第四信号：自动驾驶终局？（翻译稿）

来源 | 智能出行实验室

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在有交通信号灯的地方，红色表示停车，绿色表示行驶。但北卡罗来纳州立大学的交通工程师现在提出了一种“白灯”，这将使自动驾驶汽车能够控制交通流量。在计算模拟中，新方法显著地提高了十字路口的通过能力，并降低了燃料消耗。

“我们为交通十字路口提出的这个概念，我们称之为‘白灯’，它利用了自动驾驶汽车本身的计算能力，”论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学土木、建筑和环境工程副教授阿里·哈吉巴巴伊(Ali Hajbabaie)说。“白灯概念还包含了一个新的交通信号，这样人类司机就知道他们应该做什么。红灯仍然意味着停车。绿灯仍然意味着通行。白灯会告诉人类司机只要跟着前面的车就行了。”

“白灯”的概念基于这样一个事实，即自动驾驶汽车可以彼此无线通信，也可以与控制交通信号的计算机进行无线通信。当足够多的自动驾驶汽车接近十字路口时，这将激活白灯。白灯是自动驾驶汽车协调运动的信号，以更有效地促进车辆通过十字路口。任何非自动驾驶车辆——那些由人驾驶的车辆——都将被简单地要求跟随前面的车辆:如果前面的汽车停下来，他们就停下来;如果前面的车通过十字路口，他们就通过路口。

当有太多的车辆接近十字路口是由司机而不是自动驾驶汽车控制时，交通灯将恢复到传统的绿黄红信号模式。

哈巴贝（Hajbabaie）说：“赋予自动驾驶汽车一些交通流控制是一个相对较新的想法，被称为移动控制范式。”“它可以用于协调任何涉及自动驾驶汽车的交通。但我们认为在十字路口引入白灯概念很重要，因为它可以告诉人类司机正在发生什么，这样他们就知道在接近十字路口时应该做什么”

“而且，需要澄清的一点是，‘白灯’的颜色并不重要。重要的是有一个信号，司机可以清楚地识别。”

研究人员在2020年首次引入了“白灯”交通交叉口的概念。然而，最初的概念依赖于集中计算方法，控制红绿灯的计算机负责接收所有接近的自动驾驶汽车的输入，从而进行必要的计算，然后告诉自动驾驶汽车们应该如何通过十字路口。

“我们已经改进了这个概念，本文概述了一个依赖于分布式计算的白灯的概念——有效地使用所有自动驾驶汽车的计算资源来指示交通流量。”“这既更有效率，也不会因为信号不稳定而失败。”例如，如果与红绿灯的通信有中断或时间延迟，分布式计算方法仍然能够平稳地处理交通流量。”

为了测试分布式计算“白灯”概念的性能，研究人员使用了微观交通模拟器。这些模拟器是复杂的计算模型，旨在复制真实世界的交通状况，并精确到单个车辆的行为。使用这些模拟器，研究人员能够比较十字路口有和没有白灯的交通行为，以及涉及的自动驾驶汽车的数量如何影响这种行为。

“这些模拟告诉了我们几件事”，哈伊巴贝伊说。“首先，自动驾驶汽车改善了交通流量，无论是否存在白灯。第二，如果有自动驾驶汽车存在，白灯会进一步改善交通流量。这也减少了燃料消耗，因为走走停停的交通更少。第三，由自动驾驶汽车组成的白灯交叉路口的交通比例越高，交通通过十字路口的速度就越快，油耗数字就越低。”

当在一个白灯的十字路口，只有10%-30%的交通流量是由自动驾驶汽车组成时，模拟结果发现，交通流量的改善相对较小。但随着白色相交叉路口的百分比的增加，好处也在增加。

哈巴巴伊说：“也就是说，即使在白灯的十字路口只有10%的车辆是自动驾驶的，你仍然会看到更少的延误。”“例如，当10%的汽车是自动驾驶的时，你会看到延误减少3%。当30%的汽车是自动驾驶的时，延误将减少10.7%。”

研究人员承认，自动驾驶汽车还没有准备好采用新的分布式计算方法，政府也不会在不久的将来在每个十字路口安装全新的交通灯。

哈巴贝说：“然而，白灯概念的各种元素，只能对十字路口和现有的自动汽车进行一些小的修改。我们还认为，有机会在特定地点测试这种方法”。例如，港口有大量的商用车辆，而交通流量尤为重要。商用车似乎有更高的自动驾驶汽车的采用率，因此可能有机会在这种环境下实施一个试点项目，从而有利于港口交通和商业交通。

本文提出了一种车辆级分布式协调策略，通过信号交叉路口控制联网自动驾驶汽车(CAV)和联网人类驾驶汽车(CHV)的混合交通流，并引入“白灯”的概念，使自动驾驶车辆能够控制交通流量，从而提高十字路口通过率，以及降低燃料消耗。目前有很多组织机构正在对“白灯”概念做相关研究，本公众号将持续关注“白灯”概念的发展情况，并持续更新文章内容，敬请期待！

原文链接：
https://news.ncsu.edu/2023/02/traffic-light-for-autonomous-cars/