Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Επίδραση αυτόματων οχημάτων στη κυκλοφοριακή ροή σε αυτοκινητόδρομους και σηματοδοτούμενες διασταυρώσεις

Typaldos Panagiotis

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τα τελευταία χρόνια, έχει διεξαχθεί εντατική έρευνα για την ανάπτυξη πλήρως αυτοματοποιημένης οδήγησης για οχήματα κινούμενα σε δρόμους. Τα πλήρως αυτόματα οχήματα θα μπορούσαν να βελτιώσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των κυκλοφοριακών λειτουργιών μειώνοντας τα ατυχήματα που προκαλούνται από ανθρώπινα λάθη, βελτιώνοντας την άνεση του οδηγού και των επιβατών, μειώνοντας την κυκλοφοριακή συμφόρησης και, ταυτόχρονα, συμβάλλοντας σε περιβαλλοντικές και οικονομικές πτυχές μέσω της μείωσης της κατανάλωσης καυσίμων και της εκπομπής ρύπων. Παρόλο που ο αυτοματισμός του οχήματος έχει ήδη οδηγήσει σε σημαντικά επιτεύγματα, υποστηρίζοντας τους οδηγούς με διάφορους τρόπους, η αύξηση του επιπέδου αυτοματισμού σε πλήρως αυτοματοποιημένη οδήγηση είναι ένα εξαιρετικά δύσκολο πρόβλημα. Αυτό οφείλεται κυρίως στην πολυπλοκότητα των περιβάλλοντων του φυσικού κόσμου, συμπεριλαμβανομένης της αποφυγής στατικών και κινούμενων εμποδίων, της συμμόρφωσης με τους κανόνες οδικής κυκλοφορίας και της ανθρώπινης οδηγικής συμπεριφοράς. Η σημασία της οικολογικής οδήγησης για τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου των οχημάτων στου δρόμους είναι ένα πολύ γνωστό και ευρέως αντιμετωπισμένο θέμα. Η οικολογική οδήγηση σκοπεύει στο να ελαχιστοποιήσει την κατανάλωση καυσίμων μέσω κατάλληλων ελιγμών ενός αυτόματου ή μη οχήματος. Στην τρέχουσα εργασία, το πρόβλημα της οικολογικής οδήγησης προσεγγίζεται ως ένα πρόβλημα βέλτιστου ελέγχου με σταθερό χρονικό ορίζοντα. Για την εκτίμηση της κατανάλωσης καυσίμου, χρησιμοποιούνται διάφορες εναλλακτικές λύσεις. Αρχικά, εξετάζεται ένα ρεαλιστικό, αλλά μη-γραμμικό και μη-λείο μοντέλο κατανάλωσης καυσίμων από τη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια εφαρμόζονται απλές διαδικασίες εξομάλυνσης, ώστε να καταστεί δυνατή η εφαρμογή αριθμητικών αλγορίθμων για την αποτελεσματική λύση του προκύπτοντος μη-γραμμικού προβλήματος βέλτιστου ελέγχου. Επιπλέον, εξετάζονται κατάλληλες τετραγωνικές προσεγγίσεις του μη-γραμμικού μοντέλου, οι οποίες επιτρέπουν τη αναλυτική λύση του προβλήματος. Μια εκτενής σύγκριση, με βάση διάφορα σενάρια οδήγησης, δείχνει τα χαρακτηριστικά κάθε εναλλακτικής προσέγγισης. Συγκεκριμένα, αποδεικνύεται ότι ο συχνά χρησιμοποιούμενος, αλλά έντονα αμφισβητούμενος, τετραγωνικός όρος της επιτάχυνσης παρέχει εξαιρετικές προσεγγίσεις για τροχιές που ελαχιστοποιούν την κατανάλωση καυσίμων. Παρά την, φαινομενικά, απλή δομή του περιβάλλοντος των αυτοκινητοδρόμων, οι ενέργειες των ανθρώπινων οδηγών μπορεί, συχνά, να οδηγήσουν σε ατυχήματα και αυξημένη κατανάλωση καυσίμων. Τα αυτόματα οχήματα εξοπλισμένα με κατάλληλους αισθητήρες και αλγόριθμους προγραμματισμού πορείας έχουν τη δυνατότητα να αντιμετωπίσουν αυτά τα ζητήματα. Σε αυτό το πλαίσιο, ένας αλγόριθμος προγραμματισμού πορείας, για συνδεδεμένα και μη-συνδεδεμένα αυτόματα οχήματα σε αυτοκινητόδρομους πολλαπλών λωρίδων, εξάγεται από την κατάλληλη διαμόρφωση ενός προβλήματος βέλτιστου ελέγχου. Σε αυτό το πλαίσιο, η αντικειμενική συνάρτηση προς ελαχιστοποίηση περιέχει κατάλληλους όρους που αντικατοπτρίζουν: τους στόχους της κίνησης του οχήματος, την άνεση των επιβατών, την αποφυγή συγκρούσεων με άλλα οχήματα και την αποφυγή κίνησης εκτός δρόμου. Η συνδεσιμότητα συνεπάγεται, στην παρούσα εργασία, ότι τα συνδεδεμένα οχήματα μπορούν να ανταλλάσσουν μεταξύ τους (V2V) πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την τελευταία βραχυπρόθεσμη διαδρομή τους. Για την αριθμητική επίλυση του προβλήματος βέλτιστου ελέγχου, χρησιμοποιείται ένας αποτελεσματικός αλγόριθμος εφικτών κατευθύνσεων. Για να εξασφαλιστούν τοπικά ελάχιστα υψηλής ποιότητας, σχεδιάστηκε επίσης ένας απλοποιημένος αλγόριθμος Δυναμικού Προγραμματισμού, για να υπολογίσει μια αποτελεσματική αρχική τροχιά για τον αλγόριθμο εφικτών κατευθύνσεων. Χάρη στους πολύ χαμηλούς υπολογιστικούς χρόνους, η προσέγγιση είναι εκτελέσιμη σε πραγματικό χρόνο στο πλαίσιο ελέγχου προβλεπτικού μοντέλου (MPC) που αντιμετωπίζει διάφορες εμπλεκόμενες αβεβαιότητες. Η προτεινόμενη προσέγγιση ενσωματώνεται σε μια πλατφόρμα μικροσκοπικής προσομοίωσης, η οποία επιτρέπει την αξιολόγηση πληθώρας ρεαλιστικών σεναρίων κίνησης οχημάτων κάτω από διαφορετικά μείγματα οχημάτων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν, σε έναν ευθύγραμμο αυτοκινητόδρομο πολλαπλών λωρίδων, υποδεικνύουν υψηλότερη αποτελεσματικότητα των βέλτιστα ελεγχόμενων οχημάτων στο να διατηρηθούν κοντά στην επιθυμητή τους ταχύτητά, σε σύγκριση με τα χειροκίνητα οχήματα. Η αύξηση του ποσοστού των αυτόματων οχημά

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες