Automatizuotų transporto priemonių valdymas didelėse žiedinėse sankryžose be eismo juostų

Nuorodų lentelė

Santrauka ir įvadas

Transporto priemonių modeliavimas

Netiesinio grįžtamojo ryšio valdymas

OD koridoriai ir pageidaujamos orientacijos

Ribų ir saugos valdikliai

Modeliavimo rezultatai

Išvada

A priedas: susidūrimo aptikimas

B priedas: transformuotos ISO atstumo kreivės

C priedas: Vietinis tankis

D priedas. Informacija apie saugos valdiklį

E priedas: Valdiklio parametrai

Nuorodos

Anotacija – automatizuotų transporto priemonių valdymas didelėse žiedinėse sankryžose be eismo juostų yra sudėtingas dėl geometrinio sudėtingumo ir dažnų įvažiuojančių, besisukančių ir išvažiuojančių transporto priemonių konfliktų. Šiame darbe siūloma visapusiška transporto priemonių valdymo žiedinėje sankryžoje ir jungiamųjų kelių atšakose metodika. Sukurta transporto priemonių judėjimo realiuoju laiku strategija remiasi neprisijungus apskaičiuotais plačiais persidengiančiais judėjimo koridoriais, po vieną kiekvienam kilmės ir paskirties vietos (OD) judėjimui, kurie nubrėžia leistinas atitinkamų OD transporto priemonių judėjimo zonas. Be to, nuo erdvės priklausomos norimos orientacijos nustatomos pagal paskirties vietą, kad būtų sušvelninti galimi transporto priemonės konfliktai ir sumažintas kelionės atstumas. Paskirstyta (vienai transporto priemonei) judėjimo valdymo strategija, naudojant du netiesinius grįžtamojo ryšio valdiklius (NLFC), skirta atitinkamai sukamiems ir tiesiems judesiams, kiekvienai transporto priemonei nukreipti atitinkamame OD koridoriuje link paskirties vietos, atsižvelgiant į norimą orientaciją ir išvengiant susidūrimų. su kitomis transporto priemonėmis; o ribų kontrolieriai garantuoja, kad koridoriaus ribos nebus pažeistos, o išvažiavimas nebus praleistas. Kaip pernelyg sudėtingą atvejo tyrimą laikome garsiąją Charles de Gaulle aikštės žiedinę sankryžą Paryžiuje, kurios plotis yra 38 m ir kurią sudaro keliolika dvikrypčių radialinių gatvių, taigi, iš viso 144 OD. Pateikto metodo tinkamumas ir efektyvumas patikrintas mikroskopiniu modeliavimu ir makroskopinių duomenų įvertinimu.

Rodyklės sąlygos – automatizuotos transporto priemonės, eismas be eismo juostų, mikroskopinis modeliavimas, netiesinio grįžtamojo ryšio valdiklis

I. ĮVADAS

Siekiant spręsti eismo spūsčių sukeliamas problemas, tokias kaip kelionių vėlavimas, aplinkos blogėjimas, sumažėjęs eismo saugumas, pastaraisiais dešimtmečiais buvo sukurti ir iš dalies taikomi įvairūs eismo valdymo metodai [1], [2]. Visai neseniai buvo sukurta daug įvairių transporto priemonių automatizavimo ir ryšių sistemų (VACS), kurios nepaprastai pagerina individualias transporto priemonių galimybes ir įgalina naujos kartos potencialius eismo valdymo įrankius [3], [4]. Ši tendencija tęsiasi, kai atsiranda didelio automatizavimo arba beveik be vairuotojo transporto priemonės, kurios išbandomos realioje eismo aplinkoje, žr., pvz., [5]. Netolimoje ateityje transporto priemonės gali bendrauti tarpusavyje ir su infrastruktūra; ir vairuoti automatiškai, remiantis savo jutikliais, ryšiais ir atitinkamomis judėjimo valdymo strategijomis.

Neseniai buvo pasiūlyta „TrafficFluid“ koncepcija, nauja transporto priemonių eismo paradigma, kuri taikoma aukšto lygio transporto priemonių automatizavimui ir komunikacijai [6]. TrafficFluid koncepcija remiasi dviem bendrais principais: (a) eismas be eismo juostų, kai transporto priemonės nėra pririštos prie fiksuotų eismo juostų, kaip įprasta eisme, bet gali važiuoti bet kur 2-D kelio paviršiumi; ir b) transporto priemonės stumdymas, kai transporto priemonės praneša apie savo buvimą kitoms priekyje važiuojančioms transporto priemonėms (arba jos jas jaučia), ir tai gali turėti įtakos priekyje važiuojančių transporto priemonių judėjimui. Per pastaruosius porą metų buvo pasiūlytos kelios judėjimo strategijos autonominėms transporto priemonėms be eismo juostų pagal TrafficFluid paradigmą, naudojant įvairias metodikas, įskaitant: ad-hoc strategijas [6], [7], optimalų valdymą [8], [ 9], pastiprinimo mokymasis [10], netiesinis grįžtamojo ryšio valdymas [11], [12]; taip pat buvo sukurta bendra eismo be juostų modeliavimo aplinka [13]; trumpą apžvalgą žr. [14].

