Исследование методов управления и структур для интеллектуальных систем автомобиль-дорога

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование методов управления и структур для интеллектуальных систем автомобиль-дорога

Мье Мин Каинг

Аннотация

интеллектуальный автомобиль дорога затор

В статье проанализированы новейшие тенденции развития интеллектуальных систем автомобиль-дорога (ИСАД) и проведено сравнение различных вариантов ИСАД. Идеи и процедуры унифицированы при разработке хорошо структурированной концепции разработки и внедрения ИСАД, которая представляет собой эффективный способ решения проблемы заторов. Описаны некоторые из наиболее важных усилий в этой области в направлении реализации масштабной ИСАД. Структуры обычно рассматривают транспортные средства, которые будут контролироваться в рамках субъектов высшего уровня, таких как взводов, или в качестве индивидуальных транспортных средств.

Ключевые слова: интеллектуальные системы, безопасность интеллектуальных транспортных средств, модель интеллектуального управления, Wi-Fi технология, контроль структуры и архитектуры для IVHS.

Abstract

The article analyzes the latest trends in intelligent vehicle - highway system (IVHS) and compares different options IVHS . Ideas and standardized procedures in the development of a well-structured concept of intelligent system-road vehicle (IVHS), which you can find some fully functional units with their own characteristics interconnected to each other to fit a flexible system that can respond in an effective way to solve the problem of traffic congestion. Some of the most important efforts in this area and described their role in the implementation of a large scale in IVHS. The frameworks usually consider the vehicles to be controlled either as part of higher-level entities such as platoons, or as individual vehicles.

Keywords: intelligent systems, security intelligent vehicles, model predictive control, Wi-Fi technology, Framework architecture for control and IVHS.

Заторы на автомагистралях в мегаполисах мира становится серьезной проблемой для правительств, ученых, частного сектора, транспорта консалтинговых фирм, а также международных экологических организаций. Перегруженность автомагистралей одна из основных причин аварийности, экономических потерь (потерянное время, увеличение загрязнения воздуха и др.). Среди различных решений, направленных на решение указанной проблемы наиболее привлекательным решением является разработка и внедрение ИСАД .

Перегрузка уличного движения в крупнейших городах мира является растущей проблемой, которая должна быть принята во внимание не только государством, но и частным сектором. После обширного обследования в области интеллектуальных систем автомобиль-дорога (ИСАД), различные варианты анализируются , чтобы решить эту дилемму, и концепция интеллектуальная система автомобиль-дорога (ИСАД) предлагается в качестве наилучшего решения.

ИСАД является интеллектуальной транспортной системой, в которой автомобили и дороги будут обмениваться информацией с помощью системы двусторонней связи (датчик - Wi-Fi) . Автоматизированные автомагистрали имеют комплект полос движения, на которых автомобили со специализированными датчиками и системами беспроводной связи могут двигаться под управлением компьютера с маленькими интервалами между автомобилями. Автомобили могут постоянно обмениваться информацией с другими автомобилями и с центром управления трафиком о скорости, ускорении, торможении, препятствиях, дорожных условиях и т.д.

ИСАД будет ориентироваться на дорогу, а не на водителя. Датчики и устройства связи объединят дорогу и автомобиль, чтобы максимизировать производительность вождения. Вероятность ошибок водителей будет снижена и, в конечном счете, при полном выполнении, устранена.

Рис . 1. Технология ИСАД

Система автомагистрали будет контролировать назначения и планируемые маршруты индивидуального автомобиля. Таким образом система может координировать поток трафика более эффективно, снизить колебания скорости, показать на мониторе опасность автомобиля и движение ударных волн, максимальную пропускной способность автомагистрали и свести к минимуму дорожные пробки. Кроме того, система будет быстро реагировать на изменяющиеся условия автомагистрали.

