未來智能汽車：云計算預(yù)測防止車禍

交通堵塞：只要有車，我們就有交通擁堵。但是新一代智能車技術(shù)正在幫助司機和汽車更好地行進，防止交通堵塞，避免車禍發(fā)生，緩解下午5時的交通暴躁情緒

這張截屏圖顯示的是美國國際商用機器公司的 Smarter Traveler 應(yīng)用程序。它利用智能手機的GPS系統(tǒng)追蹤司機的習(xí)慣，利用道路傳感器網(wǎng)絡(luò)檢查特定地區(qū)的交通流量。該公司研發(fā)的一種算法令未來的交通狀況預(yù)測結(jié)果根據(jù)交通流量得出，這個應(yīng)用程序能在司機抵達堵塞路段前給他們發(fā)送短消息或者郵件

互聯(lián)汽車防撞系統(tǒng)：美國交通部稱，司機一側(cè)擋風(fēng)玻璃上的一排紅色發(fā)光二極管燈，暗示著前方有危險

今年7月，美國內(nèi)華達州議會通過了一項決議，要求制定無人駕駛車輛交通規(guī)則，這是一項很有遠見的舉措。很多車輛已經(jīng)參與駕駛活動中，而過去，駕駛純粹由人來控制，例如停車和剎車控制，但現(xiàn)在，有些車輛已經(jīng)可以做到自動泊車和剎車了，當(dāng)然，們還不能自動導(dǎo)航、自己做決定和駕駛。不過從某些方面來說，自治車已經(jīng)開始融入我們的生活。利用相對簡單的軟件，調(diào)整現(xiàn)有硬件，美國和歐洲的主要汽車制造商通過混合動力發(fā)動機，正在讓汽車變得更加智能和環(huán)保。

汽車彼此聯(lián)系，再與“云”聯(lián)在一起，它們就可以自己做決定，因此，未來的駕駛很大程度上將由汽車自己來完成，不用人類插手。運算法則和分析將能預(yù)測駕駛員的行為，然后給出最理想化的路線讓司機選擇。配備雷達的私家車將能感知它們周圍的環(huán)境，軌道交通、車與車之間的網(wǎng)絡(luò)，可以減少交通堵塞，防止車禍發(fā)生，提高燃料經(jīng)濟性。美國密歇根州迪爾波恩的福特研究和創(chuàng)新中心工程師賴安-邁克吉說：“我們現(xiàn)在擁有的很多互動都有助于司機更好地駕車，但是目前我們正在努力幫助汽車做這些工作，讓它們變得更智能。當(dāng)你駕駛一輛車，把它與云連接后，會出現(xiàn)很多可能性。”

可以預(yù)測你要去哪里

如果你不用公共交通工具，那么你可能會自己開車，每天沿著特定路線往返于工作單位或?qū)W校，例如早晨從家趕往咖啡店，然后去辦公室；晚上離開辦公室，可能要去商店購物，然后再回家。

福特公司希望利用你的可預(yù)言性，在你啟動汽車時猜測你將要去哪里。研究人員正在把駕駛歷史反饋給谷歌的軟件服務(wù)器“預(yù)測API(Prediction API)”，它利用機器學(xué)習(xí)算法產(chǎn)生預(yù)知行為模式，尤其是司機的習(xí)慣。邁克吉正在研究這種模式，他說：“我們問這個模式的問題是，‘接下來這個人要去哪里？’這個模式會回答說，這是周三早晨5時，因此你很有可能是回家，而且它會把這些數(shù)據(jù)反饋給汽車。”

當(dāng)前與網(wǎng)絡(luò)相連的系統(tǒng)主要用來記錄汽車哪一天，在什么時間，去了哪里。運算法則將會制定出一系列可能的行駛路線和出發(fā)及到達時間。邁克吉解釋說，根據(jù)旅程路線，汽車會自動改變動力消耗，用電池替代汽油，這對插入式混合動力車將會很有用。福特已經(jīng)通過一輛Escape SUV插入式混合動力車對它進行了試驗。未來政府可能會加強學(xué)?；蚬珗@附近的低排放區(qū)，或者建設(shè)電池動力車專用路線。邁克吉在從單位回家的路上，經(jīng)常會順便接上在練足球的兒子。如果他的車子知道他的這一習(xí)慣，了解這個地方的低排放區(qū)在哪里，它就可以在一天的運行中節(jié)省部分電池能量。

