一套能够自己组织协调的交通信号灯系统可以帮助减少交通拥堵。它的关键是让红绿信号灯的切换以一种分散混沌的方式进行,而不是按照通常有规律的程序化模式进行。 虽然每当你遇到一个红灯路口,心里都有可能会暗暗诅咒,但城市规划者们确实在努力提高交通流畅程度,他们尝试让多盏信号灯实现同步,甚至依靠超级计算机来设计出最佳模式。在交通高峰期绿灯停留的时间往往较长,同时计算机模型也会被用来优化公共交通。但是,正在穿越人行横道的路人、摩肩接踵的人群以及道路上的抛锚事故车等不确定因素都可能让一套精心设计的系统崩溃失常。德国德累斯顿工业大学的斯特凡・朗莫教授和瑞士苏黎世大学的德克・黑尔宾教授最近在新墨西哥州参与了圣菲研究所的工作,他们表示一套自己组织协调的交通信号灯系统将能够更好地解决这些问题。 他们通过模拟交通流量入手,把它当成流动的河流,同时把十字路口比作纵横交错的管网,然后,他们给每个交通信号灯装上传感器,用以了解特定时段的路面信息,安装在信号灯上的电脑芯片会对预期中的车流量进行计算,并确定绿灯停留的时间长度。研究人员认为,在现有的红绿灯系统中每一盏信号灯都遵循“丛林原则”,只会为自己打“小算盘”。仅对即时需求做出响应,这样所有的信号灯也只会对就近的交通路口情况做出反应,显然这是障于设置智能网络的初衷。 解决这一问题就是采取一种分散的方法。它通过弄清每一个十字路口会对整条路面系统造成何种影响而让多盏信号灯协调工作。该系统不是受制于自然交通波动的影响,恰恰相反,而是利用那些随机的交通流量间隙帮助改善交通。研究者认为,信号灯只有在路面出现明确需求时才对绿灯停留的时间长度提出要求,这种非循环的解决方案可以消除即使没有车辆往来红灯也照亮不误的恼人问题。 刊登在2009年6月《国际自治与自适应通信系统杂志》上的论文则提到了另一种“有机交通信号灯”,同样是为了解决这个问题。德国卡尔斯鲁厄理工学院的霍尔格・普罗斯曼及其就职于同一学院和莱布尼兹汉诺威大学的同事表示,所谓的“有机计算”能够对极为复杂的系统进行建模。最近几年,他们指出有机计算已经成为一系列涉及复杂自治系统――装有传感器和控制器――的问题的可能解决手段。 具体到城市交通系统身上,安装在公路信号架以及其他地方的闭合电路电视摄影机将充当传感器,交通信号灯则将扮演控制器或者制动器的角色,有效控制交通流。将现有交通系统改造成“有机交通信号灯”的系统,只需在当前的交通信号灯安装定时控制器,或者安装一个中央控制系统。这项技术为所有交叉口计算一个单一的周期时间,并将这个周期时间分割成每一个交叉口的绿灯时间,而后调整桕位差,以便将等待时间减至最少。该系统的首要目标是保持交通顺畅和步行者安全,而现代交通感应城市控制系统又将公共交通纳入其中。 虽然这些系统多年来一直不断进步,但它们仍存在技术缺陷。由于交通管制问题,交通拥堵更为频繁地出现,超出驾驶者的预计。固定计时器明显存在缺陷,因为它们无法对交通的实时状况做出响应,即使中央系统也无法随公路交通的改变做出最佳响应。这些缺陷导致交通拥堵并浪费驾驶者的时间和汽车燃料,同时导致城镇的交通污染进一步恶化。 普罗斯曼解释说:“交通控制系统在环境和经济方面的重要性以及交通节点的分布式特性和不断改变的交通需求,使得交通信号灯控制成为有机计算方式的一个完美对象。”他和同事已经利用有机计算方式研发出一种分散式交通控制系统。这种基于工业标准的交通灯控制器,拥有一个观察者/控制器结构,允许交通灯对交通流做出响应。并将信息传送给附近路段的其他交通灯。
