Eliminowanie niewyjaśnionych korków

Wszyscy tego doświadczyli: nędzna kopia zapasowa na autostradzie, która Twoim zdaniem musi być spowodowana wypadkiem lub budową, dopóki nie przerzedzi się w pewnym momencie bez wyraźnego powodu.

Takie niestabilności przepływu ruchu badano od lat 30. XX wieku, ale chociaż istnieje pół tuzina sposobów ich matematycznego modelowania, niewiele zrobiono, aby im zapobiec.

Berthold Horn, profesor informatyki i inżynierii, opracował nowy algorytm łagodzenia niestabilności przepływu ruchu. Uważa, że ​​można to zrealizować za pomocą zmodyfikowanej wersji adaptacyjnych systemów tempomatu dostępnych w wielu samochodach z wyższej półki.

Jak wyjaśnia Horn, niestabilność przepływu ruchu wynika z tego, że wahania prędkości są potęgowane, gdy przejeżdżają przez pas ruchu. Załóżmy, że wprowadzasz perturbację, po prostu hamując przez chwilę naprawdę mocno, mówi. To będzie się rozprzestrzeniać w górę rzeki i zwiększać amplitudę w miarę oddalania się od ciebie.

Samochód z adaptacyjnym tempomatem wykorzystuje czujniki do monitorowania prędkości i odległości poprzedzającego samochodu. Gdy ruch na drodze się cofa, samochód automatycznie zwalnia, w miarę możliwości powraca do zaprogramowanej prędkości.

Samochód wyposażony w system Horna, wbrew intuicji, monitorowałby również samochód za nim. Pozostawanie mniej więcej w połowie drogi między samochodami z przodu i z tyłu oznacza, że ​​samochód nie będzie musiał zwalniać tak gwałtownie, jeśli ten z przodu zacznie hamować – i sprawi, że samochód będzie mniej podatny na zakłócenia pod prąd.

Horn odkrył, że to podejście można modelować za pomocą czegoś zwanego równaniem tłumionej fali, które opisuje, w jaki sposób oscylacje, takie jak fale rozchodzące się w ciężkim płynie, wygasają na odległość. Kiedy już miał matematyczny opis swojego układu dynamicznego, użył technik standardowych w teorii sterowania, aby zademonstrować, że jego algorytm może stabilizować ciąg poruszających się pojazdów.

Korek w Singapurze

Oczywiście algorytm Horna działa tylko wtedy, gdy korzysta z niego duży procent samochodów. A dalmierze laserowe i systemy radarowe stosowane w istniejących adaptacyjnych układach tempomatu są stosunkowo drogie.

Ale aparaty cyfrowe są tanie i wiele samochodów już używa ich do monitorowania martwych pól kierowców. Głównym obszarem badań Horna jest widzenie komputerowe, a jego grupa publikowała wcześniej prace dotyczące pozyskiwania informacji o odległości i prędkości z pojedynczej kamery.

O dziwo, mówi, podczas gdy monokularowi trudno jest dokładnie określić odległość bez dodatkowych informacji i trudno jest dokładnie określić prędkość bez dodatkowych informacji, stosunek można uzyskać. Horn bada, czy jego algorytm mógłby używać tylko tego współczynnika, a nie bezwzględnych informacji o prędkości i odległości.

ukryć