Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств
Транспортная система является одной из важнейших частей экономики страны. В то же время, рост интенсивности транспортного потока оказывает существенное отрицательное влияние на экономические показатели отрасли. Одним из способов повышения эффективности использования транспортной инфраструктуры являе...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center
2023-01-01
|
| Series: | Информатика и автоматизация |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15356 |
| _version_ | 1797695298003271680 |
|---|---|
| author | Anton Agafonov Alexander Yumaganov |
| author_facet | Anton Agafonov Alexander Yumaganov |
| author_sort | Anton Agafonov |
| collection | DOAJ |
| description | Транспортная система является одной из важнейших частей экономики страны. В то же время, рост интенсивности транспортного потока оказывает существенное отрицательное влияние на экономические показатели отрасли. Одним из способов повышения эффективности использования транспортной инфраструктуры является управление транспортными потоками. Решение задачи эффективного управления транспортными потоками в настоящее время часто осуществляется путем применения систем управления сигналами светофоров на регулируемых перекрёстках. В связи с развитием и постепенным внедрением самоорганизующихся автомобильных сетей, позволяющих обмениваться информацией между транспортными средствами и объектами инфраструктуры, а также развитием автономных транспортных средств другим перспективным подходом к решению рассматриваемой задачи является управление траекторией движения беспилотных транспортных средств. Как следствие, становится возможной постановка задачи совместного управления траекториями движения транспортных средств и сигналами светофоров для повышения пропускной способности перекрестков, снижения потребляемого топлива и времени движения. В данной работе представлен метод управления транспортным потоком на перекрестке, заключающийся в совместном управлении сигналами светофоров и траекториями движения подключенных/автономных транспортных средств. Разработанный метод сочетает метод адаптивного управления сигналами светофоров, основанный на детерминированной модели прогнозирования движения транспортных средств, и двухэтапный алгоритм построения траектории движения транспортных средств. Целевая функция оптимизации, используемая для построения оптимальных траекторий, учитывает расход топлива, время движения по дорожной полосе и время ожидания на перекрестке. Экспериментальные исследования разработанного метода проведены в системе микроскопического моделирования движения транспортных средств SUMO с использованием трех сценариев моделирования, включающих синтетические сценарии и сценарий движения в реальной городской среде. Результаты экспериментальных исследований подтверждают эффективность разработанного метода по критериям потребления топлива, времени движения и времени ожидания по сравнению с методом адаптивного управления сигналами светофоров. |
| first_indexed | 2024-03-12T03:10:23Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-93d84788cca6444388eb898c1eee4488 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2713-3192 2713-3206 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-12T03:10:23Z |
| publishDate | 2023-01-01 |
| publisher | Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center |
| record_format | Article |
| series | Информатика и автоматизация |
| spelling | doaj.art-93d84788cca6444388eb898c1eee44882023-09-03T14:27:43ZengRussian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research CenterИнформатика и автоматизация2713-31922713-32062023-01-0122153210.15622/ia.22.1.115356Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средствAnton Agafonov0Alexander Yumaganov1Samara National Research UniversitySamara National Research UniversityТранспортная система является одной из важнейших частей экономики страны. В то же время, рост интенсивности транспортного потока оказывает существенное отрицательное влияние на экономические показатели отрасли. Одним из способов повышения эффективности использования транспортной инфраструктуры является управление транспортными потоками. Решение задачи эффективного управления транспортными потоками в настоящее время часто осуществляется путем применения систем управления сигналами светофоров на регулируемых перекрёстках. В связи с развитием и постепенным внедрением самоорганизующихся автомобильных сетей, позволяющих обмениваться информацией между транспортными средствами и объектами инфраструктуры, а также развитием автономных транспортных средств другим перспективным подходом к решению рассматриваемой задачи является управление траекторией движения беспилотных транспортных средств. Как следствие, становится возможной постановка задачи совместного управления траекториями движения транспортных средств и сигналами светофоров для повышения пропускной способности перекрестков, снижения потребляемого топлива и времени движения. В данной работе представлен метод управления транспортным потоком на перекрестке, заключающийся в совместном управлении сигналами светофоров и траекториями движения подключенных/автономных транспортных средств. Разработанный метод сочетает метод адаптивного управления сигналами светофоров, основанный на детерминированной модели прогнозирования движения транспортных средств, и двухэтапный алгоритм построения траектории движения транспортных средств. Целевая функция оптимизации, используемая для построения оптимальных траекторий, учитывает расход топлива, время движения по дорожной полосе и время ожидания на перекрестке. Экспериментальные исследования разработанного метода проведены в системе микроскопического моделирования движения транспортных средств SUMO с использованием трех сценариев моделирования, включающих синтетические сценарии и сценарий движения в реальной городской среде. Результаты экспериментальных исследований подтверждают эффективность разработанного метода по критериям потребления топлива, времени движения и времени ожидания по сравнению с методом адаптивного управления сигналами светофоров.http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15356траектории движенияуправление сигналами светофоровсовместное управлениедетерминированная модельинтеллектуальная транспортная система |
| spellingShingle | Anton Agafonov Alexander Yumaganov Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств Информатика и автоматизация траектории движения управление сигналами светофоров совместное управление детерминированная модель интеллектуальная транспортная система |
| title | Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств |
| title_full | Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств |
| title_fullStr | Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств |
| title_full_unstemmed | Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств |
| title_short | Совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств |
| title_sort | совместное управление сигналами светофоров и траекториями движения транспортных средств |
| topic | траектории движения управление сигналами светофоров совместное управление детерминированная модель интеллектуальная транспортная система |
| url | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15356 |
| work_keys_str_mv | AT antonagafonov sovmestnoeupravleniesignalamisvetoforovitraektoriâmidviženiâtransportnyhsredstv AT alexanderyumaganov sovmestnoeupravleniesignalamisvetoforovitraektoriâmidviženiâtransportnyhsredstv |