A inteligência artificial está dando luz verde a mais motoristas de Pittsburgh.

O desenvolvimento e implantação da tecnologia para manter o fluxo do tráfego exigiu uma equipe de pesquisadores e roboticistas da Carnegie Mellon University, juntamente com a ajuda de engenheiros da cidade e financiamento de fundações.

Tudo começou porque Henry Hillman, o falecido líder empresarial e filantropo de Pittsburgh, estava frustrado com os sinais de trânsito que não mudavam, apesar da falta de tráfego. Em 2009, ele entrou em contato com o então presidente da CMU, Jerry L. Cohon, para promover a ideia de que Pittsburgh poderia ser usado como uma base de teste para sistemas de transporte. Não só pode ajudar a tornar o tráfego mais suave, mas a tecnologia poderia ser desenvolvida e desmembrada, criando assim mais empregos em Pittsburgh.

A conversa deles se tornou o ímpeto para o Traffic21 Institute da CMU, um instituto de pesquisa multidisciplinar com o objetivo de projetar, teste, implantar e avaliar soluções baseadas em tecnologia de informação e comunicação para resolver problemas de transporte. O centro é dirigido pelo Heinz College of Information Systems and Public Policy da CMU.

“Nós não temos um departamento de transporte, mas olhamos em volta e identificamos que havia professores trabalhando em transporte na universidade, "disse Stan Caldwell, diretor executivo do Traffic21 Institute da CMU.

Como uma de suas primeiras iniciativas, A Traffic21 distribuiu doações para uma dúzia de projetos-piloto para tratar de questões de transporte que poderiam ser resolvidas com parceiros externos. O capital inicial foi fornecido pela Fundação Hillman junto com o apoio adicional do Projeto Respirar da Heinz Endowments e da Fundação Richard King Mellon.

Surtrac, um sistema de sinalização de tráfego inteligente, foi um dos pilotos.

Stephen Smith, um professor de pesquisa no Instituto de Robótica do CMU, leva Surtrac. Seu grupo pesquisa trabalhos relacionados à tomada de decisão multiagente.

"Nós nos concentramos em problemas em que nenhum agente está no comando e as decisões acontecem como uma atividade colaborativa, "Smith disse." Parecia uma aplicação natural para aplicar aos semáforos. "

O software permite que os sinais "falem uns com os outros". Cada sinal toma suas próprias decisões sobre o tempo, detectando os fluxos de tráfego que se aproximam e gerando um plano de tempo para otimizar o movimento nas interseções. Os sinais então compartilham planos com sinais vizinhos para criar ações coordenadas.

O sistema emprega inteligência artificial para coordenar semáforos com base nas condições de tráfego, o que melhora o fluxo de tráfego e reduz o tempo médio de viagem em 25%. E como os carros passam menos tempo parados (até 40 por cento), a poluição do ar pelas emissões também é reduzida.

O projeto começou em 2012 com nove cruzamentos no bairro East Liberty de Pittsburgh. No momento, o bairro mais antigo estava congestionado em parte por ser maior, lojas mais recentes, como Home Depot, Target e Whole Foods, e o Google acabara de se mudar para a Bakery Square, nas proximidades. A área foi equipada com novos semáforos que incluíam câmeras com atuação e cabos de fibra ótica que conectavam os sinais.

"A East Liberty Development Inc. foi um grande parceiro que disse 'Sim, adoraríamos ter isso demonstrado em nossa vizinhança, '", Lembrou Caldwell.

Hillman elogiou o projeto quando as primeiras luzes foram instaladas em 2012.

"Este tipo de avanço tecnológico é exatamente o que esperávamos que pudesse acontecer quando o Traffic21 fosse criado com uma ampla parceria com a comunidade liderada pela CMU, "Hillman disse.

Smith licenciou a tecnologia para criar Rapid Flow Technologies, implantou comercialmente Surtrac em quatro cidades além de Pittsburgh, e está instalando sinais em dois municípios canadenses até o final do ano.

Localmente, 50 cruzamentos, ou 15 por cento do total em Pittsburgh, foram equipados com o sistema inteligente.

"Este projeto resume a pesquisa Traffic21, modelo de desenvolvimento e implantação que conecta parceiros da comunidade a pesquisas inovadoras que acontecem na universidade, "Caldwell disse.

Uma nova exposição no Aeroporto Internacional de Pittsburgh mostra a parceria entre a Carnegie Mellon e a cidade que explica os benefícios dos semáforos inteligentes. Surtrac é apenas uma das colaborações em andamento entre a universidade e Pittsburgh.

"Se você olhar para Pittsburgh, o que você vê é um laboratório urbano, "disse o prefeito de Pittsburgh, Bill Peduto." É um lugar onde a pesquisa e o desenvolvimento acontecem dentro de nossos direitos públicos de passagem. "

Caldwell disse que o Traffic21 ajudou a melhorar a vida dos residentes, transformou a imagem de Pittsburgh como uma cidade inteligente e criou empresas com mais de 200 empregos em Pittsburgh para alimentar um novo ecossistema de indústria relacionada ao transporte inteligente.