Типы IVHS (ИСАД)

Важной составляющей ИСАД являются интеллектуальные транспортные средства (IVs), которые чувствуют окружающую среду вокруг них, используя датчики (например, радар, лидар, или методы машинного зрения) и стремятся к достижению более эффективной работы транспортного средства и оказанню помощи водителю (с помощью консультативный или предупреждения) и путем полного контроля над автомобилем (то есть, частичная или полная автоматизация). Эти IVs также поддерживают связь двух автомобилей друг с другом и с придорожной системой. Основываясь на степени, в которой дорога и автомобиль могут работать вместе (без вмешательства водителя), мы можем виделить различные типы ИСАД следующим образом:

• Автономные системы автомобиля: Автомобиль оборудован датчиками и компьютерами , они могут деиствовать без помощи придорожной инфраструктуры и без согласования с соседними автомобилями.

• Кооперативные системы автомобиля: автомобиль использует датчики и методы беспроводной связи для координации их маневров с соседними автомобилями без какого-либо вмешательства на обочине дороги.

• Системы инфраструктуры при поддержке : Водители транспорта могут общаться друг с другом и определят принципы в целях принятия решений , которые предоставляет придорожная инфраструктура.

• Система управления инфраструктурой : Водители могут указать их желаемые действия, такие как изменение маршрута , выход и запись в придорожной инфраструктуре. Затем эта система дает инструкции по межведомственной координации манёвров транспортного средства.

• Системы контроля инфраструктуры: Придорожная инфраструктура принимает полный контроль операций транспортных средств, контролирует трафик и оптимизирует работу транспортного средства таким образом, что сеть используется максимально.

Рис .2. Схема безопасности и эффективности проезда через движения.

Автомобили аварийных служб с правом проезда, такие как машины скорой помощи, могут предупредить другие транспортные средства, подьехавшие к перекрестку, что они приблизились, и более безопасно и эффективно пройти через поток машин.

Преимущества ИСАД

Исследования показали, что выгоды от IVHS на производительность существующей транспортной системы в мире с течением времени будут огромные и они будут иметь далеко идущие последствия . В долгосрочной перспективе заторы будут сокращены; безопасность будет повышена, потому что будут использоваься виртуальные программы; вождение будет предсказуемым и надежным. Более конкретно преимущества реализации ИСАД включают следующее;

• Больше транспортных средств могут быть размещены на шоссе. Количество транспортных средств в час на полосу может быть значительно увеличено,так как скорость движения стандартизировано и увеличено и в результате уменьшается время в пути.

• Безопасность вождения будет значительно больше, чем в настоящее время. Коэффициент ошибок человека значительно уменьшится.

• Проверка уровня вождения может быть проведено без учета погодных условий и условий окружающей среды. Туман, ветер дует грязь, низкий угол солнца, дождь, снег, темнота и другие условия, влияющие на видимость водителя, больше не будут препятствовать прогрессу.

• Вождение для всех водителей, использующих IVHS , может быть безопасным . IVHS предоставляет расширенные мобильности для людей с ограниченными возможностями, для пожилых людей и менее опытных водителей.

• Расход топлива и выбросы могут быть сокращены. В краткосрочной перспективе эти проблемы будут решены, потому что запуск и остановка вождения будут сведены к минимуму и потому что на борту датчики будут проверены, чтобы гарантировать, что автомобиль работает на максимальной производительности. В долгосрочной перспективе IVHS сможет подсказать место , где находится пункт заправки топливом транспортного средства.

• Земельные участки могут быть использованы более эффективно. Дороги не должны занимать много места, так как IVHS должна обеспечить более эффективное использование полосы отвода.

• Более эффективные коммерческие операции. Коммерческие грузоперевозки могут реализовать более высокую надежность срабатывания для поддержки доставки "только в срок".

• Более эффективные транзитные операции. Транзитные операции могут быть автоматизированы, расширяя гибкость и удобство транзитной возможности , увеличивая пассажиропотоки и обслуживание.

