Үлкен жолақсыз айналма жолдарда автоматтандырылған көліктерді басқару

Сілтемелер кестесі

Аннотация және кіріспе

Көлікті модельдеу

Сызықты емес кері байланысты басқару

OD дәліздері және қалаған бағдарлар

Шекаралық және қауіпсіздік бақылаушылары

Модельдеу нәтижелері

Қорытынды

А қосымшасы: Соқтығысты анықтау

B қосымшасы: Трансформацияланған ISO-қашықтық қисықтары

С қосымшасы: Жергілікті тығыздық

Қосымша D: Қауіпсіздік контроллері туралы мәліметтер

Қосымша E: Контроллер параметрлері

Анықтамалар

Аннотация — Автоматтандырылған көліктерді үлкен жолақсыз айналма жолдарда басқару геометриялық күрделілікке және кіретін, айналатын және шығатын көліктер арасындағы жиі қақтығыстарға байланысты қиын. Бұл құжат айналма және жалғанған жол тармақтары ішіндегі көліктерді басқарудың кешенді әдістемесін ұсынады. Әзірленген нақты уақыттағы көлік қозғалысының стратегиясы сәйкес OD көліктерінің рұқсат етілген қозғалыс аймақтарын белгілейтін әрбір шығу-тағайындау (OD) қозғалысы үшін бір-бірден офлайн есептелген кең қабаттасатын қозғалыс дәліздеріне негізделген. Сондай-ақ, ықтимал көлік қақтығыстарын азайту және сапар қашықтығын азайту үшін кеңістікке байланысты қалаған бағдарлар межелі орынмен анықталады. Айналмалы және түзу қозғалыстар үшін екі сызықты емес кері байланыс контроллерін (NLFC) қолданатын бөлінген (көлік үшін) қозғалысты басқару стратегиясы әрбір көлік құралын тиісті OD дәлізі ішінде межелі орынға қарай бағыттау, қалаған бағдарды есепке алу және соқтығысуды болдырмау үшін қолданылады. басқа көлік құралдарымен; ал шекаралық бақылаушылар дәліз шекарасының бұзылмайтынына, шығудың өткізілмейтініне кепілдік береді. Тым күрделі жағдайды зерттеу ретінде біз Париждегі Шарль де Голль алаңының әйгілі айналма жолын қарастырамыз, оның ені 38 м және ондаған екі бағытты радиалды көшелерден тұрады, демек барлығы 144 OD. Ұсынылған әдістің орындылығы мен тиімділігі микроскопиялық модельдеу және макроскопиялық деректерді бағалау арқылы тексеріледі.

Индекс шарттары — автоматтандырылған көліктер, жолақсыз қозғалыс, микроскопиялық модельдеу, сызықты емес кері байланыс контроллері

I. КІРІСПЕ

Жол қозғалысының кешігуі, қоршаған ортаның нашарлауы және қозғалыс қауіпсіздігінің төмендеуі сияқты көлік кептелісінен туындаған мәселелерді шешу үшін соңғы онжылдықтарда қозғалысты басқарудың әртүрлі әдістері әзірленді және ішінара қолданылды [1], [2]. Жақында көлік құралдарының жеке мүмкіндіктерін айтарлықтай жақсартатын, қозғалысты басқарудың әлеуетті құралдарының жаңа буынын шығаруға мүмкіндік беретін Көлік құралдарын автоматтандыру және коммуникация жүйелері (VACS) кең ауқымды әзірленді [3], [4]. Бұл тенденция жоғары автоматтандырылған немесе жүргізушісіз дерлік көліктердің пайда болуымен жалғасуда, олар нақты қозғалыс жағдайында сыналған, мысалы [5] қараңыз. Алдағы уақытта көліктер бір-бірімен және инфрақұрылыммен байланыса алады; және өз сенсорларына, байланыстарына және қозғалысты басқарудың сәйкес стратегияларына негізделген автоматты түрде жүргізіңіз.

Жақында көлікті автоматтандыру мен байланыстың жоғары деңгейінде қолданылатын көлік қозғалысының жаңа парадигмасы TrafficFluid тұжырымдамасы ұсынылды [6]. TrafficFluid концепциясы екі біріктірілген қағидатқа сүйенеді: (a) Көлік құралдары әдеттегі қозғалыстағыдай бекітілген қозғалыс жолақтарына қосылмаған, бірақ жолдың 2-D бетінде кез келген жерде жүре алатын жолақсыз қозғалыс; және (b) көлік құралдарының олардың алдында тұрған басқа көлік құралдарына хабарлайтын (немесе олар сезетін) көлік құралын итеру және бұл алдыңғы көлік құралдарының қозғалысына әсер етуі мүмкін. Соңғы екі жылда TrafficFluid парадигмасы бойынша жолақсыз инфрақұрылымдағы автономды көліктер үшін әртүрлі әдістемелерді қолдана отырып, бірнеше қозғалыс стратегиясы ұсынылды, соның ішінде: арнайы стратегиялар [6], [7], оңтайлы басқару [8], [ 9], оқытуды бекіту [10], сызықты емес кері байланысты бақылау [11], [12]; және жолақсыз қозғалыс үшін жалпы модельдеу ортасы да әзірленді [13]; қысқаша шолу үшін [14] қараңыз.

