Een revolutie teweegbrengen in het beheer van kruispunten met behulp van verbonden voertuiggegevens

Bewegingsontwerp INSIDER

Het verkeer rijdt door een van de 34 kruispunten die deel uitmaakten van het onderzoek naar verbonden voertuiggegevens in Birmingham, MI. (Afbeelding:Jeremy Little, Michigan Engineering)

Gemeenschappen kunnen de kosten verlagen en de uitstoot van voertuigen terugdringen, allemaal om uw reis te verkorten.

Met GPS-gegevens van slechts zes procent van de voertuigen op de weg kunnen onderzoekers van de Universiteit van Michigan verkeerssignalen opnieuw kalibreren om opstoppingen en vertragingen op kruispunten aanzienlijk te verminderen.

In een 18 maanden durend pilotonderzoek, uitgevoerd in Birmingham, Michigan, gebruikte het team inzichten uit de data van General Motors om het systeem te testen, wat resulteerde in een afname van 20 tot 30 procent in het aantal stops op gesignaleerde kruispunten.

Het is 's werelds eerste grootschalige, cloudgebaseerde systeem voor het opnieuw afstemmen van verkeerssignalen, en het vertegenwoordigt een grote kans voor gemeenschappen om hun signaalpatronen opnieuw te kalibreren tegen lagere kosten.

Het systeem van de Universiteit van Michigan verzamelt GPS-gegevens van een percentage van de voertuigen op de weg en extrapoleert verkeerspatronen. Een verbonden voertuig dat bijvoorbeeld ongeveer 30 meter van een kruispunt tot stilstand komt, geeft sterk aan dat het zich achter ten minste drie of vier andere voertuigen bevindt.

“Hoewel detectoren op kruispunten verkeersaantallen en geschatte snelheid kunnen leveren, biedt toegang tot voertuigtrajectinformatie, zelfs bij lage penetratiegraden, waardevollere gegevens, waaronder voertuigvertraging, aantal stops en routeselectie”, zegt Henry Liu, hoogleraar Civiele Techniek aan de Universiteit van Michigan en directeur van zowel het draadloos verbonden autotestcentrum van Mcity als het Center for Connected and Automated Transportation.

Er zijn grofweg 320.000 verkeerslichten in de VS en de jaarlijkse congestiekosten – direct en indirect – die met deze kruispunten gepaard gaan, bedragen 22,9 miljard dollar. Deze kosten omvatten onder meer de tijd die wordt besteed aan het wachten bij de lichten, maar ook onnodig energieverbruik veroorzaakt door signaaltijden die kunnen worden verbeterd.

De meeste verkeerslichten werken volgens een signaaltimingplan voor de tijd van de dag, waarbij vooraf ingestelde patronen gelden voor ochtend, middag, avond en nacht. Verkeersplanners proberen deze fietsroutes te coördineren met omliggende kruispunten, zodat auto's tussen kruispunten kunnen doorstromen met zo weinig mogelijk stop-and-go-verkeer.

"De reden dat deze signalen vaker moeten worden gewijzigd, is dat het verkeer altijd verandert", zei Liu. "Een goed voorbeeld zijn de verkeerspatronen die we zagen in het jaar vóór de komst van COVID en de twee jaar daarna. De ochtendspits veranderde drastisch doordat zoveel mensen vanuit huis werkten. Als je zo'n verandering ziet, moet je de signalen opnieuw timen."

Het optimaliseren van signalen om veranderingen in verkeersstromen bij te houden is geen eenvoudige taak. De kosten en tijd die gemoeid zijn met het tellen en herberekenen van het verkeer zorgen ervoor dat de meeste gemeenten de komende twee tot vijf jaar, of soms tientallen jaren, geen herbeoordeling zullen uitvoeren.

Hoewel adaptieve signalen al sinds de jaren zeventig bestaan en voertuigen op kruispunten detecteren om signalen bijna in realtime te herprogrammeren, hebben de kosten ervan ervoor gezorgd dat ze niet op grote schaal worden gebruikt. De installatie van een adaptief systeem op één kruispunt kan maar liefst 50.000 dollar kosten, waarbij regelmatig onderhoud nodig is – een prijskaartje dat niet alle gemeenschappen zich kunnen veroorloven. Het optimalisatiesysteem van de Universiteit van Michigan zou een fractie kosten van een adaptief systeem.