Metro21 da CMU:Smart Cities Institute expande o trabalho que a Traffic21 tem feito e adota uma abordagem voltada para o futuro para trazer as pessoas, tecnologia e política em conjunto para melhorar a qualidade de vida dos cidadãos da área metropolitana. O trabalho do Metro21 fornece um modelo global para cidades futuras inovadoras. Metro21, por sua vez, tomou o modelo de pesquisa de Pittsburgh / CMU, desenvolvimento e implantação e fundou a Rede MetroLab, que foi lançada em 2015 como parte da Iniciativa de Cidades Inteligentes da Casa Branca e desmembrada da CMU em 2018. Hoje, existem mais de 45 parcerias cidade-universidade baseadas no sucesso da CMU e da cidade de Pittsburgh.

Em 2016, A Traffic21 trabalhou com a cidade de Pittsburgh no Desafio Smart City do Departamento de Transporte dos EUA. Pittsburgh foi nomeado finalista e recebeu uma concessão de Tecnologias de Gerenciamento de Transporte e Congestionamento Avançado (ATCMTD) de US $ 10,8 milhões do Departamento de Transporte dos EUA. A cidade está procurando adicionar 150 cruzamentos adicionais de semáforos inteligentes a partir do final de 2020. A Rapid Flow Technology estará entre as empresas que competem pelo projeto.

"Pittsburgh terá um sistema de sinal inteligente e conectado em toda a cidade que o tornará mais eficiente, mas muitas outras coisas aconteceram simultaneamente para tornar a cidade um líder internacional, "Caldwell disse.

Entre os primeiros doze programas-piloto, incluiu o início do ParkPGH, Tiramsiu e Roadbotics.

O mundo está percebendo. Em 2017, O mundo, um jornal com sede em Paris, Smith reconheceu o Prêmio Le Monde Smart Cities de Inovação Global na categoria de mobilidade. Surtrac foi o único vencedor dos EUA selecionado por um júri internacional de planejadores urbanos, sociólogos, jornalistas e especialistas em inovação.

Um futuro mais conectado

Smith disse que à medida que os veículos são equipados para se comunicarem diretamente com os sinais de trânsito, dados adicionais podem ser compartilhados com sinais de tráfego para criar ainda mais eficiência. Como o Surtrac modela e otimiza o fluxo de tráfego real, ele pode tirar vantagem direta de quaisquer informações adicionais que os veículos possam fornecer. A infraestrutura conectada aumentará a segurança e a mobilidade tanto para veículos com direção humana quanto para veículos autônomos.

"Imagine um futuro onde tudo está conectado, "Disse Smith." Onde olhamos para a comunicação direta e contínua sobre onde os veículos estão, quão rápido eles estão se movendo e em que direção estão indo. "

Smith disse que esse futuro ainda está a décadas de distância, quando todos os veículos forem equipados. No curto prazo, ainda há benefícios a serem obtidos com o uso da tecnologia de veículos conectados. Por exemplo, as transportadoras conhecem suas rotas pela cidade. Se as frotas estiverem equipadas com a capacidade de se comunicar, sinais de tráfego inteligentes podem otimizar suas rotas. As empresas de transporte de passageiros também podem otimizar suas rotas para transportar mais passageiros.

"Muitos viajantes seguem rotineiramente as rotas produzidas por aplicativos de navegação como o Google Maps ou Waze e se um veículo estiver disposto a compartilhar essa rota com a Surtrac, então podemos movê-los mais rapidamente através das interseções ao longo desta rota e fazer isso sem afetar adversamente os veículos que não estão compartilhando essas informações, "Smith disse." Parece mágico à primeira vista, mas, na verdade, você está apenas nos fornecendo mais informações e reduzindo a incerteza para que possamos fazer um trabalho melhor na otimização dos tempos de sinal. "

A equipe de Smith está trabalhando para equipar os ônibus da Autoridade Portuária do Condado de Allegheny com rádios que se comunicam com sinais Surtrac para prever melhor as chegadas e dar prioridade aos ônibus quando apropriado.

"A ideia é que, uma vez que os ônibus podem obstruir o tráfego nos cruzamentos, se soubermos suas rotas e horários de chegada, então podemos dar-lhes prioridade de maneira inteligente, sem ignorar o outro tráfego nos cruzamentos, " ele disse.

Adicionalmente, sua equipe está trabalhando com a Federal Highway Administration em um aplicativo móvel para ajudar pedestres com deficiência. O aplicativo se comunica diretamente com o sistema Surtrac e indica quanto tempo o usuário precisa para atravessar a rua com segurança. O sistema também permite que a pessoa que está cruzando saiba quanto tempo resta antes que as luzes mudem.

"Acabamos de concluir uma série de testes de usuários com pessoas convidadas para experimentar e nos dar seus comentários e tal, "Smith disse." É realmente positivo. Eles estão fornecendo um feedback muito bom. "