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研究发现,互联车辆能更高效地通过交叉路口

2026-08-06 07:28:26 商业与工业 阅读

设想这样一个场景:装载传感器的车辆通过相互通信穿越交叉口,而非在交通信号灯前完全停驶。一项新发表的研究声称,这种无交通信号灯的交通设计一旦实现,将能使道路通行车辆数量翻倍。

这项研究基于数学建模。研究人员考察了一种场景,其中高科技车辆在通过十字路口时利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“时隙式交叉口”(SIs)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区域,”麻省理工学院(MIT)城市规划与研究系SENSEable City Lab(可感知城市实验室)实践教授兼主任、该研究的合著者Carlo Ratti说道。但他补充说,一个拥有精密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‘时隙’的时候到达交叉口。”

该研究的另一位合著者、SENSEable City Lab研究员兼意大利国家研究委员会成员Paolo Santi指出,该系统更大的通行能力并非源于车辆行驶得更快。相反,它源于在最佳中速下创造更连贯的车流,使汽车能够保持行进。

“你希望汽车在尽可能短的时间内通过交叉口,”Santi说。

这篇题为《利用时隙系统重新审视街道交叉口》的论文发表在《PLOS One》期刊上。除Ratti和Santi外,论文的合著者还包括同样来自SENSEable City Lab的Remi Tachet和Stanislav Sobolevsky;MIT信息与决策系统实验室的Luis Ignacio Reyes-Castro和Emilio Frazzoli;以及苏黎世瑞士联邦理工学院(ETH Zurich)的Dirk Helbing。

“慢即是快”的方法

要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了,例如行人通过狭窄空间,”Santi解释道。

关于汽车交通,Santi继续说道,“如果因为交通拥堵需要让车辆减速,你应在道路前端就让他们减速,这样他们以低速接近交叉口,但在通过时,你使用最佳速度。”

关于“前端”,Santi的意思是,拟议系统中的智能车辆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成批组合——就像那些登机的小群体乘客一样——然后相应地让它们滑过交叉口。

“这就像你动态地构建交通信号灯的各个相位,”Santi说。

一座轨道赛车般的城市

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,那么这引发了更多问题。在许多城市,有信号灯的交叉口通常彼此距离较近。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播?

 

Ratti承认这一问题的核心地位,并表示这目前是一些相同研究人员正在进行的一项额外研究的课题。

“如果你从交叉口入手,这会传播到城市层面,”他说。“我们正在做的部分工作就是研究这种传播。”

尽管这可能会带来复杂性,但Ratti认为这种以交叉口为先的城市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。”

信息来源

Story Source:

Materials provided by Massachusetts Institute of Technology. Original written by Peter Dizikes. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Remi Tachet, Paolo Santi, Stanislav Sobolevsky, Luis Ignacio Reyes-Castro, Emilio Frazzoli, Dirk Helbing, Carlo Ratti. Revisiting Street Intersections Using Slot-Based Systems. PLOS ONE, 2016; 11 (3): e0149607 DOI: 10.1371/journal.pone.0149607

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