Ansluten elektronik underlättar trafikstockningar

Forskare vid det amerikanska energidepartementet (DOE) och partnerlabb undersöker hur avancerad fordonsautomation och infrastrukturelektronik drastiskt kan minska trafikstockningar och energislöseri på vägar.Arbetet fokuserar på cooperative driving automation (CDA), en teknikstack som integrerar fordonssensorer, kommunikationssystem och trafikkontrollelektronik för att bättre samordna trafikflödet.

Kärnan i arbetet är Connected and Automated Vehicle Environment (CAVE)-labbet vid Oak Ridge National Laboratory (ORNL), där ingenjörer bäddar in riktiga fordon i en virtuell trafikmiljö för att testa nästa generations köralgoritmer.Parat med en hårdvara-i-slingan-plattform som heter Real-Sim XIL, länkar installationen verklig fordonselektronik och sensorer till simulerad infrastruktur och digitala tvillingtrafikscenarier.Detta låter team modellera hur uppkopplade fordon interagerar med varandra och med trafiksignalsystem.

Till skillnad från de flesta autonoma körarbeten som fokuserar strikt på fordonsautonomi ombord, blandar DOE-projektet fordonshårdvara och infrastrukturelektronik.Intelligenta trafiksignaler och vägkantsenheter kommunicerar med anslutna bilar för att jämna samman trafiken och minska det oförutsägbara stop-and-go-beteendet som orsakas av mänskliga förare.Den samordningen kan minska slöseri med bränsle och tomgångstid samtidigt som den förbättrar genomströmningen i trafikerade korridorer.

Fyra nationella labb bidrog till initiativet: ORNL arbetade med kooperativa sammanslagningsalgoritmer;Argonne National Laboratory utvecklade bilföljande beteendemodeller;Lawrence Berkeley National Laboratory överbryggade digitala tvillingsimuleringar med verkliga tester;och National Laboratory of the Rockies byggde ett skalbart cellulärt ramverk för samsimulering av fordon till allt för att utvärdera kommunikationsprestanda och energipåverkan.

Det integrerade systemet syftar till att visa upp hur distribuerad avkänning, realtidskommunikation och adaptiv styrelektronik kan minska flaskhalsar vid sammanslagningar och korsningar som traditionellt sett är de största bidragsgivarna till rusningsförseningar.Sådana uppkopplade automatiseringssystem kan minska bränsleanvändningen och utsläppen genom att minska tomgångstiden och jämna ut trafikvågor, vilket ökar möjligheten till smartare, grönare transportsystem.

Samarbetet gav DOE:s Vehicle Technologies Office Team Award for Outstanding Collaboration, vilket lyfter fram värdet av interlaboratorisk integration för att främja forskning inom intelligent transportelektronik.Även om full implementering av CDA förblir en framtidsvision, understryker detta arbete hur fordons- och infrastrukturelektronik tillsammans kan ombilda stadsmobilitet.