コネクテッドカーデータを使用した交差点管理の革新

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ミシガン州バーミンガムでのコネクテッド ビークル データ調査の一部である 34 か所の交差点のうちの 1 つを交通が通過します。 (画像:ミシガン州エンジニアリング社、ジェレミー・リトル)

地域社会は、旅行の短縮という名目でコストを削減し、車両の排出ガスを削減することができます。

ミシガン大学の研究者は、道路上のわずか 6% の車両からの GPS データを使用して、信号機を再調整し、交差点での渋滞と遅延を大幅に軽減することができます。

ミシガン州バーミンガムで実施された 18 か月にわたるパイロット調査では、チームはゼネラル モーターズから提供されたコネクテッド ビークル データの分析情報を使用してシステムをテストし、その結果、信号交差点での停止数が 20 ～ 30% 減少しました。

これは世界初の大規模なクラウドベースの交通信号タイミング調整システムであり、コミュニティにとって、低コストで信号パターンを再調整する大きな機会となります。

ミシガン大学のシステムは、道路上の一定の割合の車両から GPS データを取得し、交通パターンを推定します。たとえば、交差点から約 100 フィートのところで停止したコネクテッド車両は、少なくとも 3 ～ 4 台の他の車両の後ろにあることを強く示しています。

「交差点の検知器は交通量や推定速度を提供できますが、普及率が低い場合でも車両の軌跡情報にアクセスすると、車両の遅延、停止回数、ルート選択など、より貴重なデータが得られます」と、ミシガン大学土木工学教授であり、無線接続された Mcity 自動車試験場と接続自動化交通センターの所長であるヘンリー・リュー氏は述べています。

米国には約 32 万基の信号機があり、これらの交差点に関連する直接的および間接的な渋滞コストは年間 229 億ドルに達します。これらのコストには、信号待ちで費やす時間や、改善できる可能性がある信号時間によって生じる不必要なエネルギー消費が含まれます。

ほとんどの交通信号は、時間帯の信号タイミング プランに基づいて動作しており、朝、午後、夕方、夜間に事前設定されたパターンが設定されています。交通計画担当者は、これらの自転車と周囲の交差点を調整して、車ができる限りストップアンドゴーを少なくして交差点間を流れることができるようにしようとします。

「これらの信号をより頻繁に変更する必要がある理由は、交通量が常に変化しているためです」とLiu氏は言いました。 「良い例は、新型コロナウイルスが到来する前の年とその後の 2 年間に見られた交通パターンです。非常に多くの人が在宅勤務をしているため、朝のピーク時間は大幅に変化しました。そのような変化が見られた場合は、信号のタイミングを変更する必要があります。」

交通の流れの変化に合わせて信号を最適化することは、簡単な作業ではありません。交通量のカウントと再計算にはコストと時間がかかるため、ほとんどの自治体は 2 ～ 5 年、場合によっては数十年も再評価しないことになります。

アダプティブ信号は 1970 年代から存在しており、交差点で車両を検出してほぼリアルタイムで信号を再プログラムしていましたが、コストがかかるため普及には至っていませんでした。単一の交差点に適応システムを設置するには、定期的なメンテナンスが必要で、5 万ドルもの費用がかかる可能性があります。この金額は、すべての地域社会が負担できるわけではありません。ミシガン大学の最適化システムのコストは、適応システムのコストの数分の一です。

確率的時空間図と呼ばれるこのシステムにより、コネクテッド車両データのより少ない割合で、適応型信号機のセンサーと同じ作業負荷を実行できるようになります。その有効性をテストするために、研究者らは 2022 年 3 月の 3 週間にわたって、ミシガン州バーミンガムの 34 か所の信号交差点のそれぞれからデータを収集しました。そのほとんどは定時システムです。

オークランド郡道路委員会の副マネージングディレクター、ゲイリー・ピオトロウィッツ氏は、「これにより、データ収集の問題は実際に解決されました」と述べた。 「そして、これがこの国の誰もが行う方法になるだろう、と私は主張することができます。一度システムが強固になってしまえば、他の方法でそれを行う理由はありません。」

ソース

トランスクリプト

00:00:00 赤信号の前に座って、なぜ青に変わるのにこんなに時間がかかるのか疑問に思ったことはありますか。現在、すべての信号機のリタイミングには約 5,000 ドルの費用がかかっています。それが、ほとんどの交通管理機関にとって、信号機の R 時間は 2 ～ 5 年、あるいはそれ以上に 1 回だけです。結論としては、信号機が最大限に効率的に動作していないということです。

00:00:23 車道での渋滞が増加し、さらなる渋滞は安全性の低下につながります。ミシガン州の工学研究者はオークランド郡道路委員会と提携して、交通信号を最適化するためのより安価で高速なプロセスを開発しました。これは、ミシガン州バーミンガムで操縦されているコネクテッド車両からの GPS データを使用するクラウドベースのシステムであり、彼らのシステムは信号を減らすことができました。

00:00:44 交通遅延が 20% 減少し、交差点での停止回数が 30% 減少しました。データはすでにクラウド上に存在し、自動車メーカーによって収集されているため、システムの実装は実際には非常に簡単です。また、交通管理機関がそのデータを利用して信号機のパフォーマンスを評価し、その後、交通管理機関が次のことを行うのを支援できます。

00:01:08 航空交通信号パラメータを最適化します。 現在、交差点には適応型または固定型の信号機が設置されています。信号が適応型の場合、センサーを使用して交差点の交通を検出して時間を調整できます。信号が固定型の場合、交通管制官はピーク時に交差点に向かい、信号機の車両数を数える必要があります。

00:01:29 24 時間、年中無休、年間 365 日のタイミング プランを開発しようとしますが、データは実際に期待するほど良好ではありません。車両の軌跡データは交通量だけでなく、交通管制官が車両の遅延の停止数や少数の接続車両からのルート選択をデータで確認できるようになります。

00:01:53 は、信号のパフォーマンスを評価し、データに基づいて新しいタイミング プラントを作成できる最適化システムに入力できます。これにより、信号をより頻繁に更新できるようになります。これにより、おそらく 5 年に 1 回かそれ以上ではなく、おそらく数か月ごとにこれを確認して、

00:02:13 タイミングを変更しなくてもシステムを最も効率的にするシステム内にある最適なタイミングは、そこにあるものが最良であることを確認してくれるでしょう。これは都市のドライバーにとって本当に有益です。これは、信号機のメンテナンスがより頻繁に行われ、コストが数分の一になることを意味し、あなたにとっては赤信号でのティムの負担が減り、通勤時間が短縮されます。 コネクテッド 車両はどこにでもあります

00:02:35 つまり、ミシガン州だけでなく他の場所でもデータを活用できるため、システムの拡張が簡単です。自動化された 24 時間年中無休のデータを取得することについて話しています。これは、これまで処理しなければならなかった最高のデータであり、本当にエキサイティングです