蓋世汽車訊 每天，駕駛員們都需要忍受因道路建設(shè)或十字路口事故導(dǎo)致的交通堵塞。因此，人們對自動駕駛汽車的未來充滿了希望，期望智能交通系統(tǒng)能夠提供平穩(wěn)的交通、提高安全性，帶來各種經(jīng)濟和環(huán)境效益。
（圖片來源：亞利桑那州立大學(xué)）
據(jù)外媒報道，美國亞利桑那州立大學(xué)Ira A. Fulton工程學(xué)院的計算機科學(xué)系教授Aviral Shrivastava表示：“當(dāng)然，此種轉(zhuǎn)變不會突然發(fā)生。在很長的一段時間內(nèi)，自動駕駛和人工駕駛汽車會并存。因此，我們必須研發(fā)交通管理系統(tǒng)來適應(yīng)非常復(fù)雜的互動關(guān)系，十字路口更是需要此種系統(tǒng)。”
根據(jù)美國聯(lián)邦高速公路管理局（Federal Highway Administration）的數(shù)據(jù)，道路網(wǎng)絡(luò)研究主要集中于十字路口，因為超過一半的交通傷亡事故都發(fā)生在十字路口或附近。因此，最近有120多項與自動駕駛汽車相關(guān)的研究都研究了如何在十字路口保證交通通暢。
Shrivastava解釋表示，整個過程涉及一臺稱為十字路口管理器（IM）的計算機。當(dāng)每輛車駛近十字路口時，就會與IM聯(lián)系，并說出類似這樣的話：“我現(xiàn)在在這個地方，以這個速度行駛，我想直走或左轉(zhuǎn)，經(jīng)過你的十字路口。” 然后，IM會為這輛車預(yù)定好時間，以便其在特定的時間、以特定的車速、按特定的路線經(jīng)過十字路口，同時也確保其不會與事先預(yù)定也要駛近同一區(qū)域的車輛相撞。
在接收到預(yù)定數(shù)據(jù)點后，駛近的車輛會確定到達十字路口的最佳路徑，并讓IM知道其計劃。該計劃實質(zhì)上是一個位置-時間圖，指定了汽車在任何時間點的位置。然后，該輛駛近的車可以遵循計劃的軌跡到達十字路口，并繼續(xù)遵循指示穿過十字路口。但是，如果事情沒有按照計劃進行呢？
Shrivastava則表示：“我們的算法可以讓汽車在不停車的情況下，高效地穿過十字路口。但是在實際中的應(yīng)用如何呢？如果我們想要在現(xiàn)實世界中采用十字路口管理系統(tǒng)，就需要系統(tǒng)非常強大，能夠應(yīng)對多種故障。”
想象一下，一臺IM對駛近的車輛發(fā)出了詳細的指示，但是該車沒有按照計劃行駛。也許需要在到達十字路口之前采取規(guī)避動作，以避免發(fā)生碰撞；也可能是傳感器出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致誤報了車速或位置。
Shrivastava表示：“不管原因是什么，車輛只會做該做的，而不是預(yù)期需要做的。因此，我們需要一個足夠強大的系統(tǒng)，即使面對此類不確定性，也能讓汽車安全地穿過十字路口。”
（圖片來源：亞利桑那州立大學(xué)）
因此，Shrivastava與團隊研發(fā)了一種算法，用于處理車輛在穿過十字路口時，突然開始加速或剎車的情況。該研究在概念上與之前的研究有所不同，以前的研究創(chuàng)造的IM算法只能在理想的環(huán)境中運行。研究人員研發(fā)的算法R2IM是一種強大且具有彈性的十字路口管理系統(tǒng)，能夠允許車輛做出任意的行為，同時保證所有車輛的安全。
研究人員表示：“我們的方法采用了一個監(jiān)控系統(tǒng)，如安裝在十字路口的攝像頭，能夠探測如果車輛沒有遵循預(yù)期軌跡所超出的公差極限。如果發(fā)生此種情況，十字路口管理員會認為那輛車是一個“流氓”。”
然后，IM會向所有駛近的車輛發(fā)出警報，告知可能會發(fā)生的緊急情況，車輛也可以做出相應(yīng)的反應(yīng)。其實，通過為所有駛近的車輛安排穿過十字路口的時間，也已經(jīng)保證了安全性。即使車輛在任何時間點失控，也有足夠的內(nèi)置緩沖區(qū)，也不可能發(fā)生事故。
該研究團隊還評估了R2IM算法的功能，方法是建立一個1/10比例的十字路口模型，并向在此場景中行駛的小型電動自動駕駛車輸入故障，迫使車輛在行進軌道上意外加速或減速，從而使IM證明其不會讓任何車輛處于危險中。
Khayatian表示：“然后，我們通過計算機模擬了各種交通模式，驗證了我們的方法在真實十字路口的可擴展性。在20個小時的交通中，總共輸入了500個故障，其中110個故障可能會導(dǎo)致事故。不過，我們的算法成功避免了所有的碰撞。”
最后，該團隊確認，一旦緊急情況得到解決，一輛失控的車輛離開或被移開該區(qū)域后，該算法可以讓IM恢復(fù)十字路口的正常運行。
