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没有红绿灯的交通系统

在莫斯科,北京,开罗和首尔,交通拥堵一直是一个令人头痛的问题。在郊区上班可能需要两个多小时,或者上下班需要三四个小时。如果您可以将时间从一天三小时减少到一天两小时,那么每周最多可节省22小时,每周工作五天,三年就可节省35年。

为了解决这个通勤问题,相当多的初创企业正在进行旨在改善交通系统的研究和开发。相关技术也在开发中,其中之一是车对车(V2V)。

V2V使车辆之间的通信能够无线通信并期望交通系统效率,而无需交通灯等交通信号。并且开发一种算法,使车辆能够通过安装在车辆上的通信功能平稳且安全地运行。

卡内基梅隆大学教授Ozan K. Tonguz教授正在进行VTL(虚拟交通灯)研究,并且正在试验2017年以来大学附近道路上的实际车辆。2018年7月,我们还在VTL进行了正式的VTL演示。沙特阿拉伯。研究人员表示,通过V2V技术的发展,用信号控制交通的时代将结束,等待交通信号灯通过交叉路口的时代将结束。

自20世纪初引入以来,信号从未发展过很长时间。基本上,计时器用于控制绿灯和红灯。即使没有交叉,也必须在红色信号进入时停止。虽然可以根据早晚通勤高峰时间巧妙地改变信号间隔,但只需调整信号变化时间。

使用V2V的交通灯不需要交通信号灯。该系统与几个在相同方向上接近某个交叉路口的汽车进行通信,并将其中一个定义为领导者。当引导车辆接近交叉路口时,具有接近交叉路口的引导者的组决定是作为绿色信号通过交叉路口还是在红灯处停止。

如果有另一个车辆队列穿过交叉路口,则V2V进行通信,并且领导者向另一组车辆发送绿色信号。然后整个小组穿过十字路口。另一方面,如果存在预期在交叉路口遇到另一组的预输入组,则领导者将向其组发送红色信号以在进入交叉路口之前停止所有车辆。

在这个算法中,Liner并不总是采用相同的车辆,但随着时间和情况的变化,它会不断变化。交通灯不是决定交叉路口是否通过该系统,而是与其他集团车辆的访问时间。因此,您不必在没有其他车辆(如现有车辆)的交叉路口等待红灯。如果您不必停下来,您可以随时继续驾驶。

VTL算法从各种参数中选择引导车辆,例如距前方车辆的距离,距交叉路口中心的距离,车辆速度和周围车辆的数量。它还检测到穿过交叉路口的车辆的距离远离交叉路口,或者车辆的距离稍微减慢,允许车辆继续行驶而不停在交叉路口。如果向右转的车辆最靠近交叉路口,则首先应用右转弯,并且不需要等待在交叉路口中心右转的时间。

这里,在彼此通信时使用VTL系统使用称为DSRC的无线通信方法。 DSRC的开发考虑了各种用途,如电子账单收集和驾驶控制,但不幸的是,配备DSRC的车辆并不多。

然而,使用诸如DSRC和5G的下一代通信标准的VTL系统在每十分之一秒的驱动期间发送信息。车辆的纬度和经度的数据作为数据传输,并且安装在车辆上的处理器在诸如Google Map的数字地图服务中累积包括周围车辆的位置数据,并计算到另一车辆或交叉路口的距离。这允许领导者组决定是绿灯还是红灯并通知驾驶员。

VTL不是集中式的,而是一种分布式系统,其中各个车辆相互通信以发送和接收信息。昆虫和鱼类表示,他们似乎通过接收来自侧向运动的信息改变方向来改变方向。基于V2V的新交通系统的引入可能会导致交通系统发生重大变化,自20世纪上半叶以来第一世纪没有发生变化。

研究人员使用虚拟城市迁移模拟软件估算了VRL系统对美国,匹兹堡和葡萄牙两个城市的影响。结果,这两个城市已经能够在匹兹堡将波尔图的高峰时间从35分钟缩短到21分20秒,在匹兹堡从30分钟缩短到40秒,达到18分20秒。平均30%会减少工作时间。当然,根据人的不同,可以预期高达60%的人可以节省工作时间。

VTL系统大大缩短周转时间的原因是没有必要在红灯处无意义地停止,并且不再需要在交叉路口和所有交叉路口的VTL系统处停下来。 ,它还揭示了70%的案例是通过解决发生大多数事故的交叉路口的问题来解决的。预计二氧化碳排放量将减少。

研究人员希望DSRC很快就会广泛应用,但由于配备DSRC的车辆数量很少,很难快速推出VTL系统。当然,这并不意味着VTL系统确实有帮助。如果整个车辆中未安装DSRC,则无法利用VTL系统。但是,通过将VTL系统集成到现有交叉路口,它可以与某些DSRC车辆通信,并使用VTL系统部分转换信号。使用该模型,估计模拟结果将比当前控制系统实现高23%的效率。

实现VTL系统的问题在于行人和自行车的平衡。由于公众无法随时携带DSRC通信设备,行人可以尝试提出一个短期解决方案,当按下按钮时,车辆将向各个方向停止。然而,在将来,可能有必要开发一种系统,该系统利用安装在车辆上的摄像机自动感测行人并自动产生道路。

结合最近开发的自动驾驶汽车,VTL系统可以很好地运行。自动驾驶车辆在进入拥挤交叉路口的复杂情况下存在缺陷,但如果引入VTL系统,则可以消除拥挤的交叉路口。自主导航系统和VTL系统可以被认为是非常友好的。

例如,使用数字地图和周围车辆位置信息的VTL系统可以在难以观察的条件下支持自主导航系统。通过让不是人类驾驶员的自主驾驶系统通知VTL系统的决定以便相应地执行自主驾驶,也可以防止错误。在这方面,VTL系统可能是交通和交通问题的一个重大转折点。