Керемет негізгі баяндамасында [15] Люк Джулия жүргізушісіз көліктердің ешқашан шындыққа айналмауының екі себебін атап өтті, олардың бірі 1-суретте бейнеленген Париждегі күрделі Шарль де Голль айналма жолы, ол автоматтандырылған көліктер үшін тым күрделі. (AV) шарлау үшін. Бұл әйгілі айналма жолдың ені 38 м, сыртқы радиусы 84 м, ішкі радиусы 46 м. Ол ондаған екі жақты радиалды көшелерден тұрады, яғни көліктерге арналған 144 нақты шығу-бағыт (OD) қозғалысы. Осы күрделілікті ескере отырып, бұл жол инфрақұрылымы жолақсыз жұмыс істейді; сондықтан, айналма жолға шыққанда, адам жүргізушілер ешқандай қозғалыс жолақтарын ұстанбай, өз жолын табуы керек. Люк Джулияның мәлімдемесі бізге қиындықты шешуге және TrafficFluid концепциясына мысал ретінде қарастырылатын Шарль де Голль айналма жолын қарастыруға мотивация берді. осы қағазда көрсетілгендей күрделі айналма жолдарда қоныстануы және жүруі мүмкін.

Айналмалы жолдар қалалық көлік қозғалысының негізгі элементі болып табылады, аз қозғалыс кезінде тиімдірек ағынды қамтамасыз етеді [17]; бірақ жоғары талаптарда кедергі нүктесі болуы мүмкін. Сондықтан күрделілігіне байланысты қиын деп саналатын айналма жолдарды сәтті басқару жақын маңдағы көлік ағынын жақсартуы мүмкін. Әдебиеттерде айналма жолдарда АВ жүргізуге бағытталған бірнеше еңбектер бар [18]-[33]. Кейбір маңызды белгілерге негізделген қолданыстағы әдістердің классификациясы болып табылады

I кестеде келтірілген. Баяндалған жұмыстардың көпшілігі осы мақаладағы жағдайды зерттеудің күрделілігіне жақын келмейтін қарапайым айналма жолдарға бағытталған сияқты. Атап айтқанда, олардың көпшілігі радиалды көшелер саны шектеулі бір немесе екі жолақты айналма жолдарда шоғырланған.

AV үшін басқару схемасын және Шарль де Голль алаңының (Париж) айналма жолына қолдануды қамтитын жолақсыз айналма жолдар бойынша ерте нәтижелер туралы алдын ала есеп [34] ұсынылды. Онда [11] түзу жолақсыз жолдармен қозғалатын көліктер үшін әзірленген сызықты емес кері байланыс контроллері айналма жолдағы көліктерді басқару үшін пайдаланылды. Сонымен қатар, [35] жұмысында біз [34] қолданылған эвристикалық әдісті алмастыру үшін үлкен айналма жолдардағы қажетті бағдарларды анықтау үшін сапар қашықтығы мен айналмалы қозғалыстан ауытқудың өлшенген сомасын азайтатын оңтайлы басқару тәсілін әзірледік.

Бұл мақалада біз қауіпсіз және ыңғайлы көлік қозғалысын, сондай-ақ қолайлы өткізу қабілетін, әсіресе тығыздығы жоғары жағдайларда қамтамасыз ету үшін көптеген маңызды аспектілерде [34] ұсынылған стратегияларды кеңейтеміз және жетілдіреміз. Біріншіден, [12]-де айналма жолдарға арналған жаңа сызықты емес контроллер айналма жолдармен қозғалу кезінде көліктерді басқару үшін қолданылады, бұл [34]-те көрсетілгендей түзу жолды реттегішті өзгертуге қарағанда қолайлы. Екіншіден, көлік құралының қажетті бағдарларын анықтау үшін [35] ұсынылған оңтайлы емес онлайн тәсіл қолданылады. Сонымен қатар, жергілікті тығыздыққа негізделген бейімделгіш қажетті жылдамдық, сондай-ақ бойлық қауіпсіздік контроллері сияқты кейбір қосымша ойлар енгізілген.

қамтамасыз ету үшін: (i) адамдар көп шоғырланған жағдайларда лайықты өнімділік; және (ii) инфрақұрылымды жақсы пайдалану және барлық тығыздық деңгейлерінде жоғары өткізу қабілеттілігі. Қозғалыс стратегиясын жасау кезінде біз адамның логикалық шешімдерін елестетуге тырыстық және егер олар тиімді болса, оларды ұстандық. Шарль де Голль айналма жолының микроскопиялық модельдеу бейнесі ұсынылған тәсілді пайдаланып https://bit.ly/36exR42. Соңында, ұсынылған әдістеменің трафик деңгейіндегі тиімділігін бағалау үшін макроскопиялық деректер пайдаланылады.

Қағаздың қалған бөлігі келесідей. II бөлімде көлік динамикасы мен айналмалы және қиғаш қозғалыстар үшін түрлендірулер түсіндіріледі. Түзу және айналмалы жолдар үшін қолданылатын сызықты емес контроллерлер III бөлімде берілген. IV бөлімде жобаланған OD дәліздері және қажетті бағдарлау тәсілі сипатталады. Шекаралық және қауіпсіздік контроллері V бөлімде берілген. Модельдеу нәтижелері VI бөлімде берілген. Қорытынды сөз VII бөлімде берілген. Кейбір қосымша мәселелер туралы мәліметтер төрт Қосымшада берілген.