Kruispunten zijn een cruciaal maar ook kwetsbaar deel van ons wegennet: er kunnen gemakkelijk veiligheids- en doorstromingsproblemen ontstaan. Op de wat drukkere en complexere kruispunten zetten we daarom verkeersregelinstallaties in om het verkeer zo goed en veilig mogelijk af te handelen. Dat gaat de huidige generatie VRI’s prima af. Maar kan C-ITS de lat wellicht nog hoger leggen?
Het eerste verkeerslicht ter wereld werd in 1868 in Londen bij het Palace of Westminster geplaatst, om ervoor te zorgen dat de leden van het Britse parlement veilig konden oversteken. In de basis zijn verkeerslichten dus vooral een verkeersveiligheidsmaatregel. Maar met de toenemende drukte kregen verkeerslichten er een functie bij, namelijk het verdelen van de kruispuntcapaciteit over de verschillende rijrichtingen heen. Hiermee werd naast verkeersveilig ook optimaal als criterium geïntroduceerd.
De combinatie verkeersveilig en optimaal maakte het interessant om met fases te werken. Zo kan de eerste groenfase worden gebruikt voor de afwikkeling van de wachtrij en de daaropvolgende groenfasen voor de afwikkeling van verkeer dat met hogere snelheid komt aanrijden. Om die laatste fasen naar behoefte in te zetten, is detectie van het aankomende verkeer noodzakelijk. Hoe beter die detectie is, hoe verkeersafhankelijker de verkeersregeling kan worden.
Een andere bekende ‘extra functie’ van kruispuntregelingen is de prioriteitsverlening aan hulp- en nooddiensten (en soms: bussen en trams). Verkeerslichten dragen zo bij aan een hindervrije doorgang voor die doelgroepen.
De verkeersregelinstallatie is dus al een veelzijdig en effectief ‘kruispuntinstrument’. Kan dat nóg veelzijdiger en beter? Wat zou C-ITS daarin kunnen betekenen? We beantwoorden die vraag aan de hand van de drie ‘servicelagen’ van C-ITS, bezien vanuit het perspectief van het voertuig. Het gaat om – even in het Engels – awareness driving, sensing driving en cooperative driving.
Awareness driving
Via coöperatieve X2X-communicatie (weggebruikers of systemen connected met andere weggebruikers of systemen) kunnen voertuigen en VRI’s hun statusgegevens delen. Denk daarbij aan CAM-berichten van voertuigen, met informatie over het type voertuig en de positie, snelheid en rijrichting. Ook informatie over een incident met het voertuig valt hieronder, zoals motor uitgevallen of betrokken bij een ongeval. Op basis van deze informatie zijn andere connected weggebruikers en systemen zich beter bewust (‘aware’) van de verkeerssituatie, ook van situaties die ze misschien zelf nog niet waarnemen. Een VRI weet dankzij die statusgegevens bijvoorbeeld dat er nog een voertuig aankomt – en als dat een zware truck betreft, zou de VRI langer groen kunnen geven. Auto’s die een kruispunt naderen, of dat nu wel of niet geregeld is, weten zo ook ruim van tevoren dat er een wachtrij staat (want: snelheid van connected voertuig op opstelstrook is nul) en kunnen alvast hun snelheid minderen.
Sensing driving
Dankzij de statusgegevens blijven we dus op de hoogte van het ‘wat en waar’ van andere connected voertuigen en systemen. Maar niet alles is connected – en daarom is het delen van informatie uit sensordata (‘sensing driving’) een tweede, belangrijke servicelaag van C-ITS. Denk aan wat we van de CAN-bus in het voertuig kunnen leren: het is glad buiten (ABS gebruikt), het wegdek is slecht (input uit schokdempers), er is sprake van slecht zicht (mistlampen aan) enzovoort. Verder leveren camera’s aan boord een schat aan informatie. Als een voertuig voetgangers, fietsers of scootmobielen waarneemt en dat deelt met achteropkomend verkeer, dan kunnen die hun snelheid en rijgedrag aanpassen. Dat is nuttige informatie voor ongeregelde kruispunten of oversteekplaatsen!
Cooperative driving
Naast status- en sensorgegevens kunnen coöperatieve X2X-weggebruikers en X2I-VRI’s ook intentionele gegevens uitwisselen, zoals bestemming en beoogde route van een voertuig of time-to-green van een VRI. Dat zorgt ervoor dat ze intelligent kunnen samenwerken (servicelaag ‘cooperative driving’) en hun gedrag zelfs in complexe verkeerssituaties kunnen coördineren. Een nog relatief eenvoudig voorbeeld is Green Light Optimized Speed Advisory of GLOSA, waarbij connected voertuigen op basis van de time-to-green de juiste snelheid kiezen om groen te halen. Ingewikkelder wordt het al met de dynamische clustervorming van op een kruispunt afrijdende vrachtwagens en bussen, die vervolgens als cluster verlengd groen krijgen. Of denk aan coöperatief samenvoegen wanneer een rijstrook wegvalt na het kruispunt of coöperatieve rijstrookverandering bij voorsorteren vóór een kruispunt.
