Les voitures connectées et l’intelligence artificielle pourraient réduire ou éliminer la plupart des embouteillages sur les autoroutes. C’est la théorie derrière un programme de recherche appelé CIRCLES, un acronyme qui signifie Congestion Impacts Reduction via CAV-in-the-loop Lagrangian Energy Smoothing. Avec un nom pareil, pas étonnant que les chercheurs aient décidé d’utiliser un acronyme !
Selon son site Web, CIRCLES cherche à réduire les instabilités du flux de trafic, appelées «embouteillages fantômes», qui provoquent des embouteillages et un gaspillage d’énergie. Si vous avez déjà rencontré un embouteillage temporaire sans raison apparente, il s’agit peut-être d’un embouteillage fantôme qui s’est produit naturellement en raison du comportement humain au volant.
Des travaux antérieurs sur des essais en circuit fermé ont démontré que les embouteillages fantômes peuvent être réduits à l’aide de technologies de véhicules autonomes et d’algorithmes spécialement conçus. Le projet CIRCLES cherche à étendre cette technologie au trafic du monde réel, où la réduction de ces effets négatifs sur le trafic pourrait fournir ≥10 % d’économies d’énergie.
La recherche CERCLES
CIRCLES est composé de chercheurs de l’UC Berkeley et de l’Institute of Transportation Studies (ITS) Berkeley, en coordination avec l’Université Vanderbilt, l’Université de l’Arizona, l’Université Temple, l’Université Rutgers-Camden, le département des transports du Tennessee. Toyota North America, General Motors et Nissan participent également à l’effort de recherche.
L’idée de CIRCLES vient d’une expérience menée au Japon il y a dix ans. Les conducteurs de 20 voitures identiques ont été invités à rouler à une vitesse constante autour d’une piste circulaire. En quelques minutes, des groupes de voitures ont été arrêtés sur une partie de la piste tandis que d’autres pilotes faisaient la course pour rattraper les voitures devant. Les humains ne sont tout simplement pas très doués pour conduire des automobiles dans de telles conditions.
Nous avons tous vu cela arriver. La voiture devant freine parce qu’un écureuil traverse la route ou que le conducteur veut rester bouche bée devant un accident de l’autre côté de la route. Bientôt, tout le monde derrière a bloqué ses freins et la circulation ralentit ou s’arrête. Cela peut prendre des minutes voire des heures pour que le ralentissement disparaisse.
Récemment, les chercheurs ont mené une expérience sur une section de 15 miles de long de l’Interstate 24 près de Nashville, Tennessee. Il utilisait 100 voitures qui circulaient en boucle d’environ 6 h à 9 h 45 chaque matin. Partant du principe que si 5% des voitures sur la route agissaient ensemble, elles pourraient réduire la prévalence des embouteillages fantômes, les chercheurs ont équipé ces 100 voitures afin qu’elles puissent communiquer entre elles sans fil et envoyer des informations sur le trafic entre tous les voitures.
Image reproduite avec l’aimable autorisation de CERCLES
Dans l’expérience, le régulateur de vitesse adaptatif de chaque voiture a été modifié pour réagir au flux de trafic global – y compris ce qui se passait loin devant – en utilisant l’intelligence artificielle.
Daniel Work, professeur de génie civil et environnemental à l’Université Vanderbilt, raconte Presse associée la prise de décision par les voitures connectées s’est déroulée à deux niveaux. Au niveau du cloud, les informations sur les conditions de circulation ont été utilisées pour créer un plan de vitesse global. Ce plan a ensuite été diffusé aux voitures, qui ont utilisé des algorithmes d’intelligence artificielle pour déterminer la meilleure action à entreprendre. Les chercheurs ont pu évaluer l’effet des voitures connectées sur le flux de trafic matinal en utilisant un tronçon spécial de 4 miles d’I-24 équipé de 300 capteurs montés sur poteau.
Liam Pedersen est directeur général adjoint pour la recherche chez Nissan qui était à Nashville la semaine dernière pour l’expérience. Il a dit que l’une des choses passionnantes à ce sujet est qu’il s’appuie sur une technologie déjà présente dans de nombreuses nouvelles voitures. « Ce n’est pas de la conduite autonome », a-t-il déclaré. « C’est quelque chose que nous pourrions réaliser très bientôt. » Lorsqu’on lui a demandé si les constructeurs automobiles seraient disposés à coopérer pour faciliter la circulation, il a répondu: « Je l’espère certainement, car le système fonctionne mieux lorsque de nombreuses voitures participent. »
Voitures connectées et congestion
L’expérience récente au Tennessee a été suggérée par des travaux de recherche effectués à l’Université de l’Arizona en 2017. Lui et ses associés ont recréé l’expérience de conduite circulaire japonaise avec une torsion. Ils ont ajouté une voiture autonome au mélange. La voiture autonome a permis de fluidifier le trafic de sorte qu’il y a eu 98 % d’incidents de freinage en moins. Cela a conduit à une augmentation de 40 % de l’efficacité énergétique et à une augmentation de 14 % de la distance parcourue pendant le temps imparti à l’expérience. Vous pouvez voir les résultats par vous-même dans cette vidéo.
Les chercheurs sont toujours en train de calculer les chiffres de l’expérience de la semaine dernière, mais Work dit qu’elle «a démontré que ces embouteillages peuvent être réduits grâce aux nouvelles technologies de véhicules automatisés que nous avons développées. Il est incontestable que la technologie automobile améliorée peut réduire considérablement les embouteillages fantômes lorsqu’elle est mise en œuvre à grande échelle. »
Pourtant, il a averti que la technologie ne va pas éliminer soudainement la congestion. « Quand il y a plus de voitures sur la route que la route ne peut en supporter, il y aura toujours du trafic », a-t-il déclaré. « Mais cela peut rendre cette congestion moins douloureuse. »
Les plats à emporter
Il y a de nombreuses années, Elon Musk était frustré parce qu’il était coincé dans les embouteillages sur le chemin de l’aéroport de Los Angeles. Soudain, une pensée lui vint à l’esprit. Pourquoi ne pas creuser des tunnels profondément souterrains et contourner complètement toute cette congestion de surface ? Voila ! L’Hyperloop est né. Depuis lors, des millions ont été dépensés pour essayer de créer une analyse de rentabilisation pour l’idée, mais jusqu’à présent, il ne s’agit que d’une idée dont le moment n’est jamais venu.
Ce que la recherche CIRCLES montre, c’est qu’il existe peut-être une meilleure façon de résoudre les embouteillages avec la technologie qui existe déjà aujourd’hui. Pas de suites logicielles de conduite autonome à 15 000 $. Pas de supercalculateurs Lidar ou refroidis par liquide cachés derrière des écrans tactiles. Ce que CIRCLES propose pourrait ajouter 200 $ au prix d’une voiture neuve.
Les voitures connectées auraient besoin d’une connexion Internet et de quelques capteurs le long des autoroutes pour obtenir 80 % des avantages de la conduite entièrement autonome pour moins de 5 % du coût. Accepteriez-vous ce marché ?
Oui, nous savons. Cela n’aidera pas beaucoup dans le centre de Manhattan ou dans toute autre grande ville où la congestion est avec nous depuis un siècle ou plus. Et il ne changera pas de voie automatiquement ou ne naviguera pas sur les échangeurs routiers sans l’aide d’un conducteur humain. Mais c’est peut-être le meilleur exemple d’une situation dans laquelle nous ne devrions pas laisser le parfait être l’ennemi du bien.
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