Révolutionner la gestion des intersections grâce aux données des véhicules connectés

INITIÉ AU Motion Design

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

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

Avec des données GPS provenant d'à peine six pour cent des véhicules sur la route, les chercheurs de l'Université du Michigan peuvent recalibrer les feux de circulation pour réduire considérablement les embouteillages et les retards aux intersections.

Dans le cadre d'une étude pilote de 18 mois menée à Birmingham, dans le Michigan, l'équipe a utilisé les informations sur les données des véhicules connectés fournies par General Motors pour tester son système, ce qui a entraîné une diminution de 20 à 30 % du nombre d'arrêts aux intersections signalisées.

Il s'agit du premier système de resynchronisation des feux de circulation à grande échelle au monde, basé sur le cloud, et il représente une opportunité majeure pour les communautés de recalibrer leurs modèles de feux à un coût réduit.

Le système de l'Université du Michigan prend les données GPS d'un pourcentage de véhicules sur la route et extrapole les modèles de trafic. Par exemple, un véhicule connecté qui s'arrête à environ 30 mètres d'une intersection indique clairement qu'il se trouve derrière au moins trois ou quatre autres véhicules.

"Alors que les détecteurs aux intersections peuvent fournir un comptage du trafic et une estimation de la vitesse, l'accès aux informations sur la trajectoire des véhicules, même à de faibles taux de pénétration, fournit des données plus précieuses, notamment le retard des véhicules, le nombre d'arrêts et la sélection d'itinéraire", a déclaré Henry Liu, professeur de génie civil à l'Université du Michigan et directeur du terrain d'essai automobile connecté sans fil Mcity et du Center for Connected and Automated Transportation.

Il y a environ 320 000 feux de circulation 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 les temps de signalisation qui pourraient être améliorés.

La plupart des feux de circulation fonctionnent selon un plan de synchronisation des feux selon l'heure de la journée, dans lequel des modèles prédéfinis sont en place pour le matin, l'après-midi, le soir et la nuit. Les planificateurs de la circulation tentent de coordonner ces cycles avec les intersections environnantes pour permettre aux voitures de circuler entre les intersections avec le moins d'arrêts et de départs possible.

"La raison pour laquelle ces signaux devraient être modifiés plus souvent est que le trafic change constamment", a déclaré Liu. "Un bon exemple est les schémas de circulation que nous avons observés l'année précédant l'arrivée du COVID et les deux années qui ont suivi. L'heure de pointe du matin a radicalement changé avec autant de personnes travaillant à domicile. Lorsque vous constatez ce genre de changement, vous devez resynchroniser les signaux. "

Optimiser les signaux pour suivre l’évolution des flux de trafic n’est pas une tâche simple. Les coûts et le temps nécessaires pour effectuer des comptages de trafic et des recalculs signifient que la plupart des municipalités ne réévalueront pas avant deux à cinq ans, voire parfois 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 a empêché leur utilisation généralisée. L’installation d’un système adaptatif à une seule intersection peut coûter jusqu’à 50 000 $, avec un entretien régulier requis – un prix que toutes les communautés ne peuvent pas se permettre. Le système d'optimisation de l'Université du Michigan coûterait une fraction de ce qu'un système adaptatif coûterait.

Le système, appelé diagramme probabiliste espace-temps, permet à un plus petit pourcentage de données de véhicules connectés d'effectuer la même charge de travail que les capteurs d'un feu de circulation adaptatif. Pour tester son efficacité, les chercheurs ont collecté des données pendant trois semaines en mars 2022 à chacune des 34 intersections signalisées de Birmingham, dans le Michigan, dont la plupart sont des systèmes à heure fixe.

"Cela a vraiment résolu notre problème de collecte de données", a déclaré Gary Piotrowicz, directeur général adjoint de la Commission routière du comté d'Oakland. "Et je pourrais affirmer que ce sera ainsi que tout le monde procédera dans le pays. Une fois qu'ils auront solidifié le système, il n'y aura aucune raison de procéder autrement."

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00:00:00 vous êtes-vous déjà assis à un feu rouge et vous êtes-vous demandé pourquoi il faut si longtemps pour passer au vert? Le resynchronisation de chaque feu de circulation coûte environ 5 000 $ en ce moment, c'est pourquoi pour la plupart des agences de gestion du trafic, les feux de circulation ne fonctionnent que tous les deux à cinq ans ou même plus, en fin de compte, les signaux ne fonctionnent pas aussi efficacement qu'ils peuvent l'être.

00:00:23 plus de congestion sur les routes et davantage de congestion conduisent à une sécurité médiocre Des chercheurs en ingénierie du Michigan se sont associés à la Commission routière du comté d'Oakland pour développer un processus plus rapide et moins coûteux pour optimiser les feux de circulation. Il s'agit d'un système basé sur le cloud qui utilise les données GPS des véhicules connectés pilotés à Birmingham dans le Michigan, leur système a pu diminuer

00:00:44 retard de circulation de 20 % et réduction du nombre d'arrêts à une intersection de 30 %. La mise en œuvre du système est en fait très très simple car les données sont déjà présentes dans le cloud et sont collectées par les constructeurs automobiles et nous pouvons aider les agences de gestion du trafic à utiliser ces données pour évaluer les performances de leurs feux de circulation, puis les aider à le faire.

00:01:08 Optimiser le paramètre des feux de circulation aérienne Actuellement, les intersections sont équipées de feux de circulation adaptatifs ou fixes. Si le signal est adaptatif, il peut utiliser des capteurs pour détecter le trafic à une intersection afin de se resynchroniser et s'il est fixe, un contrôleur de la circulation doit se diriger vers l'intersection aux heures de pointe pour compter le nombre de véhicules à un signal et nous y sommes.

00:01:29 essayez de développer des plans de chronométrage 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, 365 jours par an, avec des données qui ne sont tout simplement pas aussi bonnes que nous le souhaiterions. Les données sur la trajectoire des véhicules fournissent bien plus d'informations que de simples comptages de trafic, permettant aux contrôleurs de la circulation de voir le nombre d'arrêts, le retard des véhicules et les sélections d'itinéraire à partir d'un petit nombre de véhicules connectés.

00:01:53 peuvent ensuite être introduits dans le système d'optimisation où ils sont capables d'évaluer les performances des signaux et de créer une nouvelle installation de synchronisation basée sur les données. Ce qui nous permet de faire, c'est de mettre à jour les signaux plus souvent, donc au lieu de peut-être une fois tous les 5 ans ou plus, nous pouvons maintenant y jeter un œil tous les quelques mois pour nous assurer que nous avons le

00:02:13 les meilleurs horaires du système qui rendent le système le plus efficace même si nous ne modifions pas les horaires, cela nous confirmera que ce qui existe est le meilleur, cela profite vraiment à l'automobiliste pour les villes, cela signifie un entretien des feux de circulation beaucoup plus souvent et à une fraction du coût et pour vous moins de Tim aux feux rouges et un trajet plus rapide. Les véhicules connectés sont partout

00:02:35 il est donc facile pour nous de faire évoluer le système car nous pouvons exploiter leurs données non seulement dans l'État du Michigan, mais ailleurs, nous parlons d'obtenir des données 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, qui sont automatisées et ce sont les meilleures données avec lesquelles nous ayons jamais eu à travailler, ce qui est vraiment excitant