computersystemen waarin mensen hun voorkeuren kunnen invoeren, en bedragen kunnen betalen. Iedereen zou daarvoor een maandelijks kruispuntenbudget moeten krijgen om te voorkomen dat de rijken teveel voordeel hebben. Creatief bedacht maar toch moeilijk serieus te nemen.

  1. 1

    Laat die sukkels van ingenieurs die deze zelfrijzende auto’s maken liever eerst iets anders zeer essentieels goed regelen. Alle software in de huidige auto’s (CCD, ABS, ESP, ASR etc.) is niet gecertificeerd en ik ben al twee keer bijna verongelukt met een testauto van VAG (=Volkswagen AG) vanwege een softwarebug. In een nieuwe Mercedes zitten 100 miljoen regels softwarecode terwijl er in een nieuwe Boeing 787 Dreamliner maar 6,5 miljoen regels softwarecode zitten. Elke 1.000 regels softwarecode bevat gemiddeld 25-40 softwarebugs waarvan de meeste ongevaarlijk zijn, maar zoals ik reeds heb mogen ondervinden tijdens het testen zijn er ook levensgevaarlijke softwarebugs. In een zelfsturende auto zitten waarschijnlijk vele 100-en miljoenen regels softwarecode en dus ook vele miljoenen softwarebugs. En al die software is NIET gecertificeerd, terwijl de TUE wel degelijk software heeft om deze softwarebugs op te kunnen sporen. Ik weet dat ze dit al bij een aantal overheidsobjecten in Nederland hebben gedaan maar ze mogen daar niets over tegen de pers zeggen van de overheid. Tja mensen hoe worden we dom gehouden………..

  2. 2

    En over 10 jaar klagen we dat de NSA precies weet waar we langs rijden, hoe hard we rijden en met wie we rijden.

    Oprotten met dit soort dingen.

  3. 3

    Ik neem aan dat ik bij volledig geautomatiseerde auto’s ook geen verzekering meer hoef te betalen. Die verantwoordelijkheid ligt dan ook bij de autofabrikant neem ik aan. Verder wat @Bolke zegt.

    @Daan : stap maar weer op je motor, liefst een tweetakt, maar wellicht een Harley Liberator of een BMW R50 of zo. Hou je iig ver van software. Je moet niet praten over zaken waar je geen verstand van hebt.

  4. 5

    Sluitstuk van het proces is natuurlijk de overheid, die niet alleen precies kan volgen wie zich waar bevindt, maar ook kan bepalen waar jij wel of niet naar toe mag rijden en zelfs je auto stil kan zetten wanneer het haar goeddunkt.

    Om nog maar te zwijgen van criminele hackers die het systeem kunnen misbruiken om mensen te chanteren dan wel op te ruimen.

    Ja, ik ben een zwartkijker.

  5. 7

    @6.

    Met de kennis van vandaag zou ik zeggen: hypegevoelig.

    Privacy is een groot goed, begrijp me goed.

    @2.

    Oke, we schaffen alle nieuwe technologie af waar dat van toepassing is. Terug naar vroeger!

  6. 8

    een veiling te organiseren om te bepalen wie als eerste een four-way-crossing op mag rijden. De auto’s achter de voorste auto mogen bieden om die voorste auto als eerste van de vier te laten vertrekken. [x] Dit is mogelijk dankzij snelle computersystemen

    Door middel van een automatisch onderhandelingssysteem zouden auto’s onderling kunnen bepalen welke volgorde het efficiëntst of veiligst is. Mensen laten betalen voor een onderhandeling voorkomt misbruik van het onderhandelingsproces (hacken, DDoS). Dat die Texanen daar een verdienmodel bij hebben bedacht lijkt me voor de grap gedaan.

  7. 9

    Een stedelijk straatbeeld blijkbaar zonder voetgangers en fietsers, zie je nu al in sommige stadsdelen, de meest onleefbare.
    Tijdwinst voor snelle voertuigen betekent vaak verder reizen, waardoor die winst weer verdampt. Dat ontgaat de techneuten.

  8. 10

    @privacy-issues: Wellicht zou je in eerste instantie kunnen nadenken over systemen waarbij enkel en alleen uni-directionele communicatie plaatsvindt, van centrale computer naar auto, waarbij zeer simplistische sensoren worden gebruikt die enkel en alleen detecteren dat er een auto passeert en niet welke auto. Ik zou alleen niet weten of hiermee nog de voordelen behaald worden die in het artikel benoemd worden.

    @2: De vraag blijft natuurlijk wel wat de NSA nu al kan weten en in hoeverre dat veranderd met het voorgestelde systeem. Ik bedoel, er zijn nu al camera’s op de weg, iedereen heeft een mobiel in zijn broekzak en veel mensen gebruiken bv google maps om hun reis te plannen.

    @3: Volgens mij kun je alleen verantwoordelijk zijn voor een ongeluk als je het ongeluk ook veroorzaakt… Persoonlijk heb ik inmiddels meer vertrouwen in een computersysteem dan in mensen die menen dat ze 160 mogen rijden of met een biertje op mogen rijden omdat ze 40k per jaar op de weg zitten.

    @4: Als de overheid (politie) wil dat een auto stopt dan lukt dat hun toch wel. Dat doen ze nu ook door files te maken, achtervolging etc… Allemaal manieren waarbij onschuldigen slachtoffer kunnen worden.

