Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Στρατηγικές κίνησης για οχήματα έκτακτης ανάγκης σε δρόμους χωρίς λωρίδες

Pavlaki Ismini

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η οδική συμφόρηση και τα τροχαία ατυχήματα εξακολουθούν να αποτελούν μείζονα προβλήματα, ακόμη και μετά από δεκαετίες έρευνας και εξελίξεων στην οδική ασφάλεια και τη διαχείριση της κυκλοφορίας και απαιτούν ουσιαστικές λύσεις. Τα αυτοματοποιημένα οχήματα λαμβάνουν πληροφορίες υψηλής ποιότητας σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου μέσω μιας σειράς αισθητήρων που σαρώνουν συχνά το περιβάλλον. Με υψηλής ποιότητας πληροφορίες και αποφάσεις σε κλάσματα δευτερολέπτου, τα αυτοματοποιημένα οχήματα έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν ασφαλή και αποτελεσματική κυκλοφοριακή ροή. Οι οδικές λωρίδες κυκλοφορίας εισήχθησαν για να παρέχουν στους οδηγούς ασφαλή πλοήγηση, όμως με κόστος τη μειωμένη χρήση του οδικού χώρου. Επιπλέον, η αλλαγή λωρίδας είναι μια διαδικασία υψηλού κινδύνου, η οποία έχει τη δυνατότητα να προκαλέσει συμφόρηση και πιθανώς να οδηγήσει σε μείωση της οδικής χωρητικότητας. Η πλήρης αυτοματοποίηση της κυκλοφορίας καθιστά τις λωρίδες περιττές και εισάγει τη καινοφανή ιδέα της κυκλοφορίας χωρίς λωρίδες. Σε ένα φουτουριστικό σενάριο, με χρήση 100% αυτοματοποιημένων οχημάτων, δεν υπάρχει ανάγκη τα οχήματα να ακολουθούν τους κανόνες που έχουν σχεδιαστεί για τους ανθρώπους-οδηγούς. Στη παρούσα εργασία, θεωρούμε ένα περιβάλλον χωρίς λωρίδες, με πλήρη χρήση αυτοματοποιημένων οχημάτων για ασφαλή και αποτελεσματική μετακίνηση. Καταστάσεις έκτακτης ανάγκης ενδέχεται να προκύψουν για διάφορους λόγους, για παράδειγμα ένα ασθενοφόρο ή ένα πυροσβεστικό όχημα που πλοηγείται στην κυκλοφορία χρειάζεται έναν «πράσινο διάδρομο», ειδικά όταν διακυβεύονται ανθρώπινες ζωές. Με τη συνεργασία μεταξύ των αυτοματοποιημένων οχημάτων, οι καταστάσεις έκτακτης ανάγκης μπορούν να αντιμετωπιστούν με αποτελεσματικό τρόπο. Για το σκοπό αυτό, η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά την περίπτωση ενός αυτοματοποιημένου οχήματος έκτακτης ανάγκης (Emergency Vehicle - EmV), το οποίο στοχεύει στη διέλευση του οχήματος μέσα από την κυκλοφορία, διατηρώντας την επιθυμητή του ταχύτητα. Όσον αφορά τις δυνατότητες συνδεσιμότητας του EmV, εξετάζουμε διαφορετικές προσεγγίσεις, όπου το EmV δεν έχει άμεση αλληλεπίδραση με την υπόλοιπη κίνηση όσον αφορά την αλλαγή της συμπεριφοράς τους (παθητική προσέγγιση), καθώς και περιπτώσεις όπου το EmV είναι ικανό να ανταλλάσσει βελτιωμένες πληροφορίες με τα γύρω οχήματα για να διευκολύνει την κίνησή του, π.χ. με τη δημιουργία «πράσινων διαδρόμων» (ενεργητική προσέγγιση).Το προαναφερθέν πρόβλημα διατυπώνεται ως Πρόβλημα Βέλτιστου Ελέγχου (Optimal Control Problem - OCP) και επιλύεται αριθμητικά με τη χρήση ενός αλγόριθμου εφικτής κατεύθυνσης (Feasible Direction Algorithm - FDA). Η αντικειμενική συνάρτηση του OCP στοχεύει στην ελαχιστοποίηση πολλών όρων σχετικά με την ασφάλεια και την άνεση των επιβατών, την κατανάλωση καυσίμου και άλλους στόχους βελτίωσης της ποιότητας κίνησης του EmV με αριθμητικές ποινές αποκλίσεων από τις διαμήκεις και πλευρικές επιθυμητές ταχύτητες. Τα όρια που εξαρτώνται από τις εξισώσεις κατάστασης στις εισόδους ελέγχου χρησιμοποιούνται για να διασφαλιστεί ότι τα οχήματα παραμένουν εντός των ορίων του δρόμου και αποτρέπουν ατυχήματα σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Το OCP επιλύεται επαναληπτικά για σύντομους χρονικούς ορίζοντες μέσα σε ένα πλαίσιο προβλεπτικού ελέγχου βάσει μοντέλου (Model Predictive Control - MPC), ενώ το όχημα προχωρά.Η απόδοση του EmV αξιολογείται, τόσο στις παθητικές, όσο και στις ενεργητικές, προσεγγίσεις, για διαφορετικά σενάρια και πυκνότητες κυκλοφορίας. Οι προσομοιώσεις έλαβαν χώρα σε ένα περιβάλλον χωρίς λωρίδες, χρησιμοποιώντας την προσαρμοσμένη επέκταση με την ονομασία TrafficFluid-Sim, η οποία έχει κατασκευαστεί για τον προσομοιωτή SUMO (Simulation of Urban MObility). Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι, σε χαμηλές πυκνότητες κυκλοφορίας, η συνδεσιμότητα/συνεργασία μεταξύ του EmV και της γύρω κυκλοφορίας έχει μικρή επίδραση στην απόδοση του EmV, καθώς υπάρχει επαρκής χώρος για ελιγμούς. Από την άλλη, καθώς αυξάνεται η πυκνότητα κυκλοφορίας, η συνεργασία φαίνεται να είναι κρίσιμη και μέτρα, όπως ο σχηματισμός «πράσινων διαδρόμων», αποδεικνύονται εξαιρετικά αποτελεσματικά, επιτρέποντας στο EmV να διατηρεί υψηλές ταχύτητες, παρά τον περιορισμένο χώρο.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες