Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Στρατηγικές κίνησης για συνδεδεμένα και αυτοματοποιημένα οχήματα σε κυκλοφορία χωρίς λωρίδες με χρήση βέλτιστου ελέγχου

Faros Ioannis

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Σε διάφορους τομείς, ο αυτοματισμός έχει βελτιώσει την παραγωγή και έχει μειώσει τα σφάλματα σε μεγάλο βαθμό. Η οδήγηση με τη χρήση συνδεδεμένων και αυτοματοποιημένων οχημάτων (CAVs), προβλέπεται να παρέχει παρόμοια οφέλη. Ωστόσο, ζητήματα όπως η οδική ασφάλεια, οι περιορισμένες ανθρώπινες δυνατότητες και κανόνες κυκλοφορίας έχουν ως αποτέλεσμα τη μειωμένη χρήση της χωρητικότητας του δρόμου. Τα αυτοματοποιημένα οχήματα, με τη βοήθεια της επικοινωνίας όχημα-με-όχημα (V2V) και όχημα-με-τις οδικές υποδομές (V2I), έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν σημαντικά την οδική ασφάλεια και τη ροή της κυκλοφορίας, εξαιρώντας ή χαλαρώνοντας τους οδικούς κανόνες που έχουν σχεδιαστεί για οδηγούς.Σύμφωνα με ένα καινοτόμο μοντέλο κυκλοφορίας που προτάθηκε πρόσφατα, που ονομάζεται TrafficFluid, δεν υπάρχει ανάγκη να αντιγράψουμε την ανθρώπινη οδήγηση σε λωρίδες. Το μέλλον της οδήγησης κινείται προς την πλήρη αυτοματοποίησή της με τη πλήρη συνεργασία των CAVs. Οι προηγμένοι αισθητήρες οχημάτων και η ανάπτυξη των επικοινωνιών επιτρέπουν σε κάθε όχημα να «ελίσσεται» με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα μεταξύ των άλλων, αποκαθιστώντας τη χαμένη χωρητικότητα και ενισχύοντας την ασφάλεια κυκλοφορίας σε διάφορους τύπους δρόμων, με βάση τις κατάλληλες στρατηγικές κίνησης.Η μέχρι τώρα έρευνα προτείνει, ανάμεσα σε άλλες στρατηγικές, μια στρατηγική που βασίζεται στο μη γραμμικό βέλτιστο έλεγχο για τον σχεδιασμό διαδρομής ενός CAV σε κυκλοφορία χωρίς λωρίδες, καθώς και έναν αλγόριθμο εφικτής κατεύθυνσης για την αποδοτική αριθμητική του λύση. Το πρόβλημα βέλτιστου ελέγχου (ΠΒΕ) θέτει μια αντικειμενική συνάρτηση που ελαχιστοποιεί την κατανάλωση καυσίμου, βελτιώνει την άνεση των επιβατών, επιτυγχάνει την επιθυμητή ταχύτητα και αποφεύγει τα εμπόδια. Γίνεται χρήση των μεταβλητών κατάστασης στους περιορισμούς (State-dependent bounds) στην είσοδο του ελέγχου για να διασφαλιστεί ότι τα οχήματα παραμένουν εντός των ορίων του δρόμου και αποτρέπουν ατυχήματα σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Το ΠΒΕ επιλύεται κατ’ επανάληψη για σύντομα χρονικά διαστήματα εντός ενός πλαισίου προβλεπτικού ελέγχου, καθώς το όχημα κινείται. Η προτεινόμενη προσέγγιση αποδεικνύεται ότι δίνει καλά αποτελέσματα σε προσομοίωση κυκλοφορίας με μεγάλο εύρος τιμών πυκνότητας οχημάτων σε έναν περιφερειακό δρόμο χωρίς λωρίδες και μπορεί να θεωρηθεί υποψήφια για χρήση στο μέλλον σε κυκλοφορία των CAVs σε δρόμους χωρίς λωρίδες.Προς αυτή την κατεύθυνση, στην παρούσα διπλωματική εργασία, προτείνεται μια μέθοδος που κατανέμει τα οχήματα εγκάρσια με βάση τις κατά μήκος επιθυμητές τους ταχύτητες και στοχεύει στη βελτίωση της κυκλοφοριακής ροής, αποφεύγοντας παράλληλα τις συγκρούσεις. Αρχικά, η επιθυμητή εγκάρσια θέση επιλέγεται με βάση την κατανομή των κατά μήκος επιθυμητών ταχυτήτων. Στη συνέχεια, υπολογίζεται και εφαρμόζεται η επιθυμητή εγκάρσια ταχύτητα του κάθε οχήματος σε πραγματικό χρόνο, καθώς εξαρτάται από την τρέχουσα εγκάρσια θέση του. Η προτεινόμενη στρατηγική προσομοιώνεται σε περιβάλλον χωρίς λωρίδες, χρησιμοποιώντας μια προσθήκη, δηλαδή το TrafficFluid-Sim, το οποίο είναι κατασκευασμένο για τον προσομοιωτή SUMO (Simulation of Urban Mobility), εξετάζοντας διάφορες πυκνότητες για διαφορετικά σενάρια σε μια περιφερειακή οδό για συγκριτική ανάλυση. Ποσότητες, όπως η μέση κυκλοφοριακή ροή και στατιστικές μετρήσεις του σφάλματος στην εγκάρσια κατεύθυνση υπολογίζονται για την αξιολόγηση της μεθόδου και επιβεβαιώνουν την αποτελεσματικότητά της.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες