Kommunizierende Fahrzeuge könnten Kreuzungen effizienter passieren, Studie findet heraus: Wie man Kreuzungen ohne Ampeln funktionieren lässt

Kommunizierende Fahrzeuge könnten Kreuzungen effizienter passieren, Studie findet heraus: Wie man Kreuzungen ohne Ampeln funktionieren lässt
Kommunizierende Fahrzeuge könnten Kreuzungen effizienter passieren, Studie findet heraus: Wie man Kreuzungen ohne Ampeln funktionieren lässt
Anonim

Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem mit Sensoren beladene Fahrzeuge Kreuzungen passieren, indem sie miteinander kommunizieren, anstatt an Ampeln anzuh alten. Eine neu veröffentlichte Studie, die von MIT-Forschern mitverfasst wurde, behauptet, dass diese Art von ampelfreiem Transportdesign, falls es jemals eintrifft, doppelt so viel Verkehr auf die Straßen bringen könnte.

Die Studie basiert auf mathematischer Modellierung. Die Forscher untersuchten ein Szenario, in dem Hightech-Fahrzeuge mithilfe von Sensoren einen sicheren Abstand zueinander einh alten, wenn sie sich über eine Viererkreuzung bewegen.Durch die Beseitigung der durch Ampeln verursachten Wartezeiten beschleunigen diese sogenannten Slot-based Intersections (SIs) den Verkehrsfluss.

"Eine Kreuzung ist ein schwieriger Ort, weil zwei Flüsse um dasselbe Grundstück konkurrieren", sagt Carlo Ratti, Professor für Praxis und Direktor des SENSEable City Lab am Department of Urban Studies des MIT und Planung und Co-Autor der Studie. Aber ein System mit ausgeklügelter Technologie und ohne Ampeln, fügt er hinzu, „verlagert die Kontrolle von der [Verkehrs-]Flussebene auf die Fahrzeugebene. Dadurch kann man ein System schaffen, das viel effizienter ist, denn dann kann man das sicherstellen Fahrzeuge kommen genau dann zur Kreuzung, wenn sie einen Slot haben."

Die größere Kapazität des Systems, bemerkt Paolo Santi, ein Forscher im SENSEable City Lab, Mitglied des italienischen Nationalen Forschungsrates und ein weiterer Co-Autor der Studie, rührt nicht von schnelleren Fahrzeugen her.Vielmehr entsteht es durch die Schaffung eines gleichmäßigeren Flusses bei einer optimalen mittleren Geschwindigkeit, bei der Autos in Bewegung bleiben können.

"Du willst, dass das Auto die Kreuzung so kurz wie möglich benutzt", sagt Santi.

Die Abhandlung „Revisiting street crossings using slot-based systems“erscheint in der Zeitschrift PLOS One. Neben Ratti und Santi sind die Co-Autoren des Papiers Remi Tachet und Stanislav Sobolevsky, ebenfalls vom SENSEable City Lab; Luis Ignacio Reyes-Castro und Emilio Frazzoli vom Labor für Informations- und Entscheidungssysteme des MIT; und Dirk Helbing von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich).

Der "langsamer ist schneller"-Ansatz

Um zu sehen, warum das System zumindest theoretisch funktionieren könnte, betrachte den Effekt, den die Forscher den "langsamer ist schneller"-Effekt nennen. Wenn Passagiere in ein Flugzeug einsteigen, bewegen sie sich tendenziell schneller, wenn sie sich in kleineren Gruppen befinden, die stetig weitergehen, im Gegensatz zu einem Szenario, in dem sich alle um den Eingang drängen und einen riesigen Engpass schaffen.

"Der 'langsamer ist schneller'-Effekt wurde in vielen anderen Kontexten im Zusammenhang mit dem Fluss von Objekten beobachtet, zum Beispiel Fußgänger durch einen engen Raum", erklärt Santi.

In Bezug auf den Autoverkehr fährt Santi fort: „Wenn Sie die Fahrzeuge verlangsamen müssen, weil viel Verkehr herrscht, verlangsamen Sie sie früh auf der Straße, sodass sie sich der Kreuzung mit langsamer Geschwindigkeit nähern, aber Wenn sie sich dann kreuzen, verwenden Sie die beste Geschwindigkeit."

Mit „früh“meint Santi, dass die Steuerung intelligenter Fahrzeuge in dem vorgeschlagenen System nicht nur an Kreuzungen erfolgen würde, sondern auf den Straßenabschnitten, die zu ihnen führen. Die Modellierung in dem Papier zeigt auch, dass der effizienteste Verkehrsfluss Fahrzeuge in Gruppen zusammenstellt – wie die kleineren Gruppen von Passagieren, die in ein Flugzeug steigen – und sie dann entsprechend über die Kreuzung gleiten lässt.

"Das ist so, als würden Sie die Phasen einer Ampel dynamisch aufbauen", sagt Santi.

Eine Stadt der Slotcars

Wenn der Schlüssel zu einer lichtfreien, angenehm effizienten Verkehrskreuzung darin besteht, die Geschwindigkeit der Autos zu kontrollieren, wenn sie sich Kreuzungen nähern, wirft dies jedoch weitere Fragen auf. In vielen Städten sind Kreuzungen mit Ampeln oft relativ nah beieinander platziert. Wie würde sich also die Dynamik des Verkehrs an einer Kreuzung über ein ganzes städtisches Straßennetz ausbreiten?

Ratti erkennt die zentrale Bedeutung dieses Problems an und sagt, dass es derzeit Gegenstand zusätzlicher Studien durch einige der gleichen Forscher ist.

"Wenn Sie von der Kreuzung ausgehen, breitet sich dies auf die Stadtebene aus", sagt er. "Ein Teil unserer Arbeit besteht darin, diese Ausbreitung zu untersuchen."

Dennoch glaubt Ratti, trotz der Komplexität, die entstehen könnte, dass sich der kreuzungszuerst theoretische Ansatz für den Stadtverkehr als vorteilhaft erweisen wird: "Weil die Kreuzung der entscheidende Punkt ist, hat es einen positiven Effekt, sobald Sie die Kreuzung gelöst haben das ganze System."

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