一套能够自己组织协调的交通信号灯系统可以帮助减少交通拥堵。它的关键是让红绿信号灯的切换以一种分散混沌的方式进行,而不是按照通常有规律的程序化模式进行。 虽然每当你遇到一个红灯路口,心里都有可能会暗暗诅咒,但城市规划者们确实在努力提高交通流畅程度,他们尝试让多盏信号灯实现同步,甚至依靠超级计算机来设计出最佳模式。在交通高峰期绿灯停留的时间往往较长,同时计算机模型也会被用来优化公共交通。但是,正在穿越人行横道的路人、摩肩接踵的人群以及道路上的抛锚事故车等不确定因素都可能让一套精心设计的系统崩溃失常。德国德累斯顿工业大学的斯特凡・朗莫教授和瑞士苏黎世大学的德克・黑尔宾教授最近在新墨西哥州参与了圣菲研究所的工作,他们表示一套自己组织协调的交通信号灯系统将能够更好地解决这些问题。 他们通过模拟交通流量入手,把它当成流动的河流,同时把十字路口比作纵横交错的管网,然后,他们给每个交通信号灯装上传感器,用以了解特定时段的路面信息,安装在信号灯上的电脑芯片会对预期中的车流量进行计算,并确定绿灯停留的时间长度。研究人员认为,在现有的红绿灯系统中每一盏信号灯都遵循“丛林原则”,只会为自己打“小算盘”。仅对即时需求做出响应,这样所有的信号灯也只会对就近的交通路口情况做出反应,显然这是障于设置智能网络的初衷。 解决这一问题就是采取一种分散的方法。它通过弄清每一个十字路口会对整条路面系统造成何种影响而让多盏信号灯协调工作。该系统不是受制于自然交通波动的影响,恰恰相反,而是利用那些随机的交通流量间隙帮助改善交通。研究者认为,信号灯只有在路面出现明确需求时才对绿灯停留的时间长度提出要求,这种非循环的解决方案可以消除即使没有车辆往来红灯也照亮不误的恼人问题。 刊登在2009年6月《国际自治与自适应通信系统杂志》上的论文则提到了另一种“有机交通信号灯”,同样是为了解决这个问题。德国卡尔斯鲁厄理工学院的霍尔格・普罗斯曼及其就职于同一学院和莱布尼兹汉诺威大学的同事表示,所谓的“有机计算”能够对极为复杂的系统进行建模。最近几年,他们指出有机计算已经成为一系列涉及复杂自治系统――装有传感器和控制器――的问题的可能解决手段。 具体到城市交通系统身上,安装在公路信号架以及其他地方的闭合电路电视摄影机将充当传感器,交通信号灯则将扮演控制器或者制动器的角色,有效控制交通流。将现有交通系统改造成“有机交通信号灯”的系统,只需在当前的交通信号灯安装定时控制器,或者安装一个中央控制系统。这项技术为所有交叉口计算一个单一的周期时间,并将这个周期时间分割成每一个交叉口的绿灯时间,而后调整桕位差,以便将等待时间减至最少。该系统的首要目标是保持交通顺畅和步行者安全,而现代交通感应城市控制系统又将公共交通纳入其中。 虽然这些系统多年来一直不断进步,但它们仍存在技术缺陷。由于交通管制问题,交通拥堵更为频繁地出现,超出驾驶者的预计。固定计时器明显存在缺陷,因为它们无法对交通的实时状况做出响应,即使中央系统也无法随公路交通的改变做出最佳响应。这些缺陷导致交通拥堵并浪费驾驶者的时间和汽车燃料,同时导致城镇的交通污染进一步恶化。 普罗斯曼解释说:“交通控制系统在环境和经济方面的重要性以及交通节点的分布式特性和不断改变的交通需求,使得交通信号灯控制成为有机计算方式的一个完美对象。”他和同事已经利用有机计算方式研发出一种分散式交通控制系统。这种基于工业标准的交通灯控制器,拥有一个观察者/控制器结构,允许交通灯对交通流做出响应。并将信息传送给附近路段的其他交通灯。