Door intentionele gegevens uit te wisselen kan ook de capaciteit van een geregeld kruispunt worden verhoogd. Immers, als we de gebruikelijke statistische turning-percentages vervangen door het gecommuniceerde voorgenomen gedrag (= route) van de verkeersdeelnemers, dan minimaliseren we de verliezen die ontstaan bij een mismatch tussen statistisch verwacht en werkelijk aanbod.
Meerwaarde
De voorbeelden bij elk van de drie C-ITS-servicelagen laten zien, dat C-ITS veel extra’s te bieden heeft voor de afhandeling van verkeer op kruispunten. Dat geldt voor geregelde kruisingen, waarbij C-ITS slim kan samenwerken met de VRI, maar dat geldt ook voor ongeregelde kruispunten. In dat laatste geval is een hoge penetratie van C-ITS in het verkeer wel gewenst, maar zelfs bij lagere penetratiegraden kan de informatie van en via andere voertuigen al voor nuttige veiligheidswaarschuwingen zorgen.
Uiteraard geldt dat de voorbeelden die we hierboven hebben genoemd, voor een belangrijk deel nog mogelijke (of positiever gesteld: toekomstige) use cases zijn. We spreken in dit verband van dag 1- (‘morgen’), dag 1,5- (‘overmorgen’) en dag 2- (‘daarna’) toepassingsmogelijkheden. Onder dag 1 vallen zeker toepassingen als de genoemde GLOSA en prioriteitsverlening aan bijvoorbeeld vrachtverkeer. De dag 1,5- en dag 2-toepassingen bevinden zich nog in de fase van beproeven in de praktijk, zoals die dynamische clustervorming, coöperatief samenvoegen en coöperatieve rijstrookverandering.
Maar het kan nog complexer – het aantal af te handelen verkeerssituaties dat zich rond een kruispunt kan voordoen, is enorm. Wil C-ITS daarbij de helpende hand kunnen bieden en de situaties zorgvuldig (= verkeersveilig en optimaal) kunnen afhandelen, dan zal de functionaliteit flink doorontwikkeld moeten worden. Neem bijvoorbeeld twee situaties met actieve verkeersdeelnemers. De eerste is een voetganger die tijdens groen voetgangerslicht de overkant niet heeft gehaald en alsnog vanaf de opstelruimte de tweede rijbaan oversteekt op het moment dat een auto over diezelfde rijbaan bij groen licht rechtdoor rijdt. Of een auto sorteert bij het kruispunt helemaal rechts voor om rechtsaf te slaan en dwingt daarmee rechtdoorgaande fietsers om de auto links te passeren. Willen we dat C-ITS in dit soort situaties kan ondersteunen, dan moeten we in staat zijn het gedrag van alle weggebruikers te ‘voorzien’. Een claim die alleen maar harder op gaat spelen wanneer we met C-ITS ook sterk geautomatiseerd en autonoom rijden gaan ondersteunen. Genoeg ontwikkelwerk voor de boeg dus!
Toepassingen die verder reiken dan kruispunt
In deze bijdrage hebben we vooral stilgestaan bij C-ITS-toepassingen op het niveau van het kruispunt zelf. Maar dankzij de centrale aansturing van verkeerslichten, heeft de verkeersafwikkeling op kruispunten vaak ook een doel dat geografisch verder reikt. We kunnen verkeerslichtenregelingen bijvoorbeeld zo instellen dat ze het stadscentrum, een dicht stedelijk gebied of een tunnel beschermen tegen de onverzadigbare verkeersvraag. De VRI’s aan de rand van het gebied of bovenstroom van een tunnel worden dan ingezet om te zorgen voor stabiel en onbelemmerd verkeer in het beschermde netwerk. Of om binnen grenzen de doorstroming te borgen op een corridor waaraan een hoog belang is toegekend in de netwerkvisie. Of sowieso om de doorstroming van al het verkeer over een corridor of in een deelnetwerk te optimaliseren door de rood- en groentijden van de individuele verkeersregelingen slim en dynamisch op elkaar af te stemmen. Kan C-ITS ook dat soort doelen ondersteunen? Hierover meer in de artikelen over Eerlijk regelen en de Netwerkmanager.
____
De auteurs
Ing. Klaas Rozema is International Research Director van Dynniq.
Ing. Paul van Koningsbruggen is directeur Mobiliteit van Technolution en redacteur van NM Magazine.
