在不久的将来，城市街道上可能会充斥着自动驾驶汽车。自动驾驶汽车可以行驶得更快，行驶时间距更近，能让更多的汽车能够同时上路。
世界各地的汽车制造商和研究人员正在开发多款自动驾驶汽车的原型，着眼于加强自动驾驶技术的安全性和人性化。但到目前为止，很少有研究关注支持这些无人驾驶汽车的基础设施。
近日，康奈尔大学的研究人员进行了一项新的研究，开发了一种全新的模型来控制交通和十字路口以增加城市街道上的汽车容量，减少拥堵，减少事故。
该发表在《Transportation Research Part B》上的研究的主要作者、土木与环境工程教授Oliver Gao表示，“关于未来的交通，人们非常关心自动驾驶汽车。为了充分发挥自动驾驶汽车(AVs)在缓解拥堵方面的优势，城市还需要能够管理它们的基础设施。”
驾驶要智能，十字路口也智能
自动驾驶汽车拥有相互沟通的能力，这提供了协调运作和提升效率的机会。研究人员的模型利用了这一能力以及智能基础设施的设计来优化交通，使汽车可以快速和安全地通过十字路口。
“如果路上有这么多自动驾驶汽车，你会发现我们的道路和十字路口可能会成为限制自动驾驶发展的因素。”Gao说，“在这篇论文中，我们研究了自动驾驶汽车和地面基础设施之间的相互作用，这样我们才能释放出自动驾驶交通的真正潜力。”
研究人员的模型允许一“排”自动驾驶汽车在不等待的情况下通过单向路口。该研究模拟了一个十字路口的“协同控制策略”，该策略利用了AVs的排位能力，并同步车辆群的到达和离开。在模拟中，与传统的交通信号相比，这种协作方案使街道上车辆的通行能力提高了138%。
该团队的模型中设计了一个红绿灯，可以探测到远处来车的数量。通过使用一种控制算法，红绿灯可以让成排的车辆以最高效率的速度和间隔通过，同时也消除了撞车的可能性。
“这是一种基于协调的控制，”Gao解释道，“十字路口的红绿灯不应该是固定周期，未来我们不会像现在的红绿灯那样控制交通，而是与交通流一起工作。”
当前，该研究团队的模型假设了路上只有自动驾驶汽车，在未来的研究中，Gao的团队将着手解决自动驾驶和人工驾驶汽车相结合的问题。
智能时代下的交通系统
尽管大多数资金和能源都集中在开发联网和自动驾驶汽车上，但一些城市也把注意力放在了相应的基础设施上。
德克萨斯州奥斯汀市正在测试连接到五个十字路口的交通信号灯。该市已经安装了专用短程通信(DSRC)设备，可以向装有检测设备的车辆广播基本安全信息。这些信息可以显示车辆的位置、运动、制动状态、车辆大小和交叉口几何形状数据，这将有助于告知未来连接的交通信号。
而哥伦布市已经将智能基础设施作为其城市建设计划的一部分。该市发布了联网车辆环境(Connected Vehicle Environment, CVE)试点项目的运营理念：试验计划包括在有红绿灯的路口安装113个路边装置；将在参与计划的私人、紧急过境和货运车辆上安装最多1,800个车载单元(OBUs)；还将部署12个车对车或车对基础设施的应用。
交通是一个系统，基础设施是其中的基础部分。如果我们同时改善基础设施和交通工具，将会带来巨大的环境和公共卫生效益。