Impact des systèmes longitudinaux d`assistance à la conduite sur le

Impact des systèmes longitudinaux
d’assistance à la conduite sur le trafic, la
sécurité et la consommation
IM2-LIVIC
Prisca Laure BOGNE NYITCHOGNA
20/07/2011
Présentation Ifsttar 04012011
INTRODUCTION
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Contexte global
• Certains problèmes
liés au transport
autoroutier restent
difficiles à évaluer :
Congestion ;
Pollution ;
Changement climatique ;
Economies d’énergies ;
Risques d’accidents, etc.
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Contexte global
• Systèmes avancés
d’assistance à la
conduite (ADAS) :
Améliorer la sécurité ;
Augmenter la capacité du trafic ;
Réduire la consommation en
carburant ;
Réduire les erreurs de conduite ;
Améliorer le confort de
conduite.
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Contexte local
• Impacts des ADAS sur le trafic,
la sécurité et la consommation
méconnus:
Etudes antérieures uniquement sur des
impacts couplés (trafic+sécurité,
trafic+consommation,
sécurité+consommation) ;
– Quel est l’impact du taux de pénétration
des ADAS sur ces caractéristiques clés
?
– et à l’échelle d’un réseau ?
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Objectifs
• Evaluer l’impact des ADAS sur la
sécurité, environnement, trafic en
fonction de leur taux de pénétration
• A l’échelle d’un réseau
• Via des simulations
– Microscopique
– Macroscopique
• Expérimentalement ?
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Méthodologie envisagée
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TRAVAUX EFFECTUÉS
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Bibliographie : Trafic
• Bibliographie sur l’impact des
ADAS sur le trafic, la sécurité
et la consommation
– Indicateurs : vitesse, débit,
densité et taux d’occupation,
congestion globale (longueur d’un
bouchon, durée de vie d’un
bouchon)
– Modèles (micro, macro, nano)
– Plusieurs études sur les effets de
l’ACC et de l’ISA
– Peu d’études sur les impacts du
S&G et du FSRA
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Kesting et al., 2008: Dynamique
spatiotemporelle autour d’une rampe
d’accélération localisée à x=10 km pour
différents proportions de véhicules équipés
d’ACC, Impact positif de l’ACC optimisé
sur le trafic
Bibliographie : Environnement
• Indicateurs globaux :
– Consommation globale d’un
réseau
– Consommation moyenne
– 10% des véhicules les plus
consommateurs.
• Modèles :
– Empiriques (Post 1985, Alçelik
1989)
– Physiques (Bester 1981)
– Semi-empiriques (Orfila 2011)
• Impacts (ACC, ISA,
Ecodriving)
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Orfila, YR2011: Consommation en carburant
dans un trafic congestionné pour 800
véhicules en fonction du pourcentage d’écoconducteur. Le trait fort représente la
moyenne et les pointillés représentent l’écarttype sur 10 réplications.
Bibliographie : Sécurité
•
•
Quelques indicateurs de sécurité:
– Temps intervéhiculaire (TIV)
– Time to collision (TTC)
– Vitesse relative: différence de vitesse entre véhicules consécutifs.
– espace entre véhicules
Impacts (ACC, ISA, S&G, FSRA)
Les véhicules équipés d’ABS ont un
pourcentage d’être percutés plus élevé que
celui d’être percutants (Coiret, 2005)
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Busson, 2011, Impact d’un système de
communication inter-véhicule sur la sécurité.
Simulation : OVM (Bando,1994)
•
Positions et Vitesses de 100 véhicules dans
un trafic congestionné :
–
–
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Longueur de l’anneau : L = 1500 m
Vitesse initiale de tous les véhicules : V0 = 0 m/s.
Simulation : IDM (Treiber, 2000)
•
Positions et Vitesses de 100 véhicules dans un trafic
congestionné : Longueur de l’anneau : L = 1500 m ,Vitesse initiale : Vinit
= 0 m/s, Distance initiale entre les véhicules : dveh = 10 m, Longueur du
véhicule : l = 5m,Vitesse désirée : v0 = 15 m/s, temps intervéhiculaire désiré :
T = 1.5 s, Accélération maximale : a = 1 m/s2, Décélération confortable : b = 3
m/s2, Distance minimale entre les véhicules : s0 = 2 m
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Simulation : logiciel Aimsun
• Logiciel de micro (macro, méso) simulation du trafic
développé par TSS basée à Barcelone ;
• Modèle micro de poursuite de Gipps (1981)
• Aimsun :
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CONCLUSIONS ET
PERSPECTIVES
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Conclusion
• Impact sur le trafic
– Modèles existants (OVM, IDM, etc.)
– Approche du travail à faire: beaucoup d’études sur l’ACC et l’ISA
et peu d’études sur le S&G et le FSRA
– Simulation sur Matlab, logiciels existants (Aimsun, etc.)
• Impact sur la sécurité
– Quelques indicateurs
– bibliographie
• Impact sur l’environnement
– Quelques indicateurs
– bibliographie
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Perspectives
• Simulations (Matlab, Aimsun)
• Evaluation des effets des ADAS existants ou non
existants sur le trafic, la sécurité et la consommation
• Expérimentations ?
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Annexes
•
La fonction principale de l'
ACC est d'
adapter la vitesse du véhicule de façon
à suivre un véhicule en utilisant les information suivantes :
–
–
–
•
•
•
les distances aux véhicules ;
le mouvement du véhicule sujet (véhicule équipé d'
ACC) ;
les commandes du conducteur.
L’ISA est un système dans lequel le conducteur est averti et/ou la vitesse
du véhicule est automatiquement limitée quand le conducteur est,
intentionnellement ou par inadvertance, entrain de traverser la limite de
vitesse affichée, ou tout autre seuil de vitesse prédéfinie.
S&G : Contrairement à l’ACC, il assure la poursuite automatique à vitesses
basses, il ne fournit pas une régulation de vitesse et permet d’arrêter et de
redémarrer le véhicule sur autoroutes sous des conditions de trafic
congestionné.
FSRA : ce système est une combinaison de l’ACC et du S&G.
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Annexes
•
Micro : comportement spatiotemporel des conducteurs individuels sous l’influence
des véhicules dans leur proximité
–
–
–
•
•
Méso : comportement des conducteurs sans distinguer explicitement leur
comportement spatiotemporel
Macro : flot véhiculaire collectif
–
–
•
OVM : Chaque véhicule contrôle son accélération pour ajuster sa vitesse à la vitesse
optimale de sécurité dépendant de l’inter-distance du véhicule précédent.
IDM : décrit la dynamique des positions et des vitesses des véhicules isolés.
GIPPS : Chaque conducteur fixe des limites à ses taux de freinage et d’accélération désirés.
Newell : un véhicule suit son précédent pour des valeurs appropriées de l’intervalle et de la
distance intervéhiculaire.
LWR : permet une représentation grossière du comportement du trafic et est capable de
reproduire qualitativement des phénomènes de trafic réel.
Nano : coordination des agents dont les actions et interactions sont liées à
l'
émergence du phénomène à simuler.
–
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Multi-agent : Permet la simulation des comportements de conducteurs réalistes et plus précis
dans un environnement dynamique.