每一年,路口的红灯都会抢走你一部iPhone 7,
为了拯救你的时间和钱包,MIT决定干掉150岁高龄的红绿灯
2017-09-22 | 撰文:二三 & 猫文谭 编辑:猫文谭

为什么平时温文尔雅的朋友一上路就变成了满口脏字的“路怒症”患者?效率低下的红绿灯绝对是罪魁祸首之一。那么,红绿灯要如何改变才能让我们的出行更愉悦?

 

你可能和我一样,也遇到过这种经历——在某个起晚的早晨接连遇上一连串红灯,本来10分钟就能走完的路硬生生地开了半小时,最终以迟到收场。这种时候是不是很想爆粗?不过即便你再恨红灯,它还是得守在路口,让新老司机们在路上能循规蹈矩,保证公路不至于乱成一锅粥。

 

为了摆脱马路上不靠谱的司机和效率低下的红绿灯,麻省理工学院(MIT)、苏黎世联邦理工学院(ETHZ )和意大利国立研究委员会(CNR)决定干掉红绿灯,建造一个没有红绿灯的十字路口。

 

 

从治堵神器到抢钱神灯

 

为了搞明白这个故事的背景,让我们先来回顾一下红绿灯的历史。

 

堵车这件事其实不是什么现代专利,早在一百多年前汽车发明之初,人们就已经开始对一团糟的道路状况怨声载道了。要是真有时空穿梭这回事,当你穿越到盖茨比的那个黄金年代,你就会发现当年的交通状况和“黄金年代”这个词实在是不相称……在美国的街道上穿行痛苦万分——行人、自行车、马车、电车挤在一条路上你追我赶。想要在路口过街?注意力请高度集中,躲过了横冲直撞的马车和小汽车,你还可能踩中路面上的地雷(马有三急嘛)。因为当年路上的人们实在是太不守规矩了……

1916年的纽约街头,马车、行人汽车混杂的路面
1945年,一团乱麻的纽约第37大街西

为了终结一团乱麻的路面状况,当年的人们迫切希望有一件“治堵神器”可以让路上不守规矩的司机还有行人变得秩序井然,最好还能顺带解决堵车这个城市难题,做到一箭双雕。于是,交通信号灯诞生了。

 

不过事情没有人们预想得那么顺利,历史上第一个交通信号灯甚至还引发了一起惨案——1868年安装在伦敦的煤气交通信号灯以自爆收场,炸死了操作它的交警。

不过这起惨剧并没有阻挡人们的治堵决心,在接下来的时间中,交通信号灯的形态和技术发生了无数次变化——从煤气供能到电气驱动、从手动控制到程序控制,在接下来的150年当中,这个极度危险的新鲜玩意儿已经进化成了城市中必不可少的道路秩序守护者。

 

然而“堵”这个城市顽疾仍然没有被交通信号灯治愈,它反而浪费了我们大把的时间。在写这篇文章的时候,我做了一些小调研。英国一家保险比较研究网站(confused.com)在2016年曾经做过一项调查,每个英国人平均每年耗费在等红灯的时间达到48.66个小时。不用我来提醒你时间就是金钱,如果你是一位英超球员,你可能在等红灯的时候就少赚了5.4万英镑;如果你是一位普通工薪族,你也已经损失了一部iPhone 7(根据2016年的统计数据,英超球员平均时薪1100镑,普通工薪族时薪是12.675镑)。不要问我为什么是英国而不是中国,因为英国人热衷于做这种奇怪的统计调查。

 

150岁高龄红绿灯掌控的十字路口为什么不能变得更加高效呢?有什么办法能让每天堵车的十字路口变得不那么闹心、带领我们愉快地一路驶向终点?

 

为了解决传统红绿灯带来的种种弊端,麻省理工学院的Senseable城市实验室(Senseable City Lab)干脆把路口的红绿灯统统干掉了。

 

 

红绿灯为什么效率低?
它为150年前的马车量身定制

 

“没有红绿灯,不是会更堵么?”带着这个问题,我通过邮件联系到了麻省理工学院Senseable城市实验室的负责人Carlo Ratti教授。除了在麻省理工任教,这位颜值超高、多才多艺的教授还是一位设计师、工程师,策展人,他曾经于BBC和《纽约时报》担任专栏作家,也是TED的常客。Ratti曾被《WIRED》杂志选为“50个将改变世界的人物”之一。

 

为什么要设计这样一个如此超前的十字路口系统?我向他提这个问题的时候,Ratti教授给我上了一课:“在我们生活的这个世界,交通拥堵和空气污染越来越成为一种令人焦虑的问题。我认为,身为设计师和学者,我们应该发现并解决当今世界所面临的难题,改善人们的生活质量,向人们展现创新、设计、还有科技能为地球上每个人更好地生存而改变世界。SIs智能十字路口这个项目在地球上找到了一个迫切需要创新的领域。”

