美国研发智能交通系统 让车辆无需停车安全驶过十字路口

每天，驾驶员都需要忍受道路施工或十字路口事故造成的交通拥堵。因此，人们对自动驾驶汽车的未来充满希望，期待智能交通系统能够提供畅通的交通，提高安全性，并带来各种经济和环境效益。

据外媒报道，美国亚利桑那州立大学富尔顿工程学院计算机科学系教授Aviral Shrivastava表示，“当然，这种转变不会突然发生。在很长一段时间内，自动驾驶和手动驾驶汽车将共存。因此，我们必须开发交通管理系统，以适应非常复杂的互动，尤其是在十字路口。”根据美国联邦公路管理局的数据，道路网络研究主要集中在十字路口，因为超过一半的交通伤亡发生在十字路口或十字路口附近。因此，最近120多项与自动驾驶汽车相关的研究都研究了如何确保十字路口的交通畅通。Shrivastava解释说，整个过程涉及一台称为十字路口管理器的计算机。当每辆车接近一个十字路口时，它都会联系IM，并说类似的话：“我目前在这个地方以这个速度行驶，我想直行或左转，穿过你的十字路口。”然后，IM会为这辆车安排一个时间，以特定的速度，沿着特定的路线穿过十字路口。同时，还确保其不会与预定提前接近同一区域的车辆碰撞。在接收到预定的数据点后，接近的车辆将确定到达十字路口的最佳路径，并让IM知道他们的计划。该计划本质上是一个位置-时间图表，它规定了汽车在任何时间点的位置。然后，接近的车辆可以按照计划的轨迹到达十字路口，并继续按照指示穿过十字路口。但如果事情没有按计划进行呢？Shrivastava说：“我们的算法可以让汽车在不停车的情况下高效地穿过十字路口。但它的实际应用呢？如果我们想在现实世界中采用十字路口管理系统，该系统需要非常强大，能够处理多个故障。”想象一下，一个IM向驶近的车辆发出详细指令，但这辆车没有按计划行驶。也许有必要在到达十字路口之前采取躲避行动，以避免碰撞；

传感器也有可能存在问题，从而导致车辆速度或位置的错误警报。无论出于何种原因，车辆只会做必要的事情，而不会做预期的事情。因此，我们需要一个足够强大的系统，即使面对这种不确定性，也能安全地穿过十字路口

因此，Shrivastava和他的团队开发了一种算法来处理车辆在穿过十字路口时突然开始加速或制动的情况。这项研究在概念上与之前的研究不同，之前的研究创建了只能在理想环境中运行的IM算法。研究人员开发的R2IM算法是一种强大而有弹性的交叉口管理系统，允许车辆进行任何行为，同时确保所有车辆的安全。研究人员表示， “我们的方法使用了一个监控系统，比如安装在十字路口的摄像头，可以检测车辆是否没有按照预期轨迹超过公差极限。如果出现这种情况，十字路口管理员会认为车辆是‘无赖’。然后，IM会向所有驶近的车辆发出警报，通知他们潜在的紧急情况les也可以做出相应的回应。事实上，通过安排所有接近的车辆通过十字路口的时间，也确保了安全。即使车辆在任何时间点失去控制，仍然有足够的内置缓冲器来防止事故发生。研究团队还评估了R2IM算法的功能，建立了一个1/10比例的交叉口模型，并将故障输入到在这种情况下行驶的小型电动自动驾驶汽车中，迫使它们在行驶的轨道上意外加速或减速，从而使IM能够证明它不会使任何车辆处于危险之中。Khayatian说：“然后，我们通过计算机模拟了各种交通模式，以验证我们的方法在真实十字路口的可扩展性。在20个小时的交通中，总共输入了500个故障，其中110个故障可能会导致事故。然而，我们的算法成功地避免了所有碰撞。”最后，团队确认，一旦紧急情况得到解决，在失控车辆离开或移出该区域后，该算法可以恢复十字路口IM的正常运行。

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