邁克吉說：“這將能保證我在去那里時節(jié)省一些能量，我可以用電能驅(qū)動車輛。如果我們知道人們將會怎樣用車，我們就能設(shè)法優(yōu)化它們的性能。”但是所有常規(guī)都會被打破，如果周三你想吃墨西哥玉米煎餅，周四想吃碎肉三明治，汽車又該怎么辦呢？午餐時間它將不清楚你到底要去哪里。因為隨意性和司機的變通性，開車的人如果在大眾市場的車型里安裝了這種東西，他可以隨時進行增加和調(diào)整。

汽車預(yù)測未來的交通情況

汽車一旦清楚司機的習(xí)慣，它就可以把云里的其他數(shù)據(jù)與之結(jié)合，為司機提供更好的建議。如果交通預(yù)報員有充足數(shù)據(jù)，而且它們有很好的模型用來解釋它，它們將會在午餐時間告訴你，下午5時回家時的交通狀況。

美國國際商用機器公司(IBM)正在利用一個智能手機應(yīng)用程序做這些。該公司表示，這個應(yīng)用程序能得知司機的常規(guī)模式，預(yù)測未來30分鐘或更長時間的交通情況，并在司機抵達堵塞路段前把預(yù)測結(jié)果發(fā)送給他們。據(jù)國際商用機器公司智能交通項目經(jīng)理約翰-戴說，藍色巨人(IBM的綽號)已經(jīng)在舊金山海灣地區(qū)測試了該系統(tǒng)。

這個應(yīng)用程序利用手機的GPS追蹤司機每天在不同時段的活動情況，了解她或他的行車路徑。它還與加利福尼亞州運輸局以前安裝的700個道路傳感器相連。這些傳感器用來追蹤汽車的行駛速度，以及車流量，并計算每分鐘有幾輛車通過。它們每30秒收集一次數(shù)據(jù)，但是國際商用機器公司每5分鐘把數(shù)據(jù)反饋給運算法則一次。戴表示，運算法則根據(jù)這些數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，制定行駛模式。他說：“這個工具在發(fā)現(xiàn)和了解減速信號方面很擅長。它將會關(guān)注一個特別區(qū)域，尤其是交換位置，當(dāng)交通速度變慢時，你陷入交通堵塞的可能性高達83%。”

利用這些信號，該系統(tǒng)會對實時數(shù)據(jù)進行分析，得出一個不斷更新的交通情況模型，該模型每5分鐘更新一次。雖然現(xiàn)有預(yù)測系統(tǒng)是依據(jù)它們對當(dāng)前交通情況的預(yù)測結(jié)果，但是如果在沒有什么變化的情況下預(yù)測交通狀況，運算法則能夠識別并考慮單一行為產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)。用戶可以通過電腦查看“行駛歷史信息”，并能增加或刪除路線，控制儲存的信息量。戴甚至設(shè)想，該應(yīng)用程序可以為經(jīng)常開車的人提供優(yōu)惠券。他說：“如果你有能力識別經(jīng)常從一家咖啡店門前開車經(jīng)過的人，這將是非常有用的信息。不過使用這種信息要小心，不管用戶想不想分享這些數(shù)據(jù)，都要很好地進行管理。不過現(xiàn)在確實有這種能力。”

他表示，但是該應(yīng)用程序的主要用途是幫助司機避開交通堵塞。它會提供優(yōu)化路線，甚至檢查網(wǎng)絡(luò)提供的通行時刻表。如果一位司機常在上午8時30分離開家去上班，他可能會在上午8時接到交通信息，“你今天的常走路線看起來不太好，但是這輛火車在上午8時30分離開，停車換乘點還有48個停車位可用”。戴表示，該系統(tǒng)能在任何有道路傳感器和司機有GPS導(dǎo)航手機的地方發(fā)揮作用。“去任何城市前先看一看新聞，你會看到一些熱圖，一些人像天氣預(yù)報員一樣正在談?wù)摻煌顩r。”

預(yù)測行人和其他司機的動作

你的車現(xiàn)在已經(jīng)知道你接下來要干什么，以及交通流量，它還需要知道的是前方距離它有20英尺(6.1米)的車輛接下來要做什么。車與車之間的網(wǎng)路和先進控制算法能確保不會有突如其來的事情發(fā)生，因此將來有望不再發(fā)生車禍。它們還能提高發(fā)動機效率，通過防止汽車走走停停，道路交通不暢，減少排放量。

