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  • 交通信号要为自动驾驶车辆增加第四种灯色?

    2023-02-09 19:07:38 来源:www.its114.com 作者:董海龙 评论:
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    交通信号三色灯已经使用了100多年,其功能几乎没有变化,但现在北卡罗来纳州立大学的研究人员认为,改变的时候可能已经到来了——他们提出了第四个灯色——白灯,主要用途是在自动驾驶汽车成为路口主要交通流时,向人类驾驶员发出信号,使得人类驾驶员可以跟随自动驾驶车辆通过路口。在交通仿真中,新方法显著缩短了车辆通过路口的行驶时间并降低了油耗。

    北卡罗来纳州立大学副教授Ali Hajbabaie表示,团队为交通交叉口提出新的相位阶段,称之为'白色相位'(white phase),新系统中,红灯仍然意味着“停止”,绿灯仍然意味着“通行”,而白灯会告诉人类司机只需要跟紧前面的车辆通行。

    白色相位基于这样一个事实,即自动驾驶车辆可以相互之间以及与信号机进行交互通信,当足够多的自动驾驶汽车接近交叉路口时,将激活白色相位,而白灯是自动驾驶汽车正在协调其行为以更有效地通过十字路口的信号灯。任何非自动驾驶汽车——由人驾驶的车辆——只需要跟随前面的车辆:如果前面的汽车停下来,就需要停下来;如果前面的汽车通过十字路口,就可跟随穿过十字路口。当太多接近交叉路口的车辆由人类驾驶员而不是自动驾驶汽车控制时,交通信号灯将恢复为传统的绿黄红信号模式。

    Hajbabaie说,“将一些交通控制功能授予自动驾驶汽车是一个相对较新的想法,我们称之为称为移动/动态控制范式,动态控制可用于协调涉及自动驾驶汽车在道路上行驶的各种交通场景。但团队认为在交叉路口加入白色相位很重要,白色信号灯会告诉人类司机,路口发生了什么,这样他们就知道在接近十字路口时,应该做什么。”

    “而且,需要明确的是,信号灯的第四类颜色并不重要。重要的是,有一个驾驶员可以清楚地识别的灯色”。

    北卡大学的研究人员于 2020 年首次引入了“白色相位”概念。最初预想的实现方式,是依赖于集中计算方法,信号机负责接收所有靠近交叉路口的自动驾驶汽车信号,进行必要的计算,然后告诉自动驾驶汽车应该如何通过十字路口,但如果发生通信故障,容易造成冲突和事故。

    因而后续采用了分布式计算,即有效地利用所有自动驾驶汽车的计算资源来决定交通流(译者按,这里的交通流应是指信号相位),如果自动驾驶车辆与信号机的通信出现中断或时间滞后,分布式计算方法仍然能够顺利处理交通流。为了测试分布式计算“白色相位”的性能,研究人员使用了交通仿真系统,仿真结果如何?Hajbabaie表示,“首先,自动驾驶汽车改善了通行效率,而且不论是否有白色相位;其次,白色相位可进一步改善交通流量,从而降低了油耗,因为走走停停的交通减少了;再次,在白色相位下,自动驾驶汽车占通过交叉路口的交通流百分比越高,整个路口的车辆通过速度就越快,油耗更低。

    具体是,在白色相位下,如果通过交叉路口的车辆中只有10%~30%自动驾驶汽车时,仿真结果发现路口交通效率提升相对较小。但随着比例的增加,速度等指标也随之增加。”Hajbabaie强调,在白色相位下,即使通过交叉路口的车辆中只有10%是自动驾驶汽车,路口通行效率仍然会有所提高,比如延误会减少3%,当通过交叉路口的车辆中有30%自动驾驶汽车时,延误减少了10%以上。

    当然,该团队研究人员承认,自动驾驶汽车还没有准备好采用新的分布式计算,政府也不会在不久的将来在每个十字路口安装全新的交通信号灯。

    但是白色相位的概念,可以在一些特定场景来使用,比如港口区域,该区域的商用车交通流量较大,交通效率优化有较大需求和提升空间,而且商用车也可以有更高的自动驾驶比例,可以更多的作为试点的对象。

    该研究结果以论文形式发表在了《 IEEE 智能交通系统学报》上,原文链接可点击,https://ieeexplore.ieee.org/document/10038635

    但需要IEEE会员或者付费查阅。

     编者按:新闻发布之后,有业内专家认为,红黄绿三色表示了三种不同的ROW状态,而这里的白灯和绿灯同时表达了同一种ROW状态,这就有可能造成困境,以安全为前提,就不能让驾驶人/行人在同一时间做出一种以上决策,这是交通人因的基本常识。

    而且即便白灯有效,驾驶者也需要较长时间的适应(习惯养成),培养驾驶者的反应和操作模式,人不是完全理性的,所以使用结果可能和仿真结果完全不同,未必能提高效率。

    但编者认为,自动驾驶车辆如果真的规模上路后,交通信号控制系统发生变化,也是很有可能的事情,白灯姑且可以认为是对未来道路交通组织的一种想象和探索。

  • 关键字: 交通信号 灯色
  •    责任编辑:its114
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