자율주행차량 10%만 돼도 도심지 차량 속도 2배 빨라져 VIDEO: Watch just a few self-driving cars stop traffic jams

Watch just a few self-driving cars stop traffic jams

Matthew Hutson

Anyone can start a traffic jam—all it takes is tapping on your brakes. The driver behind you will brake, as will the next driver, starting a shock wave of stop-and-go reactions that can travel backward for kilometers. Now, scientists have shown that a few self-driving cars can prevent such jams—and in some cases double the average speed of surrounding vehicles.

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자율주행차량 10%만 돼도 도심지 차량 속도 2배 빨라져 차량 정체, 급정차나 급제동 밟는 운전자 때문    차량 정체 현상은 브레이크를 밟는 운전자들이 많을 때 주로 발생한다. 뒷차가 앞차와 거의 같은 시간에 브레이크를 밟기 어렵기 때문이다. 운전자의 인식 속도에 따라 브레이크를 밟는 시간과 방식은 달라진다. 급정차나 급제동을 하는 차량이 많을수록 도로 정체는 심해질 수밖에 없다. 최근 자율주행 환경이 실현되면 교통체증이 줄어들 것이라는 연구가 나왔다. 아부디 크레이디아흐 미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 도시환경공학과 교수 연구진은 자동차 시뮬레이션게임을 이용해 도로를 달리는 차량 중 자율주행차 비율이 커질수록 교통 정체가 줄어든다는 결론을 얻었다고 국제학술지 ‘기계학습연구회보(PMLR)에 소개했다. 연구진은 여러 차선이 합쳐지는 교차로나 뉴욕 맨해튼과 같이 신호등이 있는 도심 도로에서 사람이 운전하는 차량과 자율주행차 비율을 바꿔가며 차량 정체가 일어나는 상황을 분석했다. 그 결과 도로를 달리는 차량의 10%를 자율주행차로 대체하면, 전체 차량의 평균 속도가 2배 빨라지는 것을 확인했다. 신호등이 많은 도심에서는 평균 속도가 빨라지면서 교통량이 7% 늘어나는 효과가 나타났다. 연구진은 인간운전자와 자율주행차의 비율을 달리했을 때 차들의 속도변화를 보기위해 시뮬레이션을 돌렸다. -유튜브 제공 edited by kcontents 연구진은 자율주행차는 사방에 레이더를 장착해 주변을 움직이는 차의 속도를 정확하게 파악하고 인간보다 정교하게 브레이크를 조절하기 때문에 교통체증이 줄어든다고 보고 있다.  이번 연구에서는 자율자동차의 속도만 조절하도록 알고리즘을 짰다. 논문 제1저자인 유진 비니트스키 UC버클리 기계공학과 연구원은 “자율주행차가 도로의 정체 상황을 해소하는데 일부 효과가 있을 것”이라며 “차선 변경과 같은 복잡한 운행 상황까지 고려하기 위해 알고리즘을 개선하고 있다”고 말했다. 김진호 기자 twok@donga.com 동아사이언스

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The researchers used a video game–style interface to control simulated cars on made-up roadways. In one scenario, the cars drove around a figure eight with a central intersection. In others, one or several lanes of traffic merged, or the cars traversed a Manhattan-like city grid with traffic lights at each crossing. The team looked at various ratios of self-driving cars mixed with regular cars that simulated typical human driving.

In each scenario, the researchers tested four algorithms that used reinforcement learning—a type of artificial intelligence (AI) that learns skills through trial and error. In the figure eight and merging scenarios, a central algorithm controlled all self-driving cars, experimenting by changing their patterns of acceleration and braking. In the Manhattan scenario, the AI-controlled traffic lights instead of cars.

The results were impressive. In the figure eight scenario, replacing just one of the 14 “human”-driven cars with a self-driving car doubled the average car speed, the researchers reported last month at the Conference on Robot Learning in Zurich, Switzerland. In the merge scenarios, replacing 10% of the regular cars with self-driving cars also increased overall traffic flow, in some cases doubling the average car speed. The self-driving cars sped up traffic in part by keeping a buffer between themselves and the cars in front of them, forcing them to brake less often. Giving the algorithm control over traffic lights in a Manhattan-style traffic grid increased the number of cars passing through by 7%.

The tested algorithms leave plenty of room for improvement, says study author Eugene Vinitsky, an AI researcher at the University of California (UC), Berkeley. That’s why his team is making its programs public. “If anyone has a brilliant solution or algorithm, you can use this framework to test [new ideas],” says Meng Wang, a transportation engineer at Delft University of Technology in the Netherlands who’s done related work.

Researchers in other areas have created benchmarks for reinforcement learning, and “it’s great that they’re doing it in traffic,” says Daniel Lazar, an electrical engineer at UC Santa Barbara. “I hope to see the work expanded” to control not just car speed but also lane changes.

Vinitsky can’t predict when real self-driving cars will help us all get to work faster, but he says some of the new techniques could help our current vehicles. For example, the patterns of traffic-reducing acceleration and braking could be used by the adaptive cruise control systems common in new cars, he says, saving time, gas, and possibly lives. “All the tools are there.”

https://www.sciencemag.org/news/2018/11/watch-just-few-self-driving-cars-stop-traffic-jams

  

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