使用联网车辆数据彻底改变交叉口管理

运动设计内幕

交通车辆穿过 34 个十字路口之一，这些十字路口是密歇根州伯明翰互联车辆数据研究的一部分。 （图片来源：密歇根工程学院 Jeremy Little）

社区可以降低成本并减少车辆排放——所有这些都是为了缩短您的行程。

密歇根大学的研究人员可以利用道路上仅 6% 的车辆的 GPS 数据来重新校准交通信号，以显着减少十字路口的拥堵和延误。

在密歇根州伯明翰进行的一项为期 18 个月的试点研究中，该团队使用通用汽车提供的联网车辆数据洞察来测试其系统，结果使信号交叉口的停车次数减少了 20% 至 30%。

这是世界上第一个大规模、基于云的交通信号重新定时系统，它为社区提供了以降低成本重新校准信号模式的重大机会。

密歇根大学的系统从道路上一定比例的车辆获取 GPS 数据，并推断出交通模式。例如，一辆联网车辆在距离十字路口大约 100 英尺处停下来，强烈表明它至少落后三到四辆其他车辆。

密歇根大学土木工程教授、Mcity 无线连接汽车试验场和互联与自动化交通中心主任 Henry Liu 表示：“虽然十字路口的探测器可以提供交通计数和估计速度，但即使在渗透率较低的情况下，获取车辆轨迹信息也能提供更有价值的数据，包括车辆延误、停靠站数量和路线选择。”

美国大约有 320,000 个交通信号灯，每年与这些十字路口相关的直接和间接拥堵成本高达 229 亿美元。这些成本包括等待信号灯所花费的时间，以及因信号灯时间可以改善而造成的不必要的能源消耗。

大多数交通信号灯都按照一天中的时间信号计时计划运行，其中预设的模式适用于早上、下午、晚上和夜间。交通规划者试图将这些自行车与周围的十字路口协调起来，让汽车在十字路口之间流动，并尽可能减少走走停停的行程。

“这些信号应该更频繁地改变的原因是交通总是在变化，”刘说。 “一个很好的例子是我们在新冠病毒到来之前一年和之后两年看到的交通模式。由于很多人在家工作，早高峰时间发生了巨大变化。当你看到这种变化时，你需要重新调整信号灯时间。”

优化信号以跟上交通流量的变化并不是一项简单的任务。进行交通统计和重新计算所涉及的成本和时间意味着大多数市政当局在两到五年内，有时甚至几十年内不会重新评估。

虽然自适应信号灯自 20 世纪 70 年代以来就已出现，可检测十字路口的车辆并几乎实时地重新编程信号，但其成本使其无法广泛使用。在单个十字路口安装自适应系统的成本高达 50,000 美元，并且需要定期维护——并非所有社区都能负担得起这个价格。密歇根大学的优化系统的成本只是自适应系统的一小部分。

该系统称为概率时空图，允许较小比例的联网车辆数据完成与自适应交通信号灯处的传感器相同的工作量。为了测试其有效性，研究人员在 2022 年 3 月的三周内从密歇根州伯明翰的 34 个信号交叉口收集了数据，其中大部分是固定时间系统。

“这确实解决了我们的数据收集问题，”奥克兰县道路委员会副总经理加里·皮奥特罗维奇 (Gary Piotrowicz) 说。 “我可以说，这将是这个国家每个人都这样做的方式。一旦他们巩固了系统，就没有理由以任何其他方式这样做。”

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00:00:00 您是否曾经遇到过红灯，想知道为什么要花这么长时间才能变绿，现在每个交通灯重新定时的成本约为 5,000 美元，这就是为什么对于大多数交通管理机构来说，交通信号灯每两到五年甚至更长的时间才出现 R 次。

00:00:23 道路上更多的拥堵和更多的拥堵导致安全性较差密歇根工程研究人员与奥克兰县道路委员会合作开发了一种更便宜、更快的流程来优化交通信号，这是一个基于云的系统，使用来自密歇根州伯明翰试点的联网车辆的 GPS 数据，他们的系统能够减少

00:00:44 交通延误20%，路口停车次数减少30% 该系统的实施实际上非常非常简单，因为数据已经在云端，由汽车制造商收集，我们可以帮助交通管理机构利用这些数据来评估他们的交通信号性能，然后帮助他们

00:01:08 优化空中交通信号参数 目前，十字路口配备了自适应或固定交通信号灯，如果信号是自适应的，它可以使用传感器来检测十字路口的交通情况，从而重新计时；如果是固定的，交通控制器需要在高峰时间前往十字路口，计算信号灯处的车辆数量，我们

00:01:29 尝试制定每周 7 天、每年 365 天 24 小时的计时计划，但数据实际上并不像我们希望的那么好。车辆轨迹数据提供的信息不仅仅是交通计数，而是允许交通管制员仅从少量联网车辆中查看车辆延误的停靠站数量和路线选择

然后可以将 00:01:53 输入到优化系统中，在该系统中，他们能够评估信号的性能，并根据数据创建新的计时设备，我们可以更频繁地更新信号，因此现在我们可以每隔几个月查看一次，以确保我们拥有

00:02:13 系统中的最佳计时使系统最高效，即使我们不改变计时，它也会向我们证实，那里的东西是最好的，它确实有利于城市的驾车者，这意味着交通信号维护更加频繁，成本只有一小部分，对您来说，红灯时的时间更少，通勤速度更快，互联车辆无处不在

00:02:35 因此，我们很容易扩展系统，因为我们不仅可以利用他们在密歇根州的数据，而且可以在其他地方利用他们的数据，我们正在谈论每周 7 天 24 小时的自动化数据，这是我们曾经使用过的最好的数据，这真的令人兴奋