Hoelang moet je wachten voor het rode licht?

Deventer had deze zomer de primeur, maar je komt ze ook tegen in Soest, Zwolle en Maastricht: intelligente verkeersregelinstallaties (iVRI’s). Deze verkeerslichten reageren niet alleen op detectielussen in de weg, maar krijgen ook data van verkeersapps als Flitsmeister en Locatienet.

Zo’n slim kruispunt ziet verkeer eerder aankomen. Dat helpt de doorstroming fijnmaziger te regelen, of om brandweer en ambulance vrij baan te geven. Ook speciale verkeersgroepen kunnen prioriteit krijgen: denk aan een bus met vertraging, of een zwaarbeladen vrachtwagen die om milieu en brandstof te sparen beter kan doorrijden.

Wie bepaalt of je prioriteit krijgt? „Het is in ieder geval niet zo dat Flitsmeister-gebruikers automatisch voorrang krijgen”, zegt Mark Grefhorst van Be-Mobile. Dat bedrijf is mede-eigenaar van Flitsmeister, met 1,6 miljoen gebruikers een belangrijke leverancier van actuele verplaatsinggegevens, oftewel floating car data.

Driehonderd meter voordat je het kruispunt nadert, geeft de app elke seconde je gps-positie door. Deze geanonimiseerde data gaan naar Tlex, een doorgeefluik voor live verkeersgegevens, dat ze doorstuurt naar alle deelnemende partijen. Talking Traffic, zo heet het samenwerkingsverband tussen overheid en bedrijven dat achter deze technologie zit.

Het idee van Talking Traffic is dat het verkeerslicht terugpraat: de automobilist ziet op zijn telefoon, bijvoorbeeld op Flitsmeister, of het licht op groen of op rood staat. Elke seconde laat de iVRI weten of voor een rijrichting rood, groen of geel (oranje in de volksmond) geldt en hoelang het duurt voor het wisselt. Als je stilstaat voor het rode licht, wordt de wachttijd tot groen de laatste vijf seconden niet meer getoond, om te voorkomen dat de bestuurder naar zijn scherm blijft kijken en niet op het echte verkeer let. Om dezelfde reden wordt, als je groen licht nadert, in de laatste honderd meter geen adviessnelheid meer getoond.

De exacte time to green – wachttijd – wordt ook nog niet getoond in de Flitsmeister-app. De reden: verkeerslichten zijn lastig te voorspellen, aldus Grefhorst, omdat ze erg dynamisch reageren op het verkeersaanbod. In tegenstelling tot ‘starre’ verkeerslichten zoals in Duitsland en België staan Nederlandse verkeerslichten continu te rekenen.

Blokkenschema

Wachten voor een rood verkeerslicht – zeg nooit stoplicht in het bijzijn van een verkeerskundige – is niemands hobby. Hoelang je moet wachten, hangt af van de verkeersregels. En die zijn ook voor traditionele VRI’s behoorlijk complex, laat Luc Prinsen zien. Hij is verkeerskundige van ingenieursbureau Goudappel Coffeng. Op zijn laptop toont hij de regelset van een ingewikkeld kruispunt in Maastricht: meer dan zevenduizend parameters bepalen wie er wanneer mag rijden.

Verkeerslichten reageren op detectielussen die 50 tot 100 meter van het kruispunt vandaan liggen en op ‘aanvragen’ van voetgangers en fietsers die een knop indrukken of over een detectielus rijden. Op basis van die informatie wordt een blokkenschema afgewerkt waarin alle rijrichtingen in vaste volgorde aan de beurt komen. Sommige rijrichtingen conflicteren niet met elkaar en kunnen tegelijk groen krijgen. Zodra links, rechts en rechtdoor van alle wegen aan bod zijn geweest, en de fietsers en voetgangers, begint de cyclus opnieuw.

Dit blokkenschema verpakt het beleid van de wegbeheerder in regels, bijvoorbeeld door in het centrum vaker fietsers en voetgangers voorrang te geven. In de onderliggende berekening weegt de aanvraag van een voetganger dan zwaarder dan een detectielus die een auto signaleert.

De regelset is gebaseerd op historische data; het verkeersaanbod van een week of een dag. Wiskundige formules bepalen hoelang een cyclus moet duren om alle verkeersaanbod af te handelen. 25 procent meer verkeer leidt al tot een 65 procent hogere cyclustijd, rekent Prinsen voor. Vuistregel is dat een cyclus niet langer dan twee minuten mag duren. „Het moet geloofwaardig blijven. Als je 110 seconden staat te wachten bij rustig verkeer, is dat heel erg lang.”

‘Wachtrood’ en ‘recht op groen’

De maximale groentijden per richting wisselen gedurende de dag: tijdensets zijn bijvoorbeeld afgestemd op ochtendspits, avondspits of een rustige doordeweekse middag. Ook afwijkende scenario’s, zoals een drukke feestdag of een file op de afrit van een nabije snelweg, worden verwerkt.

