Добавить новость
smi24.net
News in English
Май
2022

On the road to cleaner, greener, and faster driving

0

No one likes sitting at a red light. But signalized intersections aren’t just a minor nuisance for drivers; vehicles consume fuel and emit greenhouse gases while waiting for the light to change.

What if motorists could time their trips so they arrive at the intersection when the light is green? While that might be just a lucky break for a human driver, it could be achieved more consistently by an autonomous vehicle that uses artificial intelligence to control its speed.

In a new study, MIT researchers demonstrate a machine-learning approach that can learn to control a fleet of autonomous vehicles as they approach and travel through a signalized intersection in a way that keeps traffic flowing smoothly.

Using simulations, they found that their approach reduces fuel consumption and emissions while improving average vehicle speed. The technique gets the best results if all cars on the road are autonomous, but even if only 25 percent use their control algorithm, it still leads to substantial fuel and emissions benefits.

“This is a really interesting place to intervene. No one’s life is better because they were stuck at an intersection. With a lot of other climate change interventions, there is a quality-of-life difference that is expected, so there is a barrier to entry there. Here, the barrier is much lower,” says senior author Cathy Wu, the Gilbert W. Winslow Career Development Assistant Professor in the Department of Civil and Environmental Engineering and a member of the Institute for Data, Systems, and Society (IDSS) and the Laboratory for Information and Decision Systems (LIDS).

The lead author of the study is Vindula Jayawardana, a graduate student in LIDS and the Department of Electrical Engineering and Computer Science. The research will be presented at the European Control Conference.

Intersection intricacies

While humans may drive past a green light without giving it much thought, intersections can present billions of different scenarios depending on the number of lanes, how the signals operate, the number of vehicles and their speeds, the presence of pedestrians and cyclists, etc.

Typical approaches for tackling intersection control problems use mathematical models to solve one simple, ideal intersection. That looks good on paper, but likely won’t hold up in the real world, where traffic patterns are often about as messy as they come.

Wu and Jayawardana shifted gears and approached the problem using a model-free technique known as deep reinforcement learning. Reinforcement learning is a trial-and-error method where the control algorithm learns to make a sequence of decisions. It is rewarded when it finds a good sequence. With deep reinforcement learning, the algorithm leverages assumptions learned by a neural network to find shortcuts to good sequences, even if there are billions of possibilities.

This is useful for solving a long-horizon problem like this; the control algorithm must issue upwards of 500 acceleration instructions to a vehicle over an extended time period, Wu explains.

“And we have to get the sequence right before we know that we have done a good job of mitigating emissions and getting to the intersection at a good speed,” she adds.

But there’s an additional wrinkle. The researchers want the system to learn a strategy that reduces fuel consumption and limits the impact on travel time. These goals can be conflicting.

“To reduce travel time, we want the car to go fast, but to reduce emissions, we want the car to slow down or not move at all. Those competing rewards can be very confusing to the learning agent,” Wu says.

While it is challenging to solve this problem in its full generality, the researchers employed a workaround using a technique known as reward shaping. With reward shaping, they give the system some domain knowledge it is unable to learn on its own. In this case, they penalized the system whenever the vehicle came to a complete stop, so it would learn to avoid that action.

Traffic tests

Once they developed an effective control algorithm, they evaluated it using a traffic simulation platform with a single intersection. The control algorithm is applied to a fleet of connected autonomous vehicles, which can communicate with upcoming traffic lights to receive signal phase and timing information and observe their immediate surroundings. The control algorithm tells each vehicle how to accelerate and decelerate.

Their system didn’t create any stop-and-go traffic as vehicles approached the intersection. (Stop-and-go traffic occurs when cars are forced to come to a complete stop due to stopped traffic ahead). In simulations, more cars made it through in a single green phase, which outperformed a model that simulates human drivers. When compared to other optimization methods also designed to avoid stop-and-go traffic, their technique resulted in larger fuel consumption and emissions reductions. If every vehicle on the road is autonomous, their control system can reduce fuel consumption by 18 percent and carbon dioxide emissions by 25 percent, while boosting travel speeds by 20 percent.

“A single intervention having 20 to 25 percent reduction in fuel or emissions is really incredible. But what I find interesting, and was really hoping to see, is this non-linear scaling. If we only control 25 percent of vehicles, that gives us 50 percent of the benefits in terms of fuel and emissions reduction. That means we don’t have to wait until we get to 100 percent autonomous vehicles to get benefits from this approach,” she says.

Down the road, the researchers want to study interaction effects between multiple intersections. They also plan to explore how different intersection set-ups (number of lanes, signals, timings, etc.) can influence travel time, emissions, and fuel consumption. In addition, they intend to study how their control system could impact safety when autonomous vehicles and human drivers share the road. For instance, even though autonomous vehicles may drive differently than human drivers, slower roadways and roadways with more consistent speeds could improve safety, Wu says.

While this work is still in its early stages, Wu sees this approach as one that could be more feasibly implemented in the near-term.

“The aim in this work is to move the needle in sustainable mobility. We want to dream, as well, but these systems are big monsters of inertia. Identifying points of intervention that are small changes to the system but have significant impact is something that gets me up in the morning,” she says.  

This work was supported, in part, by the MIT-IBM Watson AI Lab.








