交通不僅僅是司機的麻煩：這也是一個(gè)公共衛生危害和經(jīng)濟的壞消息。交通研究表明， 每年的擁堵成本為1600億美元，其中包括70億小時(shí)的交通流量損失和額外的30億加侖燃料燃燒。

改善交通的一種方法是通過(guò)乘車(chē)共享 - 麻省理工學(xué)院的一項新研究表明，使用Uber和Lyft等公司的拼車(chē)選項可以將道路上的車(chē)輛數量減少三倍而不會(huì )顯著(zhù)影響旅行時(shí)間。

在麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實(shí)驗室(CSAIL)主任Daniela Rus教授的帶領(lǐng)下，研究人員開(kāi)發(fā)出一種算法，發(fā)現在紐約市有3,000輛四座轎車(chē)可以滿(mǎn)足98%的出租車(chē)需求，平均等待時(shí)間僅為2.7分鐘。

羅斯說(shuō)：“司機可以同時(shí)運送兩到四個(gè)人，而不是一次一個(gè)地運送人員，從而減少旅行次數，花費更少的時(shí)間來(lái)賺取相同數量的錢(qián)。” “像這樣的系統可以讓駕駛員在更短的時(shí)間內工作，同時(shí)減少交通，清潔空氣，以及更短，更少壓力的通勤。”

該團隊還發(fā)現，與目前在紐約市運營(yíng)的近14,000輛出租車(chē)相比，僅有2,000輛10人車(chē)輛可以滿(mǎn)足95%的需求。

根據Rus的說(shuō)法，使用來(lái)自300萬(wàn)輛出租車(chē)的數據，新算法可實(shí)時(shí)根據收到的請求重新路由汽車(chē)，還可以主動(dòng)將閑置汽車(chē)發(fā)送到需求量大的地區 - 這一步驟可將服務(wù)速度提高20%。

“據我們所知，這是科學(xué)家第一次能夠通過(guò)實(shí)驗量化各種車(chē)輛的車(chē)隊規模，容量，等待時(shí)間，旅行延誤和運營(yíng)成本之間的權衡，從出租車(chē)到貨車(chē)和班車(chē)， “羅斯說(shuō)。“此外，該系統特別適用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)，因為它可以根據實(shí)時(shí)要求不斷重新路由車(chē)輛。”

羅斯寫(xiě)了一篇關(guān)于前CSAIL博士后Javier Alonso-Mora，康奈爾大學(xué)助理教授Samitha Samaranayake，博士生Alex Wallar和麻省理工學(xué)院教授Emilio Frazzoli的文章。這篇文章發(fā)表在本周的“美國國家科學(xué)院院刊”上。

雖然拼車(chē)的概念已經(jīng)存在了幾十年，但只有在過(guò)去的兩年里，優(yōu)步和Lyft等服務(wù)才能利用智能手機數據，使乘坐共享變得便宜，方便。(2015年，Lyft報道舊金山一半的旅行是拼車(chē)。)

然而，現有方法的復雜性仍然有限。例如，一些乘車(chē)共享系統要求用戶(hù)B在用戶(hù)A的途中，并且需要在他們可以創(chuàng )建路線(xiàn)之前提交所有請求。

相比之下，新系統允許將請求重新匹配到不同的車(chē)輛。它還可以分析一系列不同類(lèi)型的車(chē)輛，以確定，例如，10人的貨車(chē)將在何時(shí)何地獲得最大利益。

系統首先創(chuàng )建所有請求和所有車(chē)輛的圖表。然后，它創(chuàng )建所有可能的行程組合的第二個(gè)圖表，并使用稱(chēng)為“整數線(xiàn)性編程”的方法來(lái)計算出行的車(chē)輛的最佳分配。

在分配汽車(chē)之后，算法可以通過(guò)將剩余的閑置車(chē)輛發(fā)送到需求較高的區域來(lái)重新平衡剩余的閑置車(chē)輛。

“一個(gè)關(guān)鍵的挑戰是開(kāi)發(fā)一種能夠同時(shí)考慮數千種車(chē)輛和請求的實(shí)時(shí)解決方案，”Rus說(shuō)。“我們可以在我們的方法中做到這一點(diǎn)，因為第一步使我們能夠在細節層面上理解和抽象道路網(wǎng)絡(luò )。”

最終的產(chǎn)品是Rus稱(chēng)之為“隨時(shí)優(yōu)化的算法”，這意味著(zhù)它運行得越多越好 - 而且她說(shuō)她渴望通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)來(lái)看到它可以提高多少。

“在擁堵，污染和能源消耗方面，乘坐共享服務(wù)具有巨大的社會(huì )影響潛力，”羅斯說(shuō)。“作為研究人員，我們盡一切努力探索使這些運輸系統盡可能高效和可靠的方法，這一點(diǎn)非常重要。”