想象一下这样的场景：搭载传感器的车辆通过相互通信来通过路口，而非在红绿灯前停车等待。一项最新研究称，这种无红绿灯的交通设计如果能够实现，可以让道路容纳两倍的交通流量。
这项研究基于数学模型。研究人员检验了一种场景：高科技车辆在通过四向交叉路口时，使用传感器彼此保持安全距离。通过消除交通信号灯造成的等待，这些所谓的"基于时隙的交叉路口"(Slot-based Intersections, SIs)加快了交通流。
"交叉路口是个棘手的地方，因为两股车流在争夺同一块区域，"该研究的合著者之一、麻省理工学院城市研究与规划系实践教授及可感知城市实验室主任卡洛·拉蒂说道。但他补充道，一个拥有先进技术且无交通信号灯的系统，"将控制权从交通流层面转移到了车辆层面。这样做，你可以创建一个效率高得多的系统，因为这样就能确保车辆恰好在其拥有时隙时到达路口。"
该研究的另一位合著者、可感知城市实验室研究员、同时也是意大利国家研究委员会成员的保罗·桑蒂指出，该系统更大的通行能力并非源于车辆行驶速度更快。相反，它来自于以最佳中等速度创造一种更稳定的车流，使汽车能够持续行驶。
"你希望汽车以尽可能短的时间通过路口，"桑蒂说。
这篇题为《基于时隙的系统重新审视街道交叉路口》(Revisiting street intersections using slot-based systems)的论文发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS One)期刊上。除了拉蒂和桑蒂，论文的其他合著者还有同样来自可感知城市实验室的雷米·塔谢和斯坦尼斯拉夫·索博列夫斯基；麻省理工学院信息与决策系统实验室的路易斯·伊格纳西奥·雷耶斯-卡斯特罗和埃米利奥·弗拉佐利；以及苏黎世联邦理工学院的德克·赫尔宾。
"慢即是快"的方法
要理解该系统为何至少在理论上可行，可以思考一下研究人员所称的"慢即是快"效应。当乘客登机时，如果他们形成持续前进的小团体，速度反而会更快；这与所有人挤在入口处造成巨大瓶颈的情况形成鲜明对比。
"'慢即是快'效应在与实体流动相关的许多其他情境中也已观察到，例如行人通过狭窄空间，"桑蒂解释道。
桑蒂继续谈到与汽车交通相关的方面："如果因为交通量大而需要让车辆减速，你会让它们在路段前方提前减速，这样它们以较慢的速度接近路口，但当它们通过时，则使用最佳速度。"
桑蒂所说的"提前"，意味着在这个提议的系统中，对智能车辆的控制不仅发生在路口，也发生在通往路口的路段上。论文中的模型还发现，最高效的交通流是将车辆组合成批——就像那些登机时的小团体乘客——然后相应地让它们依次通过路口。
"这就像你动态地构建交通信号灯的相位一样，"桑蒂说。
时控玩具车般的城市
然而，如果说实现无信号灯、高效畅行的交通路口的关键在于控制车辆接近路口时的速度，这又会引发进一步的问题。在许多城市中，设有信号灯的路口往往彼此相距较近。那么，一个路口的交通动态将如何在整个城市道路网络中传播？
拉蒂承认这个问题的核心地位，并表示这正是一些相同的研究人员目前正在进行额外研究的课题。
"如果你从路口着手，这会影响到城市层面，"他说。"我们正在做的一部分工作就是研究这种传播效应。"
尽管如此，尽管可能会产生复杂性，拉蒂认为这种以路口优先的理论方法来处理城市交通将被证明是有益的："因为路口是关键点，一旦你解决了路口问题，它将对整个系统产生积极的影响。"