Carlo Ratti

在我们的对话中,Ratti教授一针见血地指出了红绿灯效率低下的重要原因——它已经150岁高龄,况且它还是给马车设计的,这项交通工具如今已基本成为电影道具。

 

红绿灯的普及得归功于19世纪末马车的增多和汽车的出现。这两种都是由人驾驶、需要首先靠人做出判断再通过机械驱动的交通工具,采用红绿灯系统是为了预留足够的时间给人和机器做出反应,以期有效避免事故。不过也正是因为这种“有备无患”的时间预留机制,令交通系统中的无效垃圾时间不断堆积,最后造成了不可避免的交通堵塞。

 

“过去的人们只有这一个选择,不过随着自动驾驶的普及,在不远的未来,更新而且更高效的系统将成为可能。我们的想法就是当城市信息系统和自动驾驶汽车到来之时,想象出一个全新的系统——它可以让我们更好地利用我们的道路和时间。你要注意的是,十字路口在这里起着决定性作用:因为十字路口是各方向交通流汇集并且争夺的同一块‘不动产’。如果我们能够让十字路口变得更加高效,那么整个交通网络都可以感受到这种福祉。”Ratti教授对我解释到。

 

 

把管理空中交通的指挥系统搬到地上

 

交通枢纽系统之所以如此复杂,是因为来自不同方向的车辆和行人汇聚于此,随后又将前往不同的方向。“取代交通信号灯的将是一个基于‘时隙’的枢纽系统,它能把交通流打碎,以单个车辆为单位来处理(交通枢纽问题)。”Ratti教授说道。

 

这个所谓的“时隙枢纽系统”(Slot-based Intersections,以下简称“SIs”)与现有的航空交通管制系统相似。而“时隙”(Slot)这个概念,指的就是供车辆通行的制定路径,理解起来,颇有些汉语里“见缝插针”的意思。虽然SIs被称为“智能十字路口”,实际上这个系统需要十字路口和搭载在无人驾驶汽车上的系统搭配使用。

 

看了上面这些,是不是依然对这个系统的运作一头雾水?我特意请Ratti教授用最通俗的语言为我们解释了一番其中原理:“在我们的实验场景中,配备了高科技传感器的汽车会在通过一个四道十字路口时与系统产生通信,同时始终保持安全车距,而不用忍受红灯亮起后的漫长等待。把红绿灯工作中的等待时间去除之后,这些‘基于时隙’的十字路口就能够加速地面交通。在路口,这套系统能够让无人驾驶汽车的系统自动配合调整速度,自己过路。”

 

在车道不够的时候,车辆自带的“大脑”会根据十字路口分配的通过时间调整行进速度;在车道充足的情景下,车辆则会按照系统分配的路径行使,在保持速度和车间距的前提下鱼贯穿过其他车辆到达目标路段。更重要的是,系统还避免了干等信号灯的耗时。这样不仅预防了堵车,更能减少等待中的尾气排放或能源消耗,令环保人士大为宽心。

如果你觉得这些文字描述太过抽象,可以打开下面这个模拟视频——模拟视频中汽车像幻影一般快速通过十字路口。这种速度如果换成人工驾驶,你看到的一定是一起车祸现场。

 

那么遇到行人该怎么办呢?去年路透社在报道这个系统时,就有读者提出了SIs如何解决过马路的行人和自行车的问题。目前处理方式是,SIs按时对通过枢纽穿行的行人和自行车开一条“绿色通道”,就像现在的十字路红绿灯一样,行人必须在斑马线区域内在指定时间内通过。不过这个“绿色通道”只对行人显示,无人驾驶的智能汽车收到指令的只是时间上的加成和需要避开的“车道”。

 

 

想要路口不堵?

你得等到无人驾驶上路

 

等到绝大多数汽车实现智能化之后,汽车将可以像人一样自己判断路况、自行决定行驶速度快慢,排除了人工判断与操纵造成的延迟和高概率误判。SIs系统的设立初衷,就是将汽车当做“人”来看待。与其说它是服务于人类的便利和安全的设备,不如说是一套“汽车人”专用思考方式。

 

当然,在无人驾驶汽车全面普及之前,SIs系统与人工驾驶汽车的“兼容”是一个问题。MIT正在设法攻克:“在无人驾驶与人工驾驶汽车并存的漫长过渡期,如何让这两种交通方式分离并行?比如说把道路的中央部分规划给无人驾驶汽车专用。”

 

当然你会提出质疑:交通问题主要看路况,瑞士的盘山小路和曼哈顿的第五大道能比吗?各地的交通规则也不一样啊?