De meeste verkeersregelingen wisselen de tijdensets op basis van de klok – soms met aanvulling van triggers als filelussen. Een deel wisselt automatisch, op basis van verkeersaanbod. Er draaien ook algoritmes die de groentijd continu optimaliseren. De simpelste variant is een regeltje dat zichzelf de vraag stelt: moet het licht vijf seconden langer groen blijven om alle verkeer door te laten, of kan het juist twee seconden korter groen blijven?

„Er is niet één kleur groen”, zegt Prinsen. Daar bedoelt hij mee dat het verkeerslicht in verschillende stadia controleert hoelang het nog groen moet blijven, bijvoorbeeld om nog wat extra verkeer door te laten (‘verlenggroen’). Dat geldt ook voor rood. Zo is er ‘wachtrood’ en ‘recht op groen’: het signaal is rood, maar het mag groen worden als er iemand aankomt.

Voor de duur van het gele licht is er een duidelijke richtlijn: 3,5 seconden bij 50 kilometer per uur, 4 seconden bij 70 en 5 seconden bij 80 kilometer per uur. Voor afslaand verkeer duurt geel licht 3,5 seconden.

Verkeersregelinstallaties verwerken prioriteitsaanvragen, bijvoorbeeld van een bus die wat achterloopt op schema. Die snijdt door het normale blokkenschema heen. Zo’n prioriteitsverzoek komt binnen via de korteafstandsradio of via Talking Traffic. Mocht toevallig een bus van de andere kant ook zo’n aanvraag doen, dan geldt: wie het eerst komt, het eerst maalt. Tenzij een snelle HOV-bus (hoogwaardig openbaar vervoer) tussendoor komt – die is belangrijker dan een streekbus.

Wat is een algoritme eigenlijk? In deze animatie leggen we het uit.

Voorrang voor de meerderheid

Als een traditioneel verkeerslicht al zo fijnmazig geregeld wordt, wat voegt Talking Traffic dan toe? Het systeem moet zich nog bewijzen, zegt Prinsen, maar hij vindt het een voordeel dat je verder vooruit kunt kijken. Als je een bus met vertraging een paar honderd meter tevoren ziet aankomen, is de prioriteitsaanvraag makkelijker te plannen met een niet-conflicterende rijrichting.

Ander voorbeeld: „Zou je eigenlijk al naar rood moeten op basis van de cyclus, maar zie je in de verte nog een aantal auto’s achter een vrachtwagen naderen, dan laat je die ene auto op de rustige zijweg nog even wachten ten gunste van het grote geheel.”

De logica daarachter: de tijd die dat ene voertuig verliest (bijvoorbeeld 20 seconden) is korter dan die van de vijf naderende voertuigen (5 x 10 seconden) bij elkaar.

Afwijken van de volgorde heeft zijn grenzen: je kunt zo’n rustige rijrichting niet vier keer overslaan, stelt Prinsen. „Mensen accepteren dat een drukke richting voorrang krijgt, maar ze moeten wel het gevoel hebben dat ze eerlijk behandeld worden.”

Lees ook dit interview met Dirk Helbing, hoogleraar TU Delft, over steden die ‘smart’ worden: ‘We bouwen aan een dictatuur van data’

Met Talking Traffic laat het verkeer zich een beetje manipuleren. In de toekomst kan het verkeerslicht het start-stopsysteem van de auto, dat brandstof bespaart als je lang stilstaat, activeren net voordat het groen wordt, zodat wegrijden sneller gaat.

Naderende auto’s kunnen via een app als Flitsmeister advies krijgen iets langzamer te rijden om groen licht te halen – een groene golf op maat. Prinsen: „Of je ziet in de verte het licht op groen staan, maar krijgt in de app het advies om maar vast het gas los te laten, omdat je het toch niet gaat halen.” Misschien hebben sommige automobilisten dan juist de neiging het gas in te drukken, maar de meeste mensen zullen het advies opvolgen, denkt Prinsen.

Ook met live data blijft verkeerskunde een lastige puzzel. De hoeveelheid verkeer is een gegeven, en iedereen prioriteit geven werkt niet. Uit recente simulaties bleek wel dat de iVRI’s tot minder stops en verliestijd leiden.

Zorgt een slim kruispunt dus voor optimale doorstroming? Dat hangt af van wat je wilt optimaliseren: de verliestijd, het aantal stops of de uitstoot van schadelijke stoffen. Ook economische belangen spelen een rol. Als het distributiecentrum aan de ene kant van de weg telkens voorrang krijgt voor zwaarbeladen vrachtwagens, kan dat effect hebben op het kleine transportbedrijf aan de andere kant van de weg. Luc Prinsen: „Wat optimaal is voor jou, is dat niet per se voor mij.”