草根影响力新视野 钟艺 编译

每个司机都应该经历过隐形交通拥堵,行进极为缓慢的汽车让你陷入猜测:前面一定是有交通事故了,要么就是在修路。但可能你一直往前开也没有发现任何物理性的道路障碍,这就是隐形交通拥堵。近日,一项有关交通拥堵的研究显示,一种新型的交通模式也许是解决这种拥堵的有效手段——汽车在道路行驶时,保持相等的车距,而不是像现在这样紧紧尾随。

等间距的车流

麻省理工学院(MIT)计算机科学教授Berthold Horn说,在交通密集区,只要前方车辆略微减速,拥堵情况就出现了。前方汽车减速进一步导致后面的车辆减速更多,车海流动的速度会越来越慢。最终,远在后面的汽车被迫完全停下来,否则就有可能撞上前面行进很慢的车辆。

Horn多年来一直致力于解决交通拥堵问题,他提出了这样一个解决方案:通过控制与前面和后面汽车的空间距离,使隐形交通拥堵得到有效舒缓。也就是说,车间距可以防止车海后面的汽车放大减速效果。Horn称,目前许多新车已经拥有了自适应巡航控制系统(ACC),这种车辆间距双边控制方法可以通过对该系统进行相对简单的修改就能实现。

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汽车不再尾随前行

交通拥堵是由很多因素造成的,如道路设计不良或超容量,城市交通照明模式不够优化,以及发生事故和施工等。Horn说,隐形交通堵塞可能会让上述提到的所有问题变得更糟。在新研究中,研究人员已经计算出,解决隐形交通拥堵问题每一年至少可以节省约1210亿美元的费用。

Horn和麻省理工学院博士后研究员王亮于2017年12月6日在IEEE智能交通系统期刊上发表的最新研究成果中,展示了双边控制系统如何应对隐形交通拥堵问题:研究人员制作了真实世界交通状况的计算机模型,模型中显示了典型的美国高速公路如何从使用双边控制系统中受益。Horn表示:“在今天道路条件下,道路每小时吞吐量可达到1800辆汽车。但是,通过双边控制系统,吞吐量几乎可以翻一番。如果人们依旧选择建造更多的公路来提升吞吐量,要投入的成本是很惊人的。”

动物的智慧

在缅因州高中学生的帮助下,Horn和王亮还创建了一组机器人仿真模型来从不同角度展示双边控制如何抑制隐形交通拥堵。

该项目的视频显示,一列机器人沿轨道行驶,在没有采用双边控制时,他们最终因隐形拥堵停止行进。但是,当机器人切换到双边控制模式时,每个自动机器人都会尝试将与前面和后面机器人的间距控制在恒定量,最终他们避免了隐形拥堵,行动顺畅。

自从Horn开始研究隐形拥堵以来,他已经了解到鱼群、鸟类和蝙蝠都会使用类似的间距策略来避免在密集组群中游泳或飞行时彼此碰撞。特别是对东南亚地区黄昏时出现的数百万只蝙蝠来说,每只蝙蝠都采用双边控制来减少与密集群中其他蝙蝠碰撞的可能性。

然而,与蝙蝠,鸟类和鱼类不同,人类难以判断它们背后的距离。为了解决这个弱点,Horn目前正与丰田汽车公司合作,通过修改现有的自适应巡航控制系统来实现双边控制(目前该系统仅使用前向传感器来判断前方车辆的距离,双边控制方法将增加后向传感器以确定车辆后方与车辆的距离)。在该汽车系统实际投产并应用之前,驾驶员可以简单地通过不紧紧尾随其他汽车来帮助减少产生隐形交通堵塞的风险。

 

Reference :

‘Phantom’ Traffic Jams Are Real — And Scientists Know How to Stop Them