事实上,打造SIs系统的团队成员来自全世界50多个国家,职业涵盖了数学家、物理学家、建筑师和社会学家等——“每一位研究员都带来了他们不同的个人经验、技能组合与文化背景。”Ratti教授说道。在日趋多样化的当下,SIs的开发人员从初期就赋予了这个系统应对多变环境的能力。

 

要彻底解决各种复杂的路况和人文环境,SIs系统还需要无人驾驶技术的共同进步来配合——不但需要汽车硬件适配,还有赖于人工智能技术的成熟,更重要的是各国法律法规的配套。

 

这就是为什么MIT实验室难以承诺这套系统的出炉时间。当然,Ratti教授的同事们对这件事情表示乐观,他们估算,SIs系统在20年以内用于实际不成问题。“如今我们还在试验阶段,也和新加坡讨论过可行性——那里配备了全球首个公用无人驾驶汽车车队——但是不急,无人驾驶也还没有上路呢……”Ratti教授告诉我们。

 

就在今年三月底,美国商业资讯网站Quartz根据现有的技术水平,预测了一个无人驾驶全面上路的时间表:2020年,丰田、日产这两家研制的无人驾驶汽车有望走上生产线;到Uber创始人预测2027年,无人驾驶卡车开始代替人工跑运输;最后是杜克大学的机械和电子工程教授Mary Cummings在《华尔街日报》上作出的估算,2032年至2047年,将是无人驾驶汽车全面取代人工驾驶的过渡期。

 

“等智能十字路口真正变成现实的时候,我打赌我们再也不会怀念红绿灯。”Ratti教授在我们的对话中打趣到。

 

 

比起技术问题

最大的难题还在人心

 

不过比起有待攻克的技术问题,怎么说服人们把方向盘的控制权交给“汽车人”才是更大的挑战。

 

“你开车的时候有开过小差么?”

“在米兰,红绿灯等同规矩;在罗马,红绿灯也就提提建议;在那不勒斯,红绿灯只是圣诞节的装饰。”——意大利前外交部长、 国防部长
Antonio Martino

意大利前外交部长、国防部长Antonio Martino曾经这样揶揄不靠谱的意大利司机们:“在米兰,红绿灯等同规矩;在罗马,红绿灯也就提提建议;在那不勒斯,红绿灯只是圣诞节的装饰。”人实在是太不靠谱了,当然这也是这就是为什么MIT的科学家们认为有必要打造出SIs系统来取代红绿灯——把交通系统从随机性太强的人类那里拯救出来,交给忠于原则的靠谱智能系统。

 

毕竟,这些“汽车人”不会因为喝醉酒开得东倒西歪,不会在驾驶时开小差思考自己晚上要吃什么,不用考虑该带女朋友去哪里约会,不会分心看手机,也不会因为失恋过度伤心而导致驾驶水平失常……因为它们唯一“思考”的问题就是如何到达目的地。

 

当然,总有人对科技、尤其是不为人所操纵的智能技术不放心。Ratti教授的同事Santi教授就曾经说:“放弃控制权对人类来说是个极大的挑战。”

 

不过,要应对Sls可能带来的文化冲击,MIT也不是没有解决方案。Santi教授在接受《快公司》采访的时候描绘了未来测试这种交通系统的设想——先在城市的一小块区域部署这套系统。想要去掉信号灯的不止是MIT一家,芝加哥最近就在一个覆盖了3个街区的“试验场”移除了所有的红绿灯、人行道还有路边线,把这里变成了一个“共享街道”。如果要把这套系统带到现实当中,我们可以先在学校或者其他的封闭区域用搭载半自动驾驶系统的汽车进行测试。除了前面Ratti教授提到的新加坡,MIT还在和其他几座城市商讨将Sls在实际环境中的测试,不过现在MIT还不能披露到底是哪几座城市。

 

从技术上来说,要实现这个设想对擅长各类黑科技的MIT来说其实是小菜一碟——你乘坐的民航客机早已用上了自动驾驶技术和一套与Sls相似技术航空管制系统。问题的关键在于如何让人们的行为来适应交通系统中正在发生的激进变革。就像自动驾驶技术面对的最大威胁可能是那些行为不可预测的司机,智能十字路口最大的敌人同样也正是方向盘背后的人类。试想在“汽车人”目标明确、整齐划一地通过路口时,一个突然情绪失控的司机夺过汽车控制权东倒西歪撞上旁人,这显然不是一个光有先进技术就能解决的问题。