Сравнение методов проектирования управления

Теперь сравним контрольные методы проектирования, описанные выше,которые основаны на следующих направлениях;

1 .Вычислительная сложность

2.Включение жестких ограничений,

3.Включение будущих входов,

4.Модель на основе или нет,

5.Масштабируемость

Таблица 1: Сравнение методов проектирования управления

В этой статье представили краткий обзор применяемых методов управления транспортными потоками, которые используют существующие в настоящее время меры по управлению движением. В следующей статье будем рассматривать будущие системы управления дорожным движением на основе интеллектуальных автомобилей и автоматизированных систем автомобильных дорог.

Cтруктуры управления и архитектуры для ИСАД

Самые важные архитектуры управления были разработаны для связывания инфраструктуры придорожных и автоматизированных взводов. В частности,

1. рамки РАТН

2. рамки Dolphin

3. рамки Auto21 CDS

4. CVIS

5. SafeSpot

6. PReVENT

Сравнение различных структур ИСАД

Сравниваем Framework на основе представлены в таблице 2.

V2V - автомобиль - автомобиль

V2I - автомобиль - инфраструктура

Заключение

После нескольких лет планирования, реализации и совершенствования в небольшом масштабе, Интеллектуальная система автомобиль / дорога (ИCАД) начинает быть привлекательной и необходимой альтернативой , чтобы облегчить заторы в крупных городах мира. Разработка теоретической поддержки, в сочетании с применением, последних достижений в микроэлектронной, компьютерной науке и коммуникации определенно предлагают ИCАД в качестве главного варианта решения этой проблемы.

Развитие ИCАД будет долгосрочным, поэтапно проект будет развиваться. Это медленный и стабильный подход будет гарантировать, что работа сделана правильно, правильные технологии оптимизированы, водители могут ехать в своих автомобилях. Проблемы водителя и инфраструктуры решаются, и одновременно водитель получает новые здания в вождении .

В статье сделан обзор управления движением и контроля рамок для ИCАД . Обзор основных методов проектирования управления настоящее время используется для контроля трафика шоссе. Обсуждались различные архитектуры управления движением для ИCАД , такие как PATH , Дельфин , Auto21 CDS, безопасные место , и условия предотвращения . Рамки были по сравнению с качественной точки зрения, а предназначена, как нынешние методики управления движением может поместиться в ИCАД основе управления движением установки. Наконец, определены некоторые открытые вопросы и будущие проблемы в дальнейшей реализации и фактические развертывания систем управления движением ИCАД .

Список информационных источников

1. Анализ управляемого движения автомобиля в системе "ВОДИТЕЛЬ-АВТОМОБИЛЬ-ДОРОГА" математическими методами//Долгов, Иван Алексеевич, 2013. - 214 C .

2. Антипов, Т.П. Метод моделирования динамики неголономных связей. Методы системного анализа в задачах/Т.П.Антипов - .М., «Автомобильный транспорт», 1986, 570 с.

3. Катанаев, Н.Т. Наблюдаемость, управляемость и устойчивость системы "автомобиль-среда-водитель"/.Т.Катанаев - . М., МАМИ, Межвуз сб. науч. тр. «Надежность и активная безопасность автомобиля», 1985, с.14-.

4. Traffic Management Control intellectual Vehicle Highway Systems//LD Bhaskar, 2009 ,

5. An Over view of AHS // SANGHYUN CHEON , no 5-6

6. Ashley, S., “Smart Cars and Automated Highways”, Mechanical Engineering Magazine, May 1998.

7. Elliott, S., D., Wireless Communications for Intelligent Transportation Systems, Artech House, 1995.

8. http://www.swri.org/4org/d10/isd/ivs/cvs.htm

Department «Automated Control System»

Мье Мин Каинг - аспирант кафедры «Автоматизированные системы управления», ФГБОУ ВПО Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Размещено на Allbest.ru