Het systeem, een probabilistisch tijd-ruimtediagram genoemd, zorgt ervoor dat een kleiner percentage van de verbonden voertuiggegevens dezelfde werklast kan doen als sensoren bij een adaptief verkeerslicht. Om de effectiviteit ervan te testen, verzamelden onderzoekers in maart 2022 gedurende drie weken gegevens van elk van de 34 gesignaleerde kruispunten in Birmingham, Michigan, waarvan de meeste vaste-tijdsystemen zijn.

“Wat dit heeft opgeleverd is een echte oplossing voor ons probleem met de gegevensverzameling”, zegt Gary Piotrowicz, adjunct-directeur van de Road Commission voor Oakland County. "En ik zou kunnen stellen dat dit de manier zal zijn waarop iedereen in het land het zal doen. Als ze het systeem eenmaal hebben versterkt, is er geen reden meer om het op een andere manier te doen."

Bron 

Transcriptie

00:00:00 heb je ooit voor een rood licht gezeten en je afgevraagd waarom het zo lang duurt voordat het op groen springt? Het opnieuw instellen van elk verkeerslicht kost op dit moment ongeveer $ 5.000, dus dat is de reden waarom voor de meeste verkeersmanagementbureaus slechts R-verkeerslichten om de twee tot vijf jaar of zelfs langer worden gebruikt. Het komt erop neer dat de signalen niet zo efficiënt werken als ze kunnen zijn.

00:00:23 meer congestie op de wegen en meer congestie leidt tot slechte veiligheid Technische onderzoekers uit Michigan hebben samengewerkt met de Oakland County Road Commission om een goedkoper en sneller proces te ontwikkelen voor het optimaliseren van verkeerssignalen. Het is een cloudgebaseerd systeem dat GPS-gegevens gebruikt van verbonden voertuigen die in Birmingham zijn bestuurd. Michigan hun systeem kon worden verminderd

00:00:44 verkeersvertraging met 20% en vermindering van het aantal stops op een kruispunt met 30%. De implementatie van het systeem is eigenlijk heel erg eenvoudig, omdat de gegevens al in de cloud staan. Ze worden verzameld door de autofabrikanten en we kunnen de verkeersmanagementbureaus helpen die gegevens te gebruiken om de prestaties van hun verkeerslichten te evalueren en hen vervolgens te helpen

00:01:08 optimaliseer de luchtverkeerssignaalparameter. Momenteel zijn kruispunten uitgerust met adaptieve of vaste verkeerslichten. Als het signaal adaptief is, kan het sensoren gebruiken om verkeer op een kruispunt te detecteren om zichzelf opnieuw te timen. Als het is opgelost, moet een verkeersleider tijdens piekuren naar het kruispunt gaan om het aantal voertuigen op een kruispunt te tellen en dat doen we

00:01:29 probeer tijdschema's te ontwikkelen die 24 uur per dag, 7 dagen per week en 365 dagen per jaar gelden, met gegevens die echt niet zo goed zijn als we zouden willen. Gegevens over voertuigtrajecten bieden veel meer informatie dan alleen verkeersaantallen, in plaats daarvan kunnen verkeersleiders het aantal stops voertuigvertragingen en routeselecties zien van slechts een klein aantal verbonden voertuigen de gegevens

00:01:53 kan vervolgens in het optimalisatiesysteem worden ingevoerd, waar ze de prestaties van de signalen kunnen evalueren en een nieuwe timingfabriek kunnen creëren op basis van de gegevens. Wat ons in staat stelt om de signalen vaker te updaten, dus in plaats van misschien eens in de vijf jaar of vaker, kunnen we hier misschien om de paar maanden naar kijken om er zeker van te zijn dat we de

00:02:13 beste timings die er zijn in het systeem die het systeem het meest efficiënt maken, zelfs als we de timings niet veranderen, zal het ons bevestigen dat wat er is het beste is, het komt echt ten goede aan de automobilist voor steden, dit betekent dat verkeerslichten veel vaker moeten worden onderhouden en tegen een fractie van de kosten en voor jou minder tijd voor rood licht en sneller pendelen Connected Vehicles zijn overal

00:02:35 dus het is gemakkelijk voor ons om het systeem te schalen omdat we hun gegevens niet alleen in de staat Michigan kunnen gebruiken, maar ook elders hebben we het over het verkrijgen van 24 uur per dag, 7 dagen per week gegevens die geautomatiseerd zijn en het zijn de beste gegevens waarmee we ooit hebben moeten werken, wat echt spannend is