城市堵车难题,未来智能交通打破困局

2019年10月18日  

北京、纽约、巴黎、新加坡,居住在全球各个大型城市的居民仿佛每天都在抱怨交通拥堵。数据显示,目前有55%的人口集中居住在城市地区,预计到2050年占比将达68%。

根据《2018年度中国主要城市交通分析报告》,我国的道路拥堵排行榜中,北京位列第一。假如你在北京生活,平均一生花在通勤上的时间长为12325小时,那么其中会有6260小时是堵在路上,占比达到50.79%。

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大量的人口涌入给城市带来持续增长的交通压力。目前的大多数城市,仍未有足够的能力来应对出行拥堵这一巨大挑战。城市规划部门一直在寻求解决交通拥堵的各种方案,其中最主要的做法是建设更多的道路。然而,这是一个典型的诱导需求——更多的道路往往只会带来更多交通流量。修建道路,在一定程度上会有更多的人口涌入城市,在此基础上也会有更多的车辆填补进新修好道路的空白。

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除了城市人口基数增长带来的出行量增长外,人们对出行的便利程度、速度、可预测性、定制化服务等各方面的期望也日益增长。

在整体规划的维度上,城市需要一个强大的交通联网系统。智能化,将是一个有效解决道路拥堵的发展方向。

——智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS),是将信息、通信和传感器技术应用于车辆和交通基础设施,旨在为道路使用者和交通系统运营商提供实时的信息反馈,以助于帮助他们作出更好的决策。

“Intelligent transportation systems” (ITS) refers to efforts that apply information, communication, and sensor technologies to vehicles and transportation infrastructure in order to provide real-time information for road users and transportation system operators to make better decisions. 

01. 车联网下的V2X技术
V2X(Vehicle to Everything)是指车与外界一切交互的技术,即为车与外界万物的联网。其中包括了V2V(车对车的联网)、V2I(车对基础设施的联网)、V2P(车对行人的联网)等。V2X具有突破视觉死角和跨越遮挡物的信息获取能力,同时可以和其他车辆及设施共享实时驾驶状态信息。另外,V2X是唯一不受天气状况影响的车用传感技术,无论雨、雾或强光照射都不会影响其正常工作。

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驾驶员能够共享这些信息,掌握附近车辆的行驶状况。在了解交通信号灯、立交桥、隧道、临时设置的路障等道路状况,以及行驶范围内行人的相关行为动态后,驾驶员可以自主选择交通更加通畅的道路,提升通勤效率,驾驶体验将变得更具掌控感。

02. 智能化基础设施的部署

智能交通联盟(Smart Transportation Alliance)主席JoséF.Papí解释说:“如果没有智能化的基础设施,智能交通是不可能实现的。”

与上一期我们讨论过的停车问题——智能停车,助力未来无缝驾乘的出行体验的解决方式类似,关于ITS的堵车问题,也需要智能化的基础设施部署解决。通过在路上安装摄像头、传感器等实时监控设备,掌握道路中的交通环境、实际路况、突发事故,以及气象状况等信息,在道路、车辆和驾驶员之间形成通讯联系网络。借助大数据与人工智能的辅助,根据收集到的信息对交通进行统一的控制,如发布诱导信息、道路管制、事故处理与救援等,将提升城市交通的整体效率,缓解车辆的拥堵问题。

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交通信号灯

在交通问题中,幽灵堵车(Phantom Traffic Jams)是一种奇妙的现象。在车辆过于密集的道路中,当一辆车做了轻微的减速,紧随其后的车辆也会跟着减速。这样的减速不断往后传递,迫使后面的某辆车不得不停下来,形成拥堵状况。与此相似的,车辆在拥挤的道路上排队等交通信号灯也容易形成幽灵堵车现象。绿灯亮起后,第一辆车的驾驶者反应了1秒后启动,而第二辆车为了保证安全,则可能需要2秒后才启动。这样一波接着一波传递到第二三十辆车,距离交通灯较远的车辆可能需要再等一个甚至多个红灯。

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未来的智能交通系统与车联网技术普及后,驾驶者将能更快捷地了解实时数据,免去许多不必要的拥堵停滞。整个城市出行系统将具有通过调整交通信号实时缓解交通拥堵的能力。

例如,加利福尼亚州尔湾市开发的交通灯管理系统,将所有交通信号灯都连接到传感器上,该传感器能够控制每个信号灯处停止的汽车数量,并同步红灯与绿灯的切换时间,以确保最佳交通流量。此管理系统能够计算出每一组汽车的到达时间,并确保在其到达下一个交通信号灯时为绿色通行状态。

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在更远的未来,当真正的车路协同实现后,我们甚至将不再需要传统的交通信号灯。车辆会通过自身以及系统数据的计算来选择行驶的路径与配速。

03. 数字世界与物理世界的融合

在不远的未来,我们的物理世界将与数字世界融合在一起。过去的城市网络交通建设,需要铺设电力、公路与铁路网络。而现在,数字网络建设已成为城市交通的必需品。

城市不止依靠基础硬件设置的铺设来收集数据。人们出行越来越依赖于使用智能手机的各类APP,如地图、导航、购票等。结合基础设施以及各大交通出行科技公司收集的数据,智能交通系统将感知、分析、预测,并应对所有的交通状况。

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未来的城市居民,将生活在人工智能计算出的最优交通出行场景中。

面对堵车困局,智能系统将重新规划整个城市的交通网络,解决道路拥堵问题以及其带来的负面影响,提高城市居民的生活质量,构建未来的出行生活。

部分参考内容来源链接:

https://www.yicai.com/news/100101619.html

https://www.cnbc.com/2019/02/11/americas-87-billion-traffic-jam-ranks-boston-and-dc-as-worst-in-us.html

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/intelligent-transportation-system

https://www.intellias.com/intelligent-mobility-how-technology-is-solving-challenges-for-smart-cities/

https://www.investopedia.com/terms/v/v2x-vehicletovehicle-or-vehicletoinfrastructure.asp

https://www.governmenteuropa.eu/smart-transportation-infrastructures/91329/ 


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