Jonathan Boreyko (à gauche) et l'étudiant diplômé Farzad Ahmadi surveillent l'espacement des piétons alors qu'une ligne se vide au Cube au Moss Arts Center de Virginia Tech. L'équipe a constaté que les gens se déplacent lentement mais accélèrent rapidement, ce qui signifie que l'emballage serré dans les lignes augmente les chances des piétons de se déplacer plus rapidement. Crédit :Virginia Tech
Lorsque vous vous arrêtez à un feu de circulation, la plupart des conducteurs s'approchent assez près de la voiture qui les précède, ne laissant que quelques pieds d'espace entre leur pare-chocs et le suivant.
La pratique consistant à bien emballer aux feux de circulation est largement acceptée. La pensée traditionnelle dit que plus une voiture est proche d'un feu de circulation, plus cette voiture aura de chances de traverser l'intersection avant que le feu ne redevienne rouge.
Grâce aux nouvelles recherches des professeurs et étudiants du Virginia Tech College of Engineering, les conducteurs ont maintenant une bonne raison de rejeter cette ligne défectueuse de l'intuition routière.
L'étude, publié ce mois-ci dans le Nouveau Journal de Physique , utilisé des caméras vidéo attachées à des hélicoptères drones pour capturer des images de voitures accélérant à travers un feu de circulation sur la Smart Road du Virginia Tech Transportation Institute. En contrôlant systématiquement la densité d'emballage des voitures, les chercheurs ont découvert que toute diminution de la distance à la lumière était complètement compensée par le temps qu'il fallait aux voitures pour retrouver un espacement confortable avant que les conducteurs puissent accélérer.
Les conducteurs qui font leurs bagages aux intersections n'augmentent pas leurs chances de traverser le feu, et le talonnage aux feux de circulation peut également entraîner davantage de collisions par l'arrière.
"Nous avons fait varier l'espacement entre pare-chocs entre les voitures d'un facteur 20 et n'avons constaté pratiquement aucun changement dans le temps qu'il a fallu aux voitures pour traverser l'intersection lorsque le feu est passé au vert, " a déclaré Jonathan Boreyko, professeur adjoint au Département de génie biomédical et de mécanique. « Les résultats signifient qu'il ne sert à rien de se rapprocher de la voiture devant vous lorsque la circulation s'arrête, " il a dit.
Des images de drones ont révélé que les voitures mettent plus de temps à accélérer lorsqu'elles s'arrêtent plus près l'une de l'autre que lorsqu'elles s'arrêtent plus loin l'une de l'autre. Les chercheurs ont conceptualisé cet aspect de l'expérience Smart Road comme la chaleur latente de la transition d'un solide, ou arrêté, phase à un liquide, ou en mouvement, phase. Crédit :Virginia Tech
L'inspiration pour la recherche est venue pour la première fois à Boreyko lorsqu'il était assis dans la circulation un jour. Remarquant que les voitures devaient attendre que la voiture devant elles retrouve un espacement sûr avant de pouvoir recommencer à bouger, il a émis l'hypothèse que, contrairement à l'opinion populaire, il serait peut-être préférable que les voitures s'arrêtent plus loin les unes des autres lorsqu'elles tournent au ralenti à un feu de circulation.
Il a fait équipe avec Farzad Ahmadi, un doctorat de quatrième année. étudiant au programme d'ingénierie mécanique de Virginia Tech et auteur principal de l'étude, enquêter.
En utilisant 10 chauffeurs bénévoles dans des véhicules identiques, les chercheurs ont organisé une série d'expériences au feu de circulation sur la Smart Road du Virginia Tech Transportation Institute. Les conducteurs se sont systématiquement alignés au feu sur un ensemble de distances allant de 1,25 à 50 pieds, et un hélicoptère drone planant au-dessus de la tête a capturé des images contrôlées à vol d'oiseau du trafic alors que les conducteurs accéléraient à travers la lumière.
L'analyse a montré que le temps nécessaire au passage de toutes les voitures restait relativement fixe, donner ou prendre environ une seconde, pour des distances d'espacement jusqu'à 25 pieds.
Les deux chercheurs ont utilisé le concept thermodynamique de chaleur latente, l'énergie qu'un système perd lors de la fusion ou de l'évaporation, pour décrire ce qui arrive aux voitures arrêtées à un feu de circulation. Les véhicules sont bloqués dans une "phase solide" à un feu et doivent gaspiller de l'énergie pour "refondre" dans une "phase liquide" avant de pouvoir réellement traverser l'intersection.
Boreyko et Ahmadi se sont demandé si la chaleur latente aurait un effet aussi dramatique sur d'autres systèmes, comme la circulation piétonnière lente. Les gens qui font la queue doivent-ils se rapprocher ou s'éloigner les uns des autres pour passer plus rapidement ?
Dans des séquences vidéo capturées par un hélicoptère drone, des conducteurs bénévoles (à gauche) s'approchent d'un feu de circulation sur la Smart Road du Virginia Tech Transportation Institute dans le cadre d'une expérience sur l'espacement optimal des voitures. Des chercheurs du Département de génie biomédical et de mécanique ont découvert qu'un emballage serré aux feux de circulation n'augmentait pas les chances qu'un conducteur puisse traverser le feu avant qu'il ne redevienne rouge. Crédit :Virginia Tech
Les chercheurs ont mis en place une deuxième série d'expériences dans The Cube au Moss Arts Center de Virginia Tech, un théâtre et un laboratoire hautement adaptables équipés de caméras synchronisées. Étudiants de premier cycle Hunter Morgan, Josam Waterman, Pat Greer, et Will Doty - tous inscrits au programme de sciences de l'ingénieur et de mécanique et co-auteurs de l'étude - ont ajouté quelques conditions à leurs expériences de conception senior sur des foules humaines pour tester l'hypothèse de Boreyko et Ahmadi.
"La chaleur latente n'a quasiment pas eu d'effet sur une file de piétons, " dit Boreyko. " Plus les gens se rapprochent, plus vite ils pourraient vider la ligne. On s'est rendu compte que les gens bougent très lentement, mais peut accélérer très vite, ce qui minimise l'effet de décalage que nous avons vu avec les voitures au feu de circulation."
Les résultats de l'étude suggèrent que les piétons et les conducteurs pourraient voir des avantages considérables en adoptant une approche consciente de la densité d'emballage dans les lignes.
"Les piétons qui attendent dans une file doivent se rapprocher le plus possible s'il est important que la file se vide rapidement, " dit Boreyko. " Mais quand vous rencontrez un embouteillage ou que vous vous arrêtez à un feu, garder une distance sûre et confortable. Vous pouvez simplement maintenir l'espacement que vous aviez lorsque vous rouliez à pleine vitesse. Vous ne perdrez pas de temps, mais vous réduisez les risques d'une collision arrière accidentelle."
Ahmadi était d'accord avec la conclusion de Boryeko.
"Quand mon père m'apprenait à conduire, il m'a dit que pour éviter un accident, vous devez vous arrêter pour voir facilement le pare-chocs arrière de la voiture devant vous à un feu de circulation, " a déclaré Ahmadi. "Je n'ai jamais fait cela jusqu'à ce que j'ai analysé les données de cette expérience."
