Session 12 Ellen Grumert
-
Upload
ellen-grumert -
Category
Documents
-
view
131 -
download
1
Transcript of Session 12 Ellen Grumert
Effekter av ett samverkande variabelt
hastighetsstyrningssystem
– en trafiksimuleringsstudie
Ellen Grumert
Andreas Tapani
Agenda
• Vad är ett variabelt hastighetsstyrningssystem?
• Vad är ett samverkande system?
• Samverkande variabelt hastighetsstyrningssystem
• Implementering
• Resultat
• Framtida studier
• Frågor
Vad är ett variabelt hastighetsstyrningssystem?
• VSLS (Variable Speed Limit System)
• Sammanlänkade variabla hastighetsskyltar
• Detektorer som mäter förhållanden på vägen som t.ex. flöde och/eller
medelhastighet
• Beslutsalgoritm baserad på flöde eller medelhastighet eller både och
Källa: Foto taget 2010 av Holger Ellgaard, publicerat på www.wikipedia.org (hämtat från internet 2011-04-13) Källa: Description of MTM, Automatic Incident Detection in the Motorway Control System MTM, March 1999
Vad är ett samverkande system?
• Tänk om bilar kunde prata med varandra? • Avstånd till bilen framför
• Varningar - trafikstockning, körning i fel riktning, halt
väglag etc.
• Samarbete vid filbyte
• Etc.
• …och om bilar kunde få information om den
omgivande miljön • Väderförhållanden
• Rutguidning och omdirigering
• Varningar – trafikstockning, vägarbete, varningar skickade
via en tidigare passerande bil
• Information och service – betalning, interesanta platser
längs vägen (restauranger, hotell, etc.), internet
förbindelse, m.m.
• Etc.
Information
Information
Information
Information
Samverkande variabelt hastighetsstyrningssystem
Slutlig rekommenderad hastighet:
𝒖𝒓𝒆𝒄 = 𝒖 + 𝒂 ∗ 𝒕 𝒖: Hastighet för aktuellt fordon
𝒕: Updateringsintervall
𝒂: Önskvärd acceleration för fordonet
n n-1
n-2 n-3
Nya hastighetsrekommendationer är baserade på hastigheten hos fordonet, hastighetsbegränsningarna från det
variabla hastighetssystemet och avståndet mellan fordonet och hastighetsskylten (Rörelseekvationerna används)
Kontextuell hastighetsbegränsning - Önskvärd acceleration för fordon 𝑛:
a = 𝒗𝟐−𝒖𝟐
𝟐∗𝒔
𝒗: Hastighet från den variabla hastighetsskyltningen
𝒖: Hastighet för aktuellt fordon
𝒔: Avstånd mellan fordon och variabel hastighetsskyltning
<
Källa: Foto taget 2010 av Holger Ellgaard, publicerat på www.wikipedia.org
(hämtat från internet 2011-04-13)
Implementering
Källa: Description of MTM, Automatic Incident Detection in the Motorway Control System MTM, March 1999
• Antaganden
• Förenklingar
(baserat på Stockholms MCS) Källa:2005-03-01 Johan Petersson, Ramböll (Rev. 2005-03-22 Joakim Barkman, Vägverket)
- VSLS beslutsalgoritm
Implementering
SUMO (Simulation of Urban Mobility)
TraCI (Traffic Control Interface)
VSLS/samverkande VSLS
applikation (python script)
Fordon ID
Fil ID
Acceleration
Hastighet
Max Hastighet
Detektor variabler
Ny Max
Hastighet
- Val av simuleringsverktyg
Implementering
• Homogent flöde med standardparametrar från SUMO
• Simuleringen är 30 minuter lång uppdelat på:
1. 10 minuter med ett flöde på 1200 fordon/timme
2. 10 minuter med ett flöde på 3900 fordon/timme (för att få en effekt
av trafikstockningen som uppstår vid flaskhalsen på grund av ett
flöde över kapacitetsnivån
3. 10 minuter med ett flöde på 1200 fordon/timme
• 10 replikationer av simuleringen har utförts för att ta hänsyn till
standardavvikelsen i simuleringarna
• Variabla hastigheter uppdateras var 4:e sekund
• Den mest restriktiva filen används vid beslutande om uppdatering av
variabla hastigheter
- Antaganden
Implementering
• VSLS
• Förarna antas kunna läsa hastighetsskyltarna på ett avstånd av
150m och mindre
• Alla fordon följer hastighetsskyltningen
• Samverkande VSLS
• Förarna antas kunna få info om aktuell hastighet under hela
sträckan dvs. 500m
• Rekommenderad hastighet är baserad på rörelseekvationerna
• 1 sekund mellan uppdateringarna av hastighetsrekommendationer
• Alla fordon följer hastighetsrekommendationerna
• Alla bilar kan motta information oberoende av var de befinner sig.
