设想这样一个场景：搭载传感器的车辆通过相互通信穿过路口，而无需在交通信号灯前停车。一项新发表的研究指出，这种无红绿灯交通设计如果得以实现，将允许两倍的交通流量使用道路。
该研究基于数学建模。研究人员考察了一种场景，其中高科技车辆利用传感器在通过十字路口时彼此保持安全距离。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口加快了交通流。
“交叉口是一个棘手的地方，因为你有两股车流在争夺同一块空间，”麻省理工学院城市研究与规划系实践教授、可感知城市实验室主任、该研究的合著者卡洛·拉蒂说。但他补充说，一个拥有复杂技术且没有交通信号灯的系统，“将控制从[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，因为那样你就能确保车辆正好在有空档的时候到达交叉口。”
该系统更大的通行能力并非源于车辆移动得更快，而是源于在最佳中速下建立更稳定的车流，使汽车能够保持移动，可感知城市实验室研究员、意大利国家研究委员会成员及该研究的另一位合著者保罗·桑蒂指出。
“你希望汽车通过交叉口的时间尽可能短，”桑蒂说。
论文《利用基于时隙的系统重新审视街道交叉口》发表在《PLOS One》期刊上。除了拉蒂和桑蒂，论文的合著者还包括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
为了理解为什么该系统至少在理论上可行，可以考虑研究人员所说的“慢即是快”效应。当乘客登机时，如果他们分成较小的群体稳步前进，往往比所有人都挤在入口处造成巨大瓶颈的情况移动得更快。
“‘慢即是快’效应在许多与实体流动相关的其他情境中也被观察到，例如行人通过狭窄空间，”桑蒂解释道。
就汽车交通而言，桑蒂继续说道，“如果因为交通繁忙你需要让车辆减速，你应在道路前端就让它们减速，这样它们会以低速接近交叉口，但当它们通过时，你使用最佳速度。”
关于“前端”，桑蒂的意思是，在拟议的系统中，对智能车辆的控制不仅发生在交叉口，而且发生在通往交叉口的路段上。论文中的建模还发现，最高效的交通流是将车辆分成批次——就像登机时那些较小的乘客群体一样——然后引导它们依次通过交叉口。
“这就像你动态地构建交通信号灯的相位，”桑蒂说。
一座轨道车之城
然而，如果实现无信号灯、高效愉悦的交通交叉口的关键在于控制汽车接近交叉口时的速度，这便引发了更多问题。在许多城市，有信号灯的交叉口往往相距较近。那么，一个交叉口的交通动态将如何在整个城市道路网络中传导？
拉蒂承认这一问题的核心地位，并表示目前其中一些研究人员正在对其进行进一步研究。
“如果你从交叉口入手，这会传导至城市层面，”他说。“我们正在做的工作的一部分就是研究这种传导。”
尽管如此，尽管这可能会带来复杂性，拉蒂认为这种优先考虑交叉口的交通理论方法将被证明是有益的：“因为交叉口是关键点，一旦你解决了交叉口问题，它就会对整个系统产生有益的影响。”