В Ярославле прошёл Слёт молодёжи Северного филиала компании «ЛокоТех-Сервис»

Мичков внесен в Книгу знаменитых людей Кунгура, сообщил директор кунгурского музея: «Никаких его трофеев в музее пока нет, к сожалению»

Баскова, Киркорова и Лазарева погнали с экранов: попались на непотребщине

В России обнаружено более 100 случаев заболевания новым штаммом COVID-19


Juventus and Roma weigh up McKennie & Cristante swap

Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

Chat log from R20 of 2025: Richmond vs Collingwood


В мэрии назвали условия присвоения Элджею звания почётного жителя

Экс-руководителей Ростовского облсуда обвинили в получении взяток

Нагорный Карабах - сторона конфликта в переговорном процессе в рамках Минской группы ОБСЕ. ВИДЕО

Российское юр. лицо Microsoft подало заявление о банкротстве


Первый трейлер Battlefield 6

Ninja Party можно предзаказать в мобильных маркетах с релизом в конце июля

Quarantine Zone creator reveals 3 reasons the zombie sim went viral on TikTok

«Если бы у Наруто и AC Shadows был ребёнок»: Разбор англоязычной версии Where Winds Meet



Потерянная библиотека, подземный город и бункер Сталина: какие секреты хранит Кремль

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»

Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти


В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Первый прямой рейс из Москвы приземлился в КНДР

Елена Игоревна Вселенная — писатель, публицист, автор масштабного многотомного проекта «Наследие России»

Пловец из Москвы погиб во время заплыва на Волге


Вы верите, что Станкович доработает до конца сезона?

Во Владивостоке задержали зашедшего без одежды в магазин мужчину

Любовь с приправами. Почему семья переехала из Испании и чем ульяновцев кормит

Ожидание/реальность. Пять прогнозов урбанистов против суровой действительности


Боузкова одержала победу на теннисном турнире в Праге

Александр Бублик выиграл 2-й подряд турнир ATP

Кудерметова пробилась во второй раунд турнира в Монреале.

Калинская пробилась в полуфинал турнира в Вашингтоне.


В Астраханской области погиб турист из Москвы

Температура морской воды на крымских пляжах, 28 июля

Павильон "Экономика Москвы" начнет работу в "Музеоне" 1 августа

Психолог Бурлакова: отцы влияют на характер и самооценку ребенка


Музыкальные новости

Цискаридзе-Николаев откроет сезон МХТ. Какие еще премьеры обещают театры?

Невозможное возможно: две подопечные фонда «Жизнь в Движении» с ограниченными возможностями покорят вершину Эльбруса

Роскошный торт и Киркоров: хирург Хайдаров отпраздновал день рождения дочерей

Будь собой, а не "звездой": "Europarty" от White Queen


Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Семь воздушных судов 28 июля прилетают во Владивосток вне расписания

Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает


Путин поднял флаг на атомном подлодке "Князь Пожарский" в Северодвинске

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

Как мы в Fix Price автоматизировали создание рекламных видео


Движение в поселке Восточный ограничили из-за пожара

Канал, о котором мечтали несколько веков...

В Кот-д'Ивуаре в результате аварии с участием автобуса и самосвала погибли 16 человек.

Курс на мечту: «Национальная Лотерея» и РОЛЬФ вручили новый автомобиль победителю розыгрыша в честь запуска «Автомобильной лотереи «РОЛЬФ»


«Подводная лодка, демонтрированная Путину, произвела шок на Западе»

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.

Путин поздравил Жапарова с юбилеем подписания декларации о союзничестве.

Путин в День ВМФ прибыл на территорию Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге


Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.



Подозреваемый в деле бывшего руководителя вакцинного производства подписал контракт с Министерством обороны.

Экс-директору института вакцин Маковскому смягчили приговор по делу о взятке

Пьяный сантехник устроил дебош в столичной студии косметологии из-за жалобы

Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.


Зеленский настаивает: встреча с Путиным до конца августа с участием Европы

Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС

Кто заставил Зеленского предложить России новый раунд переговоров: В Британии показали пальцем

Запад ударил Зеленского по самому больному месту – кошельку: Киев показательно лишили 1,5 миллиардов помощи


В САРАТОВЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ МАСШТАБНАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ ВЕДОМСТВЕННАЯ АКЦИЯ «КАНИКУЛЫ С РОСГВАРДИЕЙ»

27 июля 2012 года открылись XXX летние Олимпийские игры в Лондоне

Росгвардейцы обеспечили безопасность футбольных матчей в Москве

Канал, о котором мечтали несколько веков...


Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко получил приглашения от стран Латинской Америки и Азии для визитов.

«Беларусь-1»: Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ


Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

Собянин поздравил работников центров госуслуг с профессиональным праздником

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин в День работника МФЦ поздравил сотрудников центров госуслуг Москвы


Канал, о котором мечтали несколько веков...

Сняла скальп и утопила на глазах зрителей: как и почему косатка Тиликум начала убивать

РИА: глава Минприроды Козлов летит первым авиарейсом Москва - Пхеньян

Самолёт совершил первый прямой авиарейс из Москвы в Пхеньян


Психолог Бурлакова: отцы влияют на характер и самооценку ребенка

Подельники террористов из "Крокуса" планировали взрыв: Следователи установили время и место

В Астраханской области погиб турист из Москвы

Завершился прием заявок на Слет Всемирного фестиваля молодёжи


Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

В музее-заповеднике «Архангельское» пройдут «Jazzовые сезоны»

В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский


Сколько пассажиров прибывают в Крым летом на поездах ежедневно

В Крыму из-за дыма от пожара столкнулись девять автомобилей

Прогноз погоды в Крыму на 27 июля

К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству


Русский борт сел в Пхеньяне: Первый рейс из Москвы летел 8 часов

Подельники террористов из "Крокуса" планировали взрыв: Следователи установили время и место

Ожидание/реальность. Пять прогнозов урбанистов против суровой действительности

Мэрия закупит новую технику для покоса травы в Ульяновске














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *