Optimalizace toku vozidel na složitých kruhových objezdech: vnější koridory a požadované orientace

Tabulka odkazů

Abstrakt a úvod

Modelování vozidel

Nelineární kontrola zpětné vazby

OD koridory a požadované orientace

Hraniční a bezpečnostní regulátory

Výsledky simulace

Závěr

Příloha A: Detekce kolize

Příloha B: Transformované křivky vzdálenosti ISO

Příloha C: Místní hustota

Dodatek D: Podrobnosti bezpečnostního ovladače

Příloha E: Parametry regulátoru

Reference

IV. OD CHODBY A POŽADOVANÉ ORIENTACE

A. Definování OD koridorů

Koridor OD je část povrchu okružní křižovatky, kde je povolena jízda vozidel s odpovídajícím OD. Vzhledem k velkému počtu párů OD na velkých kruhových objezdech je rozumné, aby příslušné koridory byly zřízeny automaticky, v souladu se zavedenými pravidly, která se blíží lidským rozhodnutím řidičů. Takové koridory mohou pomoci zmírnit konflikty mezi vozidly na kruhovém objezdu a zlepšit plynulost dopravy. Pokud je například cíl vozidla blízko jeho vjezdové větve, zdá se logické vyhnout se jízdě blízko vnitřní hranice kruhového objezdu, která by vystavila vozidlo riskantnímu a překážejícímu kvazikolmému pohybu. Vnější hranice okružní křižovatky je uvažována jako vnější hranice všech koridorů OD, jak je vidět na obr. 5. Naopak pro dosažení lepšího využití infrastruktury je provedeno přesnější vymezení vnitřních hranic koridorů. Nejprve kategorizujeme OD do dvou typů: (1) cíl je viditelný z počátku (obr. 5(a)); a (2) cíl není viditelný z počátku (obr. 5(b)).

Viditelný cíl: U prvního typu párů OD, kde jsou výchozí a cílový bod relativně blízko u sebe a cíl je viditelný z místa počátku, je nejkratší a nejjednodušší způsob, jak se tam dostat, jet přímou cestou v blízkosti nebo na vnější hranici kruhového objezdu, vyhýbání se výjezdům do vnitřní části kruhového objezdu. V tomto smyslu je jednoduchou volbou považovat za vnitřní hranici koridoru přímku spojující krajní levý bod počáteční větve s krajním levým bodem cílové větve, viz obr. 5(a). Pokud je takový koridor příliš úzký pro určitou vnější hranici, může být vnitřní hranice nahrazena obloukem. V případě kruhového objezdu Place Charles de Gaulle je cíl viditelný z výchozího bodu, pokud je vzdálen až 3 odbočky od výchozího bodu. Pokud je výstupní větev hned za vstupní větví, použije se pro vnitřní hranici druhá možnost (oblouk místo čáry).

B. Zadání požadovaných orientací

Vozidlo by mělo mít určité vodítko týkající se směru jeho pohybu při jízdě v koridoru vnějšího průměru, aby se nejprve zařadilo do kruhového objezdu, poté postoupilo ke svému cíli a případně vyjelo. Tato směrnice je poskytována ve formě požadovaných orientací pro vozidlo, které jsou vypočítány na základě aktuální polohy vozidla a jeho cíle a jsou předávány do NLFC, aby ovlivnily rozhodnutí o pohybu vozidla. V nepřítomnosti jiných vozidel by tedy vozidlo sledovalo dráhu vynucenou požadovanými orientacemi v závislosti na poloze směrem k jeho výstupu. V přítomnosti jiných vozidel se vozidlo může muset odchýlit z této dráhy, např. aby se zabránilo srážce s jinými vozidly, ale vždy bude mít požadovanou orientaci odpovídající jeho aktuální poloze.

V této práci používáme vážený průměr dvou orientací, které jsou příslušnými optimálními řešeními nejkratší cesty k cílovému problému; a minimální odchylka od problému kruhového pohybu, viz podrobnosti v [35]. Problém nejkratší cesty: Nejkratší cesta spojující jakoukoli polohu kruhového objezdu s konkrétním cílem má jasný fyzický význam; vozidlo by v případě nepřítomnosti jiných vozidel mělo zájem jet po nejkratší cestě k cíli. Všimněte si však, že taková dráha může zahrnovat silné odchylky od kruhového úhlu, které v přítomnosti jiných vozidel zvyšují konflikty s rotujícími vozidly, což způsobuje zvýšené zpoždění a riziko kolize. Orientace nejkratší cesty lze snadno odvodit rozlišením mezi dvěma případy:

Požadovaná orientace v této části je sklon tečny. V druhé části cesta sleduje vnitřní hranici, tj. požadovaná orientace je kruhový úhel, dokud nebude cíl viditelný; načež máme opět případ viditelného cíle a požadovanou orientací je sklon přímky připojené k výstupnímu bodu, viz obr. 7.

Problém minimální odchylky: Cesta spojující libovolnou pozici na kruhovém objezdu s cílem s minimální odchylkou od kruhového pohybu je zajímavá, protože většina vozidel se otáčí a pokud jsou jejich orientace blízké kruhovému úhlu, pak jsou blízko sebe, něco, co zmírňuje konflikty vozidel a sílu jakýchkoli požadovaných manévrů pro vyhnutí se srážce. V [35] odvozené řešení optimálního řídicího problému ukazuje, že odchylky od kruhového úhlu jsou minimalizovány, pokud si vozidlo zachovává konstantní odchylku na své cestě z libovolné polohy do cíle a tato konstantní odchylka je