最近，美國交通部宣布一項試點計劃，司機可以借助它測試未來互聯(lián)汽車(connected car)的能力。這些系統(tǒng)能讓汽車之間進行“交流”，不過司機首先要先使用它們。如果我們無法很好地適應(yīng)它，汽車會很快解決問題。麻省理工學(xué)院的研究人員正在研制一種新運算法則，它可以把人類行為模式與之結(jié)合，警告司機可能會發(fā)生撞車事故，并對汽車進行控制，避免事故發(fā)生。

該系統(tǒng)的目的是讓駕駛過程減縮成兩步：制動和加速。據(jù)麻省理工學(xué)院的消息說，司機在某個時間點的動作會產(chǎn)生很多結(jié)果，接下來他可能會去很多地方。該校機械工程學(xué)教授多米帝拉-德爾-維基羅也把預(yù)測人類行為的能力與之結(jié)合，例如在十字路口時，司機何時減速或加速。這個運算結(jié)果的系統(tǒng)可以確定車輛在十字路口的哪個點有危險，具有這種預(yù)算法則的車輛將會努力預(yù)測其他車接下來會怎么做，并參考紅綠燈和車載傳感器的信息，盡量避免事故發(fā)生。

由于未來開車根本不用人，運算法則必須考慮汽車行為的可變因素，并要考慮一個動作引起的連鎖反應(yīng)。例如，要是一輛車為了避免撞車放慢速度，其他車也必須改變它們的運行速度。分布式控制系統(tǒng)會控制特定群體里的所有汽車的加速度、制動、雙車道變換和公路出口。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員制作了一個模擬工具，可以證明這種系統(tǒng)的安全性，甚至多輛車進行多重復(fù)雜任務(wù)也不例外。計算機科學(xué)副教授安德烈-普拉策領(lǐng)導(dǎo)的一個科研組最初用兩輛車在單行道上進行試驗。然后他們增加了更多車輛，以便證實有多少車輛這個系統(tǒng)都能很好發(fā)揮作用，并增加更多車道，用來證實車道多少對它也沒有任何影響。最后，不管有多少車和多少條車道，該系統(tǒng)都能有效防止撞車事故發(fā)生。未來的模擬將會把彎路等可變因素考慮進來。

自動車隊的控制系統(tǒng)距離變成現(xiàn)實稍微還需要更長時間。車不用先進運算法則就能同時達到減少擁堵和防止交通事故的目的，歐洲研究人員僅通過讓車輛之間彼此“通話”，就做到了這些。像這種系統(tǒng)可以減少排放，提高發(fā)動機效率。瑞典汽車制造商沃爾沃一直在試驗“公路列車”，它涉及到由專業(yè)司機負(fù)責(zé)的汽車護航。汽車可以掛在列車上，通過無線線路與之連接在一起，適應(yīng)性定速巡航系統(tǒng)必須與公路列車的速度相匹配。車?yán)锏膫鞲衅鲗⒈挥脕泶_保每個人之間保持安全距離。今年早些時候，沃爾沃通過一輛車和一輛半拖車試驗了公路列車。它這么做的目的是為了節(jié)省燃料、減輕道路擁堵和確保駕駛安全。該汽車制造商希望在2020年開始采用這項新技術(shù)。

今年6月，德國研究人員發(fā)現(xiàn)，如果每1000輛車中有5輛車彼此進行通信聯(lián)絡(luò)的話，就可減輕道路擁堵。車?yán)锏膫鞲衅髂軌蚴占瘮?shù)據(jù)，并通過當(dāng)?shù)氐臒o線網(wǎng)絡(luò)與其他車輛交換信息，并把這些數(shù)據(jù)傳輸給交通指揮中心。一項為期一年的試驗收集的初步數(shù)據(jù)顯示，最少只要5輛車就能對交通擁堵產(chǎn)生很大影響。這項試驗是歐盟 DIAMANT項目的組成部分。

對汽車制造商和消費者來說，好消息是這些技術(shù)中的大部分都能通過一些簡單的編碼和算法變化來實現(xiàn)，汽車不用為了有所改進而進行重新設(shè)計。通過像這樣更新數(shù)據(jù)，駕駛會在未來幾年內(nèi)變得更安全，會有更少擁堵狀況發(fā)生。