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东北大学郭戈教授等:交通信息物理系统中的车辆协同运行优化调度

已有 729 次阅读 2019-4-15 18:58 |系统分类:博客资讯



  车辆协同运行优化调度是指:在交通信息物理系统的框架下,共享车辆的速度与位置信息,在保证准时到达的前提下,通过改变车辆的路径与速度的方式,实现车辆的协同编队行驶,达到节能减排的目的,提升道路的吞吐量。

 

集中式车辆调度系统是交通运输的发展趋势。目前几乎所有车辆都采用导航推荐,驾驶员自主选择的驾驶方式,主要依托GPS定位及路径规划算法来实现路线推荐。然而,随着经济的发展,特别是考虑到用户需求及环境问题,这种路线推荐方法已经无法满足当前需求例如

1)道路分配不均问题:部分路段拥堵,部分路段空闲;

2)道路吞吐量问题单位时间内通过道路的车辆最大数量少

3)污染问题车辆自由驾驶燃料利用不完全;

……

面对这些问题,当前的技术难以满足各种需求因此亟需建立一个完备的交通调度系统,这是支撑大范围“交通调度”的使能技术

要实现大范围交通调度,车辆必须配备有先进的信息处理和通讯设备,可实现车辆与车辆车辆与设备通信同时云计算和服务框架提供了强大的计算及存储能力并可与第三方工具和服务无缝集成使得车辆的实时协调和自动控制成为可能

车辆能够自动控制前提下,还需要考虑到环境问题,为此采用协同运行的方式(小间距列队行驶)以减少跟随车辆的空气阻力,从而降低油耗。此种行驶方式从空气动力学及实验角度分析均成立。

基础条件都具备的前提下,如何实现车辆协同运行优化调度

首先需要构建一个车辆调度系统,该系统由两组成,物理和网络层。物理描述了交通环境约束下的车辆移动性而网络描述交通物理系统和通信网络的信息

其次,实现车辆的运输方案规划,车辆通过先进的传感及通讯技术实时共享车辆的运输信息然后通过中央处理器计算出每辆车的运输计划并发送回车辆当有信息更新时重复上述规划过程

最后,控制车辆完成协同运行

 

目前,关于车辆协同运行优化调度的研究才刚刚起步。鉴于此,本文结合“绿色路径”与合并行驶的概念,从时间、空间、能耗的角度出发,对大范围车辆的调度方案进行了初步的分析研究在此基础之上设计了一个初步的车辆调度系统,并对中存在的一些问题以及未来可能的发展方向进行了简单探讨。


引用格式:原豪男, 郭戈. 交通信息物理系统中的车辆协同运行优化调度. 自动化学报, 2019, 45(1): 143-152. 


链接:http://html.rhhz.net/ZDHXBZWB/html/2019-1-143.htm


作者简介:


郭戈 东北大学教授,1998年获得东北大学控制理论与控制工程专业博士学位. 主要研究方向为智能交通系统、运动目标检测跟踪网络. E-mail:geguo@yeah.net


原豪男 大连海事大学控制科学与工程硕士. 主要研究方向为智能交通.E-mail: yhn5220@163.com




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