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人工系統可以用來溝通更多信息
標簽:H5開發
發表日期:2019-06-21 09:55:08     文章編輯:admin     瀏覽次數:4

雁行有序,蜂擁而出,魚貫而入,觀看起來非常有趣。它們陣形整齊,或急速俯沖,或扶搖直上,分散隊伍以避免障礙,在另一邊又迅速合攏。它們的動作極其精準,全都嚴格地跟隨領隊,行動起來協調一致,彼此貼近,迅疾但不相撞。

除了沒有明確的頭領,就像鳥群、魚群以及狂怒驚恐的牛群等動物成群移動的行為,每一只動物都能遵從非常簡單的行為法則。即每一只動物避免在前行道路上與其他動物或外物互撞,彼此之間又盡量靠近——當然,不能接觸,而是保持與同伴以同樣的方向快速移動。成群結隊的動物之間的通訊只限于感覺到的信息:視覺、聽覺、壓力波動(如魚類的側線感應器)和嗅覺(如螞蟻)。

人工系統可以用來溝通更多信息。設想,有一群汽車在高速公路上行駛,使用無線通訊網絡互相溝通。實際上這些車子也能像蜜蜂一樣蜂擁前進。生物的自然成群行為是一種反射行為:成員之間對彼此的行為做出反應。然而,人為的組群可以預測方向,像一群汽車,因為車子之間能夠溝通預定計劃,甚至在發生事情之前,其他車就能預先做出反應。

想象一群汽車,每一輛車都完全自動駕駛,與附近的車輛彼此都能隨時互通信息。這群車在公路上高速安全地行駛,它們之間也無須保持很遠的距離——1米左右就夠了。如果前方車輛打算慢下來或需要剎車,只需事前通知其他的車子,然后在毫秒之間,所有的車子都會同時慢下來或剎車。反之,由人駕駛的汽車,車子之間必須保持相當遠的安全距離,以便駕駛者有足夠的時間反應和處置,而對于自動化的車群,只需要幾毫秒的時間就能做出反應。如果汽車能成群行駛,我們就不再需要規劃交通車道。畢竟,設置這些交通設施的目的是避免撞車,而成群的車輛不會相撞,所以無須車道。不僅如此,我們也不需要其他交通標志和交通信號。在交叉路口,車群只需要遵循交通法規,不與交會的車子相撞即可。每輛車子會自行調整其速度和位置,或快或慢,交匯的車流將巧妙地交錯行駛而不會相撞。

那么行人呢?理論上,避免車子互撞的規則也能用在這里。行人只要直接穿過街道,蜂擁成群的車輛會自動減速、轉彎,始終留下足夠的空間以避免撞上行人。這聽起來是個相當可怕的體驗,需要行人有毫無保留的信任,但理論上可以做到。

如果有一輛車子要離開車流,或是與群里其他車子的目的地不同,那該怎么辦?司機應該告訴車子他的意愿,然后他的車子必須與其他車輛溝通。或者司機用轉向燈向車子表示他希望變道,然后汽車將通知附近所有車輛。要切換到右側車道時,前方已經在右側車道行駛的汽車只需要稍微加速,而后面的車子需要稍微減速,就能夠騰出足夠的空間讓汽車安全變道。輕踩剎車就能示意車子要慢下來,或停下來,而且附近的車子也會讓開道路。甚至不同群的汽車之間也能互相溝通,交換信息。故而往一個方向的車群可以給反向車群分享信息,告訴它們將面臨的路況等有用信息。另一方面,如果某個路段的車流密集到一定程度,車群里的前方車輛會把相關的信息傳達給后面的車子,告知它們有關車禍、塞車或其他相關的交通狀況。

上述車群概念仍然還在試驗階段。將群體行為的模式應用于真實的汽車,仍然有相當大的挑戰。挑戰之一,在并非所有車輛都裝上用于合群的無線通訊設備之前,這種模式還能不能適用。另一個挑戰是如何辨識路上各式各樣的車輛,有些裝備了最新的全自動控制和無線通訊設備,有些則設備老舊,有些則根本沒有裝備這些設備。車子是否有能力在一群車輛里辨認出哪些車的能力有限,然后所有的車子都配合這些車子的行為?現在還沒有人能回答這些問題。