- Antaganden
Resultat
• Information fås vid en tidigare
tidpunkt
• Kontinuerlig information under
hela sträckan baserat på
framförvarande variabla hastighet
• Rekommenderad hastighet är
baserad på fordonets hastighet,
angiven variabel hastighet och
avstånd mellan fordon och
variabla hastighetsskyltningen
• Lägre nivåer av höga
accelerationer och inbromsningar
för det samverkande VSLS
• Mer harmoniserat flöde för det
samverkande VSLS
• Lägre utsläpp av CO och CO2
• Lägre bränsleförbrukning
- Förväntningar samverkande VSLS vs. VSLS
Resultat - Fordonstrajektorier för de två systemen
Resultat - Fördelning av accelerationer/decelerationer över hela sträckan
Resultat
VSLS samverkande VSLS Skillnad Skillnad i %
Totalt utsläpp av CO (kg)
under simuleringsperioden 33.82 32.92 0.90 2.66%
Konfidensinterval [33.70,33.93] [32.77,33.07]
Totalt utsläpp av 𝐂𝐎𝟐 (𝐤𝐠)
under simuleringsperioden 1754.68 1728.09 26.59 1.52%
Konfidensinterval [1750.49, 1758.87] [1723.46, 1732,73]
Total bränsleförbrukning (l)
under simuleringsperioden 699.57 688.97 10.60 1.52%
Konfidensinterval [697.90, 701.24] [687.12, 690.81]
- Miljöeffekter
Resultat - Medelhastigheter och medelrestid
Resultat
• Lägre nivåer av höga accelerationer och inbromsningar för det
samverkande VSLS
• Minskad miljöpåverkan med avseende på bränsleförbrukning, CO
och CO2
• Mer harmoniska flöden med färre hårda inbromsningar och
accelerationer
• Medelhastigheten är för många sträckor lägre för det
samverkande VSLS
• Medelrestiden påverkas inte markant
• Indikerar på ett mer varierande hastighetsmönster för VSLS
- Slutsatser
Framtida studier
• Möjliga inriktningar på framtida studier:
• Inkludera mer avancerade funktioner och/eller ytterligare
samverkande system som fungerar tillsammans med det VSLS
system som finns idag (samverkan vid filbyte, samverkande ACC)
• Inkorporering av förarbeteenden, t.ex. tid till uppdatering av
rekommenderade hastigheter, ingen påverkan alls från föraren vid
uppdatering av hastigheter (typ av farthållare), reaktion och respons
på systemet
Framtida studier
• Möjliga inriktningar på framtida studier (forts.):
• Sannolikheten för att motta informationen kan tänkas bero på
avståndet till vägenheterna
• Mer avancerad vägkonstruktion för att få ett mer realistiskt vägnät
(t.ex.på- och avfarter)
• Kontrollstrategin för beräkning och uppdatering av hastighetsgränser
kan vara mer avancerad för att öka effektiviteten (negativa effekter
på säkerhet bör beaktas)
Frågor