Diseño integrado de comunicación y control para el agrupamiento eficiente de vehículos
Autores: Wen, Qingji; Hu, Bin-Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño integrado de comunicación y control para el agrupamiento eficiente de vehículos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Conducción en convoy de vehículos
Consumo de combustible
Perturbaciones del tráfico
Red LTE-V
Control predictivo distribuido
Asignación de recursos de radio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Como una aplicación prometedora para la conducción autónoma, el pelotón de vehículos tiene como objetivo aumentar la capacidad de tráfico, mejorar la seguridad vial y reducir la contaminación del aire y el consumo de combustible. Sin embargo, las perturbaciones frecuentes del tráfico provocarán un mayor consumo de combustible porque los vehículos que circulan en pelotón requieren más control para garantizar una conducción segura, especialmente en escenas de alta densidad. En este documento, considerando las perturbaciones del tráfico y las escenas de alta densidad, integramos sistemas de comunicación y control para reducir el consumo de combustible de un pelotón. Al obtener las velocidades de varios vehículos por delante a través de una red de evolución de vehículos a largo plazo (LTE-V), proponemos un método modificado de control predictivo distribuido (DMPC) para suavizar las perturbaciones del tráfico y manejar las restricciones del estado y control del vehículo. Además, considerando un número limitado de canales ascendentes que pueden ser reutilizados en el pelotón y la incertidumbre de los canales inalámbricos, se modela un problema de optimización de asignación de recursos de radio en la red LTE-V. Este problema se resuelve en dos pasos que incluyen la distancