Révolutionner la gestion des intersections grâce aux données de véhicules connectés

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La circulation traverse l'une des 34 intersections qui faisaient partie de l'étude sur les données de véhicules connectés à Birmingham, MI. (Image : Jeremy Little, Michigan Engineering)

Réduire coûts et émissions

Les communautés pourraient réduire les coûts et réduire les émissions des véhicules — tout cela au nom du raccourcissement de votre trajet.

Avec des données GPS de seulement six pour cent des véhicules sur la route, les chercheurs de l'Université du Michigan peuvent recalibrer les feux de signalisation pour réduire significativement la congestion et les retards aux intersections.

Dans une étude pilote de 18 mois menée à Birmingham, Michigan, l'équipe a utilisé les informations sur les données de véhicules connectés fournies par General Motors pour tester son système, résultant en une diminution de 20 à 30 pour cent du nombre d'arrêts aux intersections signalisées.

C'est le premier système mondial de retemporisation des feux de signalisation à grande échelle basé sur le cloud, et il représente une opportunité majeure pour les communautés de recalibrer leurs schémas de signalisation à un coût réduit.

Fonctionnement du système

Le système de l'Université du Michigan prend les données GPS d'un pourcentage de véhicules sur la route et extrapole les schémas de circulation. Par exemple, un véhicule connecté qui s'arrête environ à 30 mètres (100 pieds) d'une intersection indique fortement qu'il est derrière au moins trois ou quatre autres véhicules.

« Bien que les détecteurs aux intersections puissent fournir le comptage de trafic et la vitesse estimée, l'accès aux informations de trajectoire des véhicules, même à de faibles taux de pénétration, fournit des données plus précieuses, y compris le délai des véhicules, le nombre d'arrêts et la sélection de route », a dit Henry Liu, Professeur de génie civil à l'Université du Michigan et Directeur à la fois du terrain d'essai automobile sans fil connecté Mcity et du Centre pour le transport connecté et automatisé.

Coûts de la congestion

Il y a environ 320 000 feux de signalisation aux États-Unis et les coûts annuels de congestion — directs et indirects — associés à ces intersections s'élèvent à 22,9 milliards de dollars. Ces coûts incluent le temps passé à attendre aux feux, ainsi que la consommation d'énergie inutile causée par des durées de signal qui pourraient être améliorées.

La plupart des feux de signalisation fonctionnent sur un plan de temporisation selon l'heure de la journée, où des schémas prédéfinis sont en place pour le matin, l'après-midi, le soir et la nuit. Les planificateurs de trafic tentent de coordonner ces cycles avec les intersections environnantes pour permettre aux voitures de circuler entre les intersections avec le moins possible d'arrêts et de démarrages.

« La raison pour laquelle ces signaux devraient être changés plus souvent est que le trafic change toujours », a dit Liu. « Un bon exemple est les schémas de trafic que nous avons vus l'année avant l'arrivée du COVID et les deux années après. L'heure de pointe du matin a changé drastiquement avec tant de gens travaillant depuis chez eux. Quand vous voyez ce genre de changement, vous avez besoin de retemporiser les signaux. »

Optimiser les signaux pour suivre les changements dans les flux de trafic n'est pas une tâche simple. Les coûts et le temps impliqués dans les comptages de trafic et les recalculs signifient que la plupart des municipalités ne réévalueront pas pendant deux à cinq ans, voire des décennies.

Bien que les signaux adaptatifs existent depuis les années 1970, détectant les véhicules aux intersections pour reprogrammer les signaux presque en temps réel, leur coût les a tenus à l'écart d'une utilisation généralisée. L'installation d'un système adaptatif à une seule intersection peut coûter jusqu'à 50 000 $, avec une maintenance régulière requise — un prix que toutes les communautés ne peuvent pas se permettre. Le système de l'Université du Michigan pour l'optimisation coûterait une fraction de cela pour un système adaptatif.

Diagramme temps-espace probabiliste

Le système, appelé diagramme temps-espace probabiliste, permet à un plus petit pourcentage de données de véhicules connectés de faire la même charge de travail que les capteurs à un feu de signalisation adaptatif. Pour tester son efficacité, les chercheurs ont collecté des données sur une période de trois semaines en mars 2022 à partir de chacune des 34 intersections signalisées de Birmingham, Michigan — la plupart étant des systèmes à temps fixe.

« Ce que cela a fait, c'est vraiment résoudre notre problème de collecte de données », a dit Gary Piotrowicz, directeur adjoint de la Commission des routes du comté d'Oakland. « Et je pourrais argumenter que ce sera la façon dont tout le monde dans le pays le fera. Une fois qu'ils auront solidifié le système, il n'y a aucune raison de le faire d'une autre façon. »

Source

Transcription

00:00:00 Avez-vous déjà été assis à un feu rouge et vous êtes demandé pourquoi il met si longtemps à passer au vert ? Retemporiser chaque feu de signalisation coûte environ 5 000 $ en ce moment, c'est pourquoi pour la plupart des agences de gestion du trafic, le feu de signalisation n'est retemporisé que tous les 2 à 5 ans ou même plus longtemps. En résumé, les signaux ne fonctionnent pas aussi efficacement qu'ils le peuvent, cela crée

00:00:23 plus de congestion sur les routes et plus de congestion mène à une mauvaise sécurité. Des chercheurs de Michigan Engineering ont collaboré avec la Commission des routes du comté d'Oakland pour développer un processus moins cher et plus rapide pour optimiser les feux de signalisation. C'est un système basé sur le cloud qui utilise des données GPS de véhicules connectés, piloté à Birmingham, Michigan. Leur système a été capable de diminuer

00:00:44 le délai de trafic de 20 % et de réduire le nombre d'arrêts à une intersection de 30 %. L'implémentation du système est en fait très très simple car les données sont déjà là, sur le cloud, elles sont collectées par les constructeurs automobiles et nous pouvons aider les agences de gestion du trafic à utiliser ces données pour évaluer la performance de leurs feux de signalisation et ensuite les aider à

00:01:08 optimiser les paramètres du feu de signalisation. Actuellement, les intersections sont équipées soit de signaux adaptatifs, soit de signaux fixes. Si le signal est adaptatif, il peut utiliser des capteurs pour détecter le trafic à une intersection pour se retemporiser lui-même et s'il est fixe, un contrôleur de trafic doit se rendre à l'intersection aux heures de pointe pour compter le nombre de véhicules à un signal et nous

00:01:29 essayons de développer des plans de temporisation qui sont pour 24 heures 7 jours par semaine pour 365 jours par an avec des données qui ne sont tout simplement pas aussi bonnes que nous le voudrions. Les données de trajectoire des véhicules fournissent beaucoup plus d'informations que les simples comptages de trafic, permettant plutôt aux contrôleurs de trafic de voir le nombre d'arrêts, le délai des véhicules et les sélections de route à partir d'un petit nombre de véhicules connectés. Les données

00:01:53 peuvent ensuite être introduites dans le système d'optimisation où ils sont capables d'évaluer la performance des signaux et de créer de nouveaux plans de temporisation basés sur les données. Ce qui nous permet de faire, c'est de nous permettre de mettre à jour les signaux plus souvent, donc au lieu de peut-être une fois tous les 5 ans ou plus, maintenant nous pouvons jeter un coup d'œil à cela peut-être tous les quelques mois pour nous assurer que nous avons les

00:02:13 meilleurs timings qui soient dans le système qui rend le système le plus efficace. Même si nous ne changeons pas les timings, cela nous confirmera que ce qui est là est le meilleur. Cela profite vraiment à l'automobiliste. Pour les villes, cela signifie une maintenance des feux de signalisation beaucoup plus souvent et à une fraction du coût et pour vous, moins de temps aux feux rouges et un trajet plus rapide. Les véhicules connectés sont partout

00:02:35 donc c'est facile pour nous de mettre le système à l'échelle car nous pouvons exploiter leurs données non seulement dans l'État du Michigan mais ailleurs. Nous parlons d'obtenir des données 24 heures 7 jours par semaine qui sont automatisées et ce sont les meilleures données que nous ayons jamais eues pour travailler, ce qui est vraiment excitant.