Optimizarea fluxului de vehicule în sensurile giratorii complexe: coridoare OD și orientări dorite

Tabelul de legături

Rezumat și introducere

Modelarea vehiculelor

Controlul neliniar al feedback-ului

Coridoare OD și orientări dorite

Controloare de delimitare și siguranță

Rezultate simulare

Concluzie

Anexa A: Detectarea coliziunilor

Anexa B: Curbe ISO-Distanță transformate

Anexa C: Densitatea locală

Anexa D: Detalii controler de siguranță

Anexa E: Parametrii controlerului

Referințe

IV. CORIDOARE OD ȘI ORIENTĂRI DEZIRATE

A. Definirea coridoarelor OD

Un coridor OD este o parte a suprafeței sensului giratoriu, unde vehiculele cu OD corespunzătoare sunt permise să circule. Având în vedere numărul mare de cupluri OD în sensurile giratorii mari, este logic ca coridoarele respective să fie stabilite automat, conform regulilor stabilite care se apropie de deciziile conducătorului auto. Astfel de coridoare pot contribui la atenuarea conflictelor dintre vehiculele de pe sensul giratoriu și la îmbunătățirea fluxului de trafic. De exemplu, dacă destinația unui vehicul este aproape de ramura de intrare, pare logic să se evite conducerea în apropierea limitei interioare a sensului giratoriu, ceea ce ar expune vehiculul la mișcări cvasi-perpendiculare riscante și obstructive. Limita exterioară a sensului giratoriu este considerată limita exterioară a tuturor coridoarelor OD, așa cum se vede în Fig. 5. În schimb, pentru a obține o utilizare mai bună a infrastructurii, se realizează o definire mai pertinentă a limitelor interioare ale coridoarelor. În primul rând, clasificam OD-urile în două tipuri: (1) destinația este vizibilă de la origine (Fig. 5(a)); și (2) destinația nu este vizibilă de la origine (fig. 5(b)).

Destinație vizibilă: pentru primul tip de cupluri OD în care originea și destinația sunt relativ aproape una de cealaltă și destinația este vizibilă de la origine, cel mai scurt și simplu mod de a ajunge acolo este să urmezi o cale directă în vecinătatea sau pe limita exterioară a sensului giratoriu, evitând excursiile în partea interioară a sensului giratoriu. În acest sens, o alegere simplă este de a considera o linie dreaptă care leagă punctul cel mai din stânga al ramului de origine cu punctul cel mai din stânga al ramificației de destinație ca graniță a coridorului interior, vezi Fig. 5(a). Dacă un astfel de coridor este prea îngust pentru un anumit OD, granița interioară poate fi înlocuită cu un arc. În cazul sensului giratoriu Place Charles de Gaulle, destinația este vizibilă de la origine dacă se află la până la 3 ramuri distanță de origine. Dacă ramura de ieșire este imediat după ramura de intrare, a doua opțiune (arc în loc de linie) este utilizată pentru limita interioară.

B. Specificarea orientărilor dorite

Un vehicul ar trebui să aibă anumite linii directoare cu privire la direcția de mișcare în timp ce conduce pe coridorul său OD, astfel încât mai întâi să se îmbine în traficul cu sensul giratoriu, apoi să avanseze spre destinație și, în cele din urmă, să iasă. Acest ghid este furnizat sub forma orientărilor dorite pentru vehicul, care sunt calculate pe baza poziției curente a vehiculului și a destinației sale și sunt transmise NLFC pentru a influența deciziile de mișcare a vehiculului. Astfel, în absența altor vehicule, un vehicul ar urma traseul impus de orientările dorite în funcție de poziție spre ieșire. În prezența altor vehicule, vehiculul poate fi nevoit să se abată de la acea cale, de exemplu pentru a evita coliziunea cu alte vehicule, dar va avea întotdeauna o orientare dorită corespunzătoare poziției sale curente.

În această lucrare, folosim o medie ponderată a două orientări, care sunt soluțiile optime respective ale celei mai scurte căi către problema destinației; și abaterea minimă de la problema mișcării circulare, vezi detalii în [35]. Problema cu cea mai scurtă cale: Cea mai scurtă cale care conectează orice poziție giratorie cu o anumită destinație are o semnificație fizică clară; un vehicul ar avea, în absența altor vehicule, interesul să circule pe calea cea mai scurtă până la destinație. Rețineți, totuși, că o astfel de cale poate include abateri puternice de la unghiul circular, care, în prezența altor vehicule, cresc conflictele cu vehiculele care se rotesc, provocând întârzieri crescute și risc de coliziune. Orientările pe calea cea mai scurtă sunt obținute cu ușurință prin distingerea între două cazuri:

Orientarea dorită în această parte este panta tangentei. În a doua parte, traseul urmează limita interioară, adică orientarea dorită este unghiul circular, până când destinația devine vizibilă; dupa care avem din nou cazul destinatiei vizibile, iar orientarea dorita este panta unei linii legate de punctul de iesire, vezi Fig. 7.

Problema deviației minime: O cale care leagă orice poziție din sensul giratoriu cu o destinație cu abatere minimă de la mișcarea circulară este interesantă deoarece majoritatea vehiculelor se rotesc și dacă orientările lor sunt apropiate de unghiul circular, atunci sunt aproape unul de celălalt, ceva care atenuează conflictele vehiculelor și puterea oricăror manevre necesare de evitare a coliziunilor. În [35], soluția derivată a unei probleme de control optim indică faptul că abaterile de la unghiul circular sunt minimizate dacă un vehicul păstrează o abatere constantă pe calea sa de la orice poziție la destinație și această abatere constantă este