Įspūdingame pagrindiniame pranešime [15] Lucas Julia paminėjo dvi priežastis, kodėl be vairuotojo transporto priemonės niekada negali tapti realybe, viena iš jų yra sudėtinga Place Charles de Gaulle žiedinė sankryža Paryžiuje, pavaizduota 1 pav., kuri yra per sudėtinga automatizuotoms transporto priemonėms. (AV), norėdami naršyti. Ši garsioji žiedinė sankryža yra 38 m pločio, jos išorinis spindulys – 84 m, o vidinis – 46 m. Jį sudaro keliolika dvikrypčių radialinių gatvių, ty 144 skirtingos transporto priemonių kilmės ir paskirties vietos (OD) judėjimai. Atsižvelgiant į šį sudėtingumą, ši kelių infrastruktūra veikia be eismo juostų; todėl, patekę į žiedinę sankryžą, žmonės vairuotojai turi rasti kelią nesilaikydami jokių eismo juostų. Luco Julia pareiškimas suteikė mums motyvacijos spręsti iššūkį ir apmąstyti Place Charles de Gaulle žiedinę sankryžą, kuri bet kuriuo atveju yra infrastruktūra be eismo juostų, kaip TrafficFluid koncepcijos atvejo analizę, ty sukurti transporto priemonių judėjimo strategiją, skirtą AV. gali apgyvendinti ir važiuoti tokiomis sudėtingomis žiedinėmis sankryžomis, kaip nurodyta šiame dokumente.

Žiedinės sankryžos yra pagrindinis miesto eismo elementas, leidžiantis efektyviau važiuoti lengvuoju eismu [17]; bet gali tapti kliūtimi keliant aukštesnius reikalavimus. Todėl sėkmingas žiedinių sankryžų valdymas, kuris laikomas sudėtingu dėl jų sudėtingumo, gali pagerinti transporto srautą aplinkinėje teritorijoje. Literatūroje yra keletas darbų, kuriuose pagrindinis dėmesys skiriamas AV važiavimui žiedinėse sankryžose [18]–[33]. Esamų metodų klasifikacija, pagrįsta kai kuriomis svarbiomis savybėmis, yra

Pateikta I lentelėje. Atrodo, kad daugumoje aprašytų darbų pagrindinis dėmesys skiriamas paprastoms žiedinėms sankryžoms, kurios neprilygsta šio dokumento atvejo analizės sudėtingumui. Visų pirma, dauguma jų koncentruojasi į vienos arba dviejų juostų žiedines sankryžas su ribotu radialinių gatvių skaičiumi.

Preliminari ataskaita apie ankstyvus žiedinių sankryžų be eismo juostų rezultatus, apimančius AV valdymo schemą ir pritaikymą Charles de Gaulle (Paryžius) žiedinei sankryžai, buvo pateikta [34]. Jame netiesinio grįžtamojo ryšio valdiklis, sukurtas [11], skirtas transporto priemonėms, važiuojančioms tiesiais keliais be juostų, buvo naudojamas transporto priemonėms valdyti žiedinėje sankryžoje. Be to, [35] sukūrėme optimalų valdymo metodą, sumažinantį svertinę kelionės atstumo ir nuokrypio nuo sukamaisiais judesiais sumą, kad nustatytų norimas orientacijas didelėse žiedinėse sankryžose ir pakeistų euristinį metodą, naudotą [34].

Šiame darbe mes išplečiame ir patobuliname [34] pateiktas strategijas daugeliu svarbių aspektų, kad užtikrintume saugų ir patogų transporto priemonės judėjimą bei priimtiną pralaidumą, ypač didelio tankio situacijose. Pirma, naujas netiesinis valdiklis, sukurtas žiediniams keliams [12], naudojamas transporto priemonėms valdyti judant žiedine sankryža, o tai yra tinkamesnė nei tiesių kelių valdiklio modifikavimas, kaip padaryta [34]. Antra, norint nustatyti norimas transporto priemonės orientacijas, naudojamas neoptimalus internetinis metodas, pateiktas [35]. Be to, pateikiami kai kurie papildomi aspektai, pvz., prisitaikantis norimas greitis, pagrįstas vietiniu tankiu, taip pat išilginis saugos valdiklis.

užtikrinti: i) tinkamą veikimą labai perpildytose situacijose; ir ii) geras infrastruktūros naudojimas ir didelis pralaidumas visais tankumo lygiais. Kurdami judėjimo strategiją dalimis bandėme įsivaizduoti logiškus žmogaus sprendimus ir, jei pasiteisino, jų vadovavomės. Šarlio de Golio žiedinės sankryžos mikroskopinio modeliavimo vaizdo įrašą, naudojant pateiktą metodą, galite rasti adresu https://bit.ly/36exR42. Galiausiai pateikiamos metodikos efektyvumui srauto lygiu įvertinti naudojami makroskopiniai duomenys.

Likusi popieriaus dalis yra tokia. II skyriuje paaiškinama transporto priemonės dinamika ir transformacijos sukamiems ir iškreiptiems judesiams. Netiesiniai valdikliai, naudojami tiesiems ir žiediniams takams, pateikti III skyriuje. IV skyriuje aprašomi suprojektuoti OD koridoriai ir pageidaujamas orientavimo metodas. Ribų ir saugos valdikliai pateikti V skyriuje. Modeliavimo rezultatai pateikti VI skyriuje. Baigiamosios pastabos pateiktos VII skirsnyje. Kai kurios papildomos problemos yra pateiktos keturiuose prieduose.