Eliminering af uforklarlige trafikpropper

Alle har oplevet det: en elendig backup på motorvejen, som du tror må være forårsaget af en ulykke eller konstruktion, indtil den tynder ud på et tidspunkt uden nogen åbenbar grund.

Sådanne trafikustabiliteter er blevet undersøgt siden 1930'erne, men selvom der er et halvt dusin måder at modellere dem matematisk på, er der ikke gjort meget for at forhindre dem.

Berthold Horn, professor i datalogi og teknik, har udviklet en ny algoritme til at lindre ustabilitet i trafikken. Han mener, at det kunne implementeres med en modificeret version af de adaptive fartpilotsystemer, der findes i mange avancerede biler.

Der opstår ustabilitet i trafikken, forklarer Horn, fordi variationer i hastigheden forstørres, når de passerer gennem en vognbane. Antag, at du introducerer en forstyrrelse ved bare at bremse rigtig hårdt et øjeblik, siger han. Det vil forplante sig opstrøms og stige i amplitude, når det går væk fra dig.

En bil med adaptiv fartpilot bruger sensorer til at overvåge hastigheden og afstanden af ​​bilen foran den. Når trafikken bakkes op, bremser bilen automatisk ned og vender tilbage til den programmerede hastighed, når det er muligt.

En bil udstyret med Horns system ville, kontraintuitivt, også overvåge bilen bagved. At holde sig omtrent halvvejs mellem bilerne foran og bagved betyder, at en bil ikke behøver at bremse så kraftigt, hvis den foran bremser - og gør, at bilen er mindre tilbøjelig til at passere forstyrrelser opstrøms.

Horn fandt ud af, at denne tilgang kunne modelleres ved hjælp af noget, der kaldes den dæmpede bølgeligning, som beskriver, hvordan svingninger, såsom bølger, der forplanter sig gennem en tung væske, dør ud over afstand. Da han havde en matematisk beskrivelse af sit dynamiske system, brugte han teknikker, der er standard i kontrolteori for at demonstrere, at hans algoritme kunne stabilisere strengen af ​​bevægelige køretøjer.

Trafikprop i Singapore

Selvfølgelig virker Horns algoritme kun, hvis en stor procentdel af bilerne bruger den. Og laserafstandsmålere og radarsystemer, der bruges i eksisterende adaptive fartpilotsystemer, er relativt dyre.

Men digitale kameraer er billige, og mange biler bruger dem allerede til at overvåge bilisters blinde vinkler. Horns hovedforskningsområde er computersyn, og hans gruppe har tidligere publiceret arbejde med at udtrække information om afstand og hastighed fra et enkelt kamera.

Mærkeligt, siger han, mens det er svært for et monokulært kamera at få nøjagtig afstand uden yderligere information, og det er svært at få hastighed nøjagtigt uden yderligere information, kan forholdet opnås. Horn er ved at undersøge, om hans algoritme kun kunne bruge dette forhold, snarere end absolut information om hastighed og distance.

skjule