  9. 11

    @10: Volgens mij kun je alleen verantwoordelijk zijn voor een ongeluk als je het ongeluk ook veroorzaakt…

    Daar ben ik het waarschijnlijk ook wel mee eens maar ik zie dat ook wel graag juridisch geformaliseerd. Blinde focus op techniek is niet genoeg.

  10. 12

    Dit soort jubelverhalen kan ik niet te serieus nemen. De acceptatie van zelfrijdende auto’s is nog ver weg en we kunnen nog echt niet zeggen of mensen dit soort centrale sturing gaan pikken. Er zal een overgangsfase zijn van decennia, waarin zelfrijdende en handgestuurde auto’s samen op de weg rijden. Dan kun je dit soort centrale sturing helemaal niet doen. Onderzoeken zoals van de aangehaalde lieden halen de pers omdat ze futuristisch doen, maar ze zijn van elke realiteitszin gespeend. Allemaal leuk en aardig, maar al deze ideeën gaan hem niet worden, omdat efficiëntie niet leidend is, maar politiek.

  11. 13

    @1 Ik ben onderzoeker op een universiteit op het gebied van softwareverificatie en ik wil even zeggen dat je complete onzin verkondigt.

    Ten eerste is softwarefouten per 1000 regels code een volledig nutteloze maatstaf voor codekwaliteit, die alleen wordt gebruikt door mensen in de test- en verificatie-industrie om leken te imponeren, of door managers zonder verstand van programmeren om hun programmeurs voor op hun kop te geven. Ten tweede veronderstel je dat die fouten allemaal ook nog in het opgeleverde product zitten, wat uiteraard onzin is: alsof er helemaal niet getest wordt. Tenslotte, en dit is eigenlijk het belangrijkste, heb je veel te hoge verwachtingen van softwareverificatie. De techniek is helemaal niet zo ver gevorderd. Hoewel softwareverificatie zeer zeker nuttig is, zul je geen enkel bedrijf vinden dat miljoenen regels programmeurcode van een hoogst gedistribueerd systeem als een auto kan doorrekenen. Het blijft beperkt tot grove simplificaties van alleen de allerbelangrijkste deelsystemen. Ook belangrijk, maar verificatie van alle code is met de huidige stand van de techniek onmogelijk. Dat beweren ze op de TU/e trouwens ook niet.

    Softwareverificatie is geen wondermiddel.

  12. 14

    Een systeem dus, waarbij je niet meer hoeft op te letten, allemaal achter elkaar over de weg, je kan gewoon een krantje en een croissantje gebruiken en je stapt uit wanneer je bent waar je moet zijn.

    Dat we zo’n systeem nog niet eerder hebben uitgevonden. Oh, wacht.

  13. 15

    @14 Openbaar vervoer biedt geen service van deur tot deur. Dat is geen kleinigheid. Zelfrijdende auto’s bieden de service van een taxi. Sterker nog: ik denk dat taxi’s zonder chauffeur zo goedkoop kunnen worden dat je straks beter met de taxi overal heen kunt, dan een eigen wagen kopen die toch vrijwel heel de dag stilstaat.

  14. 16

    Het antwoord in #13 gaat helaas voorbij aan het belangrijkste punt dat Daan in #1 aansnijdt: het succes van zelfrijdende auto’s zal afhangen van de gegarandeerde veiligheid daarvan, en daarbij is de vraag niet alleen of de techniek een auto kan besturen, maar vooral wat die techniek doet onder onvoorziene omstandigheden in de omgeving en bij mankementen aan het systeem zelf.

  15. 17

    @16: @1:
    Blijkbaar heeft Daan toch een teer punt aangesneden. #13 heeft van repliek gediend maar alleen mbt automatische software verificatie.
    Ik heb de volgende aanvullende opmerkingen @1:

    1) sukkels van ingenieurs, Tja mensen hoe worden we dom gehouden… Als jij je artikelen in je motorblad ook zo schrijft lijkt me dat niet geweldig. Veel abonnees?

    2) ik ben al twee keer bijna verongelukt met een testauto
    Dat heet testen, je loopt een risico. Wel eens gekeken naar de aanloop van het maanproject?

    3) Als er miljoenen auto’s rijden met miljoenen regels code dan lopen die niet allemaal op hetzelfde moment tegen dezelfde bug aan. Ja, zeker in de aanloopfase zal men tegen bugs aanlopen die SOMS ook een gevaar op kunnen leveren. Updates worden natuurlijk dan aangeleverd en automatisch geïnstalleerd. Al heel snel zullen de belangrijkste problemen, voor zo ver niet gedetecteerd in de testfase, opgelost zijn.

    Voorbeelden van uiterst complexe operaties die vergelijkbaar zijn en tot een goed einde zijn gebracht zijn de marsexpedities en de Galileosonde. Ik heb eens mogen praten met de projectmanager van het Galileo-project. Ja, het is allemaal complex en 100% zekerheid haal je nooit. Maar zonder risico kom je nergens. Goed testen – inclusief eventueel geautomatiseerd testen/verificatie – leidt tot veilige situaties. En als je alsnog een bugje vindt fix je het en upload je het, al is de sonde bijna op bestemming.

    Tot slot : certificatie is iets wat eigenlijk totaal los staat van de echte veiligheid. Het is een kwaliteitsgarantie dat men voldoende heeft gedaan en aan de gestelde norm voldoet.

    @1: krijg jij met je motor nooit pech onderweg als je een tocht erg goed hebt voorbereidt?