Optimisation des flux de véhicules dans les ronds-points complexes : couloirs extérieurs et orientations souhaitées

Table des liens

Résumé et introduction

Modélisation de véhicules

Le contrôle par rétroaction non linéaire

Couloirs OD et orientations souhaitées

Contrôleurs de limites et de sécurité

Résultats de simulation

Conclusion

Annexe A : Détection de collision

Annexe B : Courbes de distance ISO transformées

Annexe C : Densité locale

Annexe D : Détails du contrôleur de sécurité

Annexe E : Paramètres du contrôleur

Références

IV. COULOIRS OD ET ORIENTATIONS SOUHAITÉES

A. Définition des corridors OD

Un corridor OD est une partie de la surface du rond-point, où les véhicules ayant un OD correspondant sont autorisés à circuler. Compte tenu du grand nombre de couples OD dans les grands ronds-points, il est judicieux d'établir automatiquement des corridors respectifs, conformes à des règles établies qui se rapprochent des décisions des conducteurs humains. De tels corridors peuvent aider à atténuer les conflits entre les véhicules sur le rond-point et à améliorer la circulation. Par exemple, si la destination d'un véhicule est proche de sa branche d'entrée, il semble logique d'éviter de circuler près de la limite intérieure du rond-point, ce qui exposerait le véhicule à un mouvement quasi-perpendiculaire risqué et gênant. La limite extérieure du rond-point est considérée comme la limite extérieure de tous les corridors OD, comme le montre la figure 5. Inversement, pour obtenir une meilleure utilisation de l'infrastructure, une définition plus pertinente des limites intérieures des corridors est entreprise. Tout d'abord, nous classons les OD en deux types : (1) la destination est visible depuis l'origine (Fig. 5(a)) ; et (2) la destination n'est pas visible depuis l'origine (Fig. 5(b)).

Destination visible : Pour le premier type de couples OD où l'origine et la destination sont relativement proches l'une de l'autre et la destination est visible depuis l'origine, le moyen le plus court et le plus simple d'y parvenir est de prendre un chemin direct à proximité ou sur la limite extérieure du rond-point, en évitant les excursions vers la partie intérieure du rond-point. Dans ce sens, un choix simple consiste à considérer une ligne droite reliant le point le plus à gauche de la branche d'origine au point le plus à gauche de la branche de destination comme limite intérieure du corridor, voir la figure 5(a). Si un tel corridor est trop étroit pour un certain OD, la limite intérieure peut être remplacée par un arc. Dans le cas du rond-point de la Place Charles de Gaulle, la destination est visible depuis l'origine si elle se trouve à 3 branches maximum de l'origine. Si la branche de sortie est juste après la branche d'entrée, la deuxième option (arc au lieu d'une ligne) est utilisée pour la limite intérieure.

B. Spécification des orientations souhaitées

Un véhicule doit disposer d'une ligne directrice concernant sa direction de déplacement lorsqu'il circule dans son couloir OD, de sorte qu'il se fonde d'abord dans le trafic du rond-point, puis avance vers sa destination et finit par sortir. Cette ligne directrice est fournie sous la forme d'orientations souhaitées pour le véhicule qui sont calculées en fonction de la position actuelle du véhicule et de sa destination et sont transmises au NLFC pour influencer les décisions de déplacement du véhicule. Ainsi, en l'absence d'autres véhicules, un véhicule suivrait le chemin imposé par les orientations souhaitées dépendant de la position vers sa sortie. En présence d'autres véhicules, le véhicule peut être amené à dévier de ce chemin, par exemple pour éviter une collision avec d'autres véhicules, mais aura toujours une orientation souhaitée correspondant à sa position actuelle.

Dans ce travail, nous utilisons une moyenne pondérée de deux orientations, qui sont les solutions optimales respectives du problème du chemin le plus court vers la destination ; et l'écart minimum par rapport au problème du mouvement circulaire, voir les détails dans [35]. Le problème du chemin le plus court : Le chemin le plus court reliant une position de rond-point à une destination spécifique a une signification physique claire ; un véhicule aurait, en l'absence d'autres véhicules, intérêt à emprunter le chemin le plus court vers sa destination. Notons cependant qu'un tel chemin peut inclure de fortes déviations par rapport à l'angle circulaire, qui, en présence d'autres véhicules, augmentent les conflits avec les véhicules en rotation, provoquant des retards accrus et des risques de collision. Les orientations du chemin le plus court sont facilement déduites en distinguant deux cas :

L'orientation souhaitée dans cette partie est la pente de la tangente. Dans la deuxième partie, le chemin suit la limite intérieure, c'est-à-dire que l'orientation souhaitée est l'angle circulaire, jusqu'à ce que la destination devienne visible ; après quoi nous avons à nouveau le cas de la destination visible, et l'orientation souhaitée est la pente d'une ligne reliée au point de sortie, voir Fig. 7.

Le problème de déviation minimale : un chemin reliant n'importe quelle position du rond-point à une destination avec une déviation minimale du mouvement circulaire est intéressant car la plupart des véhicules tournent et si leurs orientations sont proches de l'angle circulaire, alors ils sont proches les uns des autres, ce qui atténue les conflits entre véhicules et la force de toute manœuvre d'évitement de collision requise. Dans [35], la solution dérivée d'un problème de contrôle optimal indique que les déviations par rapport à l'angle circulaire sont minimisées si un véhicule conserve une déviation constante sur son chemin de n'importe quelle position à la destination et que cette déviation constante est