此外還有更多的問題。設想有個危害社會的司機駕車沖進塞滿道路的車流,如果這輛車想以極快的速度行駛,只需加速穿越車流,相信其他的車子會自動讓路。對于一輛害群之馬,這么做還可行,可如果其他車輛同時也效仿這種危險行為,便會造成災難。

再說,并非所有的車子都具備相同的能力。當有些車子還被人為控制時,我們得考慮司機實際的駕駛行為,因為這跟每個司機的駕駛技術、注意力、頭腦是否清楚、是否分心等整體狀況相關。重型卡車比轎車反應慢,需要較長的制動距離。不同的轎車在剎車、加速和轉彎性能方面的差別也很大。

雖然車群的觀念有這么多缺點,但也有很多好處。因為成群的車輛之間貼得很近,車距短,在一條高速公路上就可以容納更多的車輛,可以大大減緩交通壓力。再說,一般而言,公路上車輛越多,車速則會因此而降低,成群的車輛要達到非常高的密度時,才會有這個問題。另外,在一起靠近行駛的車輛,空氣阻力比較小(這也是自行車比賽時運動員擠在一起的原因:“尾隨”行為可以減少風阻)。盡管有這些優點,車群的實現仍有待時日。

如果是列隊的車輛,情況又不一樣。一列車輛是一群車輛的簡化,以單一方向運作,后面的車只需要跟隨前車,準確追隨其車速。如果一列車輛排成整齊的一字隊形行駛,只有最前面一輛車需要駕駛者,其他的就緊接在后。之前提到一些車群的好處也可應用于此:增加交通流量,減少風阻。這個概念已經部分在公路上實驗過,證實在特定的公路上會大大增加交通流量。就像車群概念的缺點一樣,車隊方式也面臨挑戰。如果有車輛進出車隊,而且車隊里包含不同類別的車輛時,或者部分車輛安裝了自動無線通訊系統而部分車輛沒有配備。當然,無論車群還是車隊,如果駕駛者只想自私地利用其為自己讓路,或僅僅想制造車禍,就會適得其愿。

車群和車隊的構想,只是現代汽車實現交通自動化構想的一小部分例子。事實上,車隊的構想在車輛已備有某種類型的主動式巡航系統的情況下,很容易就可以做到。畢竟,如果定速巡航系統能夠適當降低速度,讓另外一輛車插入前方,然后此車就可以自動調整車速追隨前車,直到它的車速低于巡航系統的設定。當碰到嚴重的交通擁擠時,車與車之間的距離會貼近,車速增加,車間距會增大。對于完全自動的系統,車距可以縮小,當車速增加時,車間距也無須增加更多。只要系統中沒有人為控制,交通車流就會很順暢、很有效,當然這要靠系統作用良好,沒有意外事件發生。

車隊模式的有效運作,必須依賴完全自動化的剎車、方向盤和速度控制系統。而且,系統還需要具有高度的可靠性——就如所說的理想的可靠性,絕對沒有問題。與車群模式的構想一樣,車隊模式的構想仍然難以在今日的交通狀況下實施,因為有很多車子尚未符合組成車隊的必要條件。我們如何將自動化和非自動化的汽車分開?駕駛者如何進入或離開一個車隊?萬一發生什么意外時該怎么辦?

車群的構想在實驗室中運作良好,可是難以想象它能用于公路上。車隊的發生。

車隊模式的有效運作,必須依賴完全自動化的剎車、方向盤和速度控制系統。而且,系統還需要具有高度的可靠性——就如所說的理想的可靠性,絕對沒有問題。與車群模式的構想一樣,車隊模式的構想仍然難以在今日的交通狀況下實施,因為有很多車子尚未符合組成車隊的必要條件。我們如何將自動化和非自動化的汽車分開?駕駛者如何進入或離開一個車隊?萬一發生什么意外時該怎么辦?

車群的構想在實驗室中運作良好,可是難以想象它能用于公路上。車隊的構想則可行性比較高。我可以想象公路上劃出特定的專供車隊使用的車道。在進入專用車道之前,車輛要先經過檢查,確定無線通訊系統和其他的控制系統都正常運作。車隊模式可以增加交通流量、減少塞車,同時節省燃料。聽起來這是個不錯的想法。當然啦,如何讓車輛安全進入和離開車隊,如何確保車輛配備了必要的設備,這些實施起來會相當復雜

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