研究人员提出第四盏交通信号灯 专用于自动驾驶汽车-环球新要闻

在红绿灯处，红色表示停止，绿色表示行驶。据外媒报道，北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University，NC State）的交通工程师提出“白灯”概念，以使得自动驾驶汽车可以帮助控制交通流量，并使人类驾驶员了解路况。在计算仿真中，新方法显著缩短了通过十字路口的行程时间，并降低了燃料消耗。

图片来源：北卡罗来纳州立大学

相关论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学土木学院副教授Ali Hajbabaie表示：“为交通十字路口提出的‘白相（white phase）’概念将利用自动驾驶汽车（AV）本身的计算能力。白相概念还包含了一个新的交通信号，让人类驾驶员知道接下来该采取的措施。红灯仍然表示停止，绿灯通行，而白灯表示人类驾驶员只需跟随前方车辆。”

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白相概念基于这样一个事实，即AV可以相互无线通信，也可以与控制交通信号的计算机进行无线通信。当有足够多的AV接近十字路口时，白灯将被激活。白灯是一个信号，表明AV正在协调移动，以更有效地促进通过十字路口的交通。任何非自动驾驶车辆（由人类驾驶的车辆）只需要跟随前方车辆：如果前方车停车，驾驶员就会停车；如果前方车辆通过十字路口，则驾驶员也会通过。

当接近十字路口的大部分车辆由驾驶员而非AV控制时，交通信号灯将恢复为传统的红-绿-黄信号模式。Hajbabaie表示：“将部分交通流量控制权授予AV这一想法相对较新颖，被称为移动控制范例。它可用于协调涉及AV任何场景中的交通。但我们认为在十字路口纳入白光概念很重要，因为它会告诉人类驾驶员正在发生的路况，以便在接近十字路口时提前知道应该采取哪些措施。”

研究人员于2020年首次引入了“白相”交通路口概念。然而，该初始概念依赖于集中式计算方法，控制交通灯的计算机负责接收来自所有接近的AV的输入，进行必要的计算，然后告诉自动驾驶汽车应该如何通过十字路口。

Hajbabaie表示：“我们已经改进了这个概念。相关论文中对依赖分布式计算的白相概念进行了描述，即有效地使用所有AV的计算资源来控制交通流量，这既更有效率，也不太可能产生通信故障。例如，如果与交通信号灯的通信出现中断或时滞，分布式计算方法仍然能够顺利处理交通流量。”

为了测试分布式计算白相概念的性能，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，甚至个别车辆的行为。使用这些模拟器，研究人员能够比较有和没有白相的交叉路口的交通行为，以及所涉及的AV数量如何影响该行为。

Hajbabaie表示：“仿真表明：首先无论是否存在白相，自动驾驶汽车都会改善交通流量。其次，如果有自动驾驶汽车，白相会进一步改善交通流量，从而减少燃料消耗。第三，由AV组成的白相交叉路口的交通百分比越高，交通通过交叉路口的速度越快，油耗数据也越好。”

当白相十字路口只有10-30%的交通由AV组成时，仿真发现交通流量的改善相对较小。但随着白相十字路口AV的百分比增加，改善也明显增加。

Hajbabaie称：“也就是说，即使只有10%的白相十字路口车辆采用自动驾驶，延误依然会减少。例如，当10%的车辆是自动驾驶时，你会发现延误减少了3%。当30%的车辆是自动驾驶时，延误会减少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，政府也不会立刻在每个十字路口安装全新的交通信号灯。

Hajbabaie表示：“但是，只需对十字路口和现有自动驾驶汽车进行少量修改，就可以采用白相概念的各种元素。我们认为在特定地点试驾以应用这种方法。例如，港口的商用车流量很大，交通流量尤为重要。商用车的自动驾驶汽车采用率似乎更高，因此或可实施试点项目，从而使港口交通和商业运输获益。”