پديد آورنده :
طباطبائي، محمد
عنوان :
طراحي چهارچوب بهينه براي هماهنگي زنجيرههاي وسايل نقليه متصل براي عبور از چهارراه چراغدار در شدآمد مختلط
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
توصيفگر ها :
خودروي متصل , شدآمد مختلط , بهينهسازي , دستهبندي خودرو متصل , چهارراه چراغدار , خودروي انسانران
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/05/24
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/05/30
چكيده فارسي :
در اين پژوهش به طراحي چهارچوب كنترل بهينه براي هدايت دسته خودروهاي متصل از چهارراه چراغدار پرداخته ميشود و عملكرد آن در شدآمد مختلط (شامل خودروي متصل و خودروي انسانران) بررسي ميشود. به دليل آنكه دستيابي به شدآمد كاملا متصل در آينده نزديك امكانپذير نيست، اين پژوهش ميتواند در بهبود شدآمد شهرهاي بزرگ كارآمد باشد. چهارچوب بهينه ارائه شده به دو مسئله بهينهسازي گسسته و پيوسته تقسيم ميشود كه در مسئله اول از روش زمانبندي كار كارگاهي استفاده ميشود و در مسئله بعد با استفاده از تحليل هميلتون مسير بهينه انرژي يا زمان براي اجراي زمانبندي اجرا ميشود. سپس كنترلكننده¬هاي ديناميكي خودروي متصل، با سه روش مرسوم طراحي و بررسي ميشد كه در نتيجه، يكي از آنها براي شبيهسازي¬هاي بعدي استفاده ميگردد. از آنجا كه در پژوهشهاي پيشين با ايجاد دستههايي از خودروها به برنامهريزي بهتر و كاهش هزينههاي برنامهريزي و حركت كمك ميشود، براي خودروهاي متصل دسته ايجاد ميشود. شرط ايجاد دسته، مسير يكسان و عدم وجود خودروي انسانران ميان آنها است. از نرمافزار SUMO براي شبيهسازي استفاده ميشد و شبيهسازي براي حالات مختلف حجم شدآمد، نرخ حضور خودروهاي انسانران در شدآمد، تعداد خودرو مجاز در دسته و تعداد خط عبور منتهي به چهارراه انجام ميشود كه درنهايت منجر به شبيهسازيهاي متعدد ميگردد و از هر كدام، مجموع سوخت مصرفي تمام خودروها و زمان خروج آخرين خودرو از چهارراه به عنوان خروجي در نظر گرفته ميشود. با بررسي نتايج مشخص ميشود كه چهارچوب بهينه ارائه شده قادر است تا زمان و انرژي مصرف شده را نسبت به شدآمد بدون كنترل كاهش دهد اما افزايش حضور خودروهاي انسانران در شدآمد، اثر چهارچوب بهينه را كاهش ميدهد همچنين بررسي اثر دستهبندي خودروهاي متصل نشان ميدهد كه ظرفيت دستهها ارتباط مشخص با كاهش زمان سفر يا انرژي ندارد و ممكن است با بررسي بيشتر در پژوهشهاي آتي با روش دادهكاوي به ارتباط بهتر آن با شكل شدآمد پي برد و براي بهبود عملكرد چهارچوب بهينه استفاده شود.
چكيده انگليسي :
In this research, we focus on designing an optimal control framework for guiding a platoon of connected vehicles through a signalized intersection and evaluating its performance in mixed traffics (including both connected and human-driven vehicles). Since achieving fully connected traffic in the near future is not feasible, this research could provide an effective assistance for improving traffic in large cities. The proposed optimal framework is divided into two optimization problems: discrete and continuous. The first problem uses the job-shop scheduling method, and the second problem implements the optimal energy or time path for executing the schedule using Hamiltonian analysis. Then, the dynamic controllers for the connected vehicle are designed and evaluated using three conventional methods, and one of them is selected for next simulations. In previous research, it was shown that creating platoons of vehicles can help in better planning and reducing planning and movement costs. Therefore, platoons are formed for connected vehicles, with the condition that they share the same route and no human-driven vehicles are present between them. The software SUMO is used for simulation, considering various traffic volumes, rates of human-driven vehicles in traffic, allowable number of vehicles in a platoon, and number of lanes leading to the intersection. This result in multiple simulations, where the total fuel consumption of all vehicles and the exit time of the last vehicle from the intersection are considered as outputs. The results indicate that the proposed optimal framework can reduce both time and energy consumption compared to uncontrolled traffic. However, the effectiveness of the optimal framework diminishes with an increase in the presence of human-driven vehicles in traffic. Additionally, examining the impact of connected vehicle platooning show no clear relationship between platoon size and reduction of travel time or energy consumption. Further studies using data mining methods might reveal a better relation between it and traffic patterns and enhance the performance of the optimal framework.
استاد مشاور :
حسين فلسفين
استاد داور :
مهدي كشميري , فريد شيخ الاسلام