Новое исследование, направленное на то, чтобы сделать инфраструктуру, управляющую транспортным потоком, более чувствительной к колебаниям пиков и спадов спроса, становится реальностью.
В Лос-Анджелесе сейчас пик утреннего часа пик, и профессор Школы инженерии Университета Южной Калифорнии в Витерби Кетан Савла думает о пробках. Он застрял в очереди машин, направляющихся на север по Вермонт-авеню и ожидающих пересечения перекрестка на Экспозиционном бульваре. Движение настолько затруднено, что вереница простаивающих автомобилей простирается на юг примерно на полмили, вплоть до бульвара Мартина Лютера Кинга-младшего.
Когда его Toyota Prius приближается к светофору, он расстроен, но придумывает решения. «Если бы только светофоры на этих перекрестках были синхронизированы с интенсивностью движения в разных направлениях», — размышляет он.
Исследование Савлы направлено на то, чтобы превратить эту мечту в реальность. Он разрабатывает новые способы сделать инфраструктуру управления дорожным движением, такую как светофоры и счетчики на въездах на автострады, более чувствительными к общегородским колебаниям трафика, с целью предотвращения подобных узких мест.
«Я разрабатываю алгоритмы для повышения эффективности», — говорит Савла, заведующая кафедрой ранней карьеры Джона и Дороти Ши в области гражданского строительства и адъюнкт-профессор гражданской и экологической инженерии, электротехники и компьютерной инженерии, а также промышленной и системной инженерии. «Я хочу сократить время в пути, которое у людей есть, когда они добираются до работы».
Разрешение пробок на дорогах важно для Savla из-за множества способов, которыми это может принести пользу людям (меньше агрессивного поведения на дорогах, больше времени для других занятий) и планете (меньше выбросов углерода из выхлопных труб). Эффективность дорожного движения «затрагивает почти все аспекты нашей жизни», — говорит он.
Беседа за городом
«Умные» светофоры и счетчики на въезде на автостраду уже используются в Лос-Анджелесе и многих других городах страны и мира. Они используют камеры и магнитные датчики на дорогах для контроля количества автомобилей в непосредственной близости от них, а удаленные компьютеры соответствующим образом регулируют время зеленого и красного света светофора.
Но эти сигналы и счетчики обычно не «разговаривают» друг с другом о том, что происходит в кварталах или милях от них. «Это очень близорукий способ управления дорожным движением», — отмечает Савла, который, по его мнению, может быть умнее.
В таком крупном мегаполисе, как Лос-Анджелес, где насчитывается более 4000 перекрестков и дюжина автострад, одно дорожное происшествие может вызвать замедление нескольких транспортных потоков. Чтобы сделать дороги более устойчивыми к разрушениям, «необходимо следить за тем, что происходит вверх и вниз по течению», — говорит он. «Вы хотите координировать свои действия на всех перекрестках… потому что каждый из них влияет на другой».
Передача информации по такой разветвленной сети представляет собой сложную вычислительную задачу. Вот тут-то и появляются алгоритмы Savla. Эти вычисления предназначены для оптимизации того, как городская компьютерная система программного обеспечения обрабатывает поток постоянно меняющихся данных из инфраструктуры управления дорожным движением и принимает общегородские решения.
Следующее моделирование иллюстрирует преимущества «замкнутой» системы Savla, которая меняет время сигнала светофора в зависимости от трафика в реальном времени, по сравнению с «разомкнутой» системой, в которой светофоры меняются в фиксированное время.
Ускорение в будущее
Savla видит будущее «организации движения», когда система координаторов, основанная на таких алгоритмах, будет координировать не только транспортную инфраструктуру, но и сами транспортные средства. Он отмечает, что почти все новые автомобили имеют возможность отправлять и получать данные, а на горизонте уже не за горами полностью автономные (беспилотные) автомобили. Эти технологии могут однажды позволить системе координатора управлять транспортными средствами для замедления или ускорения синхронизированным образом, чтобы улучшить транспортный поток.
«Идея заключается в том, что транспортная система будет комплексной комплексной системой обслуживания», — говорит Савла, в которой автономные автомобили и автобусы доставят вас к месту назначения. «Вы определите место посадки и высадки и желаемое время, а все детали [такие как маршрут, скорость и т. д.] будут обработаны системой».
Он признает, что это может не осуществиться при его жизни, указывая на то, что технологии, скорее всего, будут развиваться быстрее, чем люди верят в них.
Но он уже начал внедрять свои алгоритмы управления сигналами светофора в нескольких городах, в том числе во Фремонте и Лонг-Бич в Калифорнии, а также в Денвере, штат Колорадо. Теперь у него есть реальное доказательство того, что эти алгоритмы улучшают координацию светофоров.
Он хотел бы, чтобы Лос-Анджелес тоже принял их. Савла начал предлагать изменения в городском программном обеспечении в 2013 году, но прогресс в городе может быть медленным. Нынешняя система управления дорожным движением была разработана до Олимпиады 1984 года. «Вам нужно крупное событие масштаба Олимпийских игр [которое Лос-Анджелес снова примет в 2028 году], чтобы сдвинуться с мертвой точки», — говорит он.
Перевод: Пока Савла бездельничает на Вермонт-авеню, он ждет зеленого светофора — не только для того, чтобы пересечь бульвар Экспозишн, но и для того, чтобы улучшить транспортное сообщение миллионов жителей Анджелено, в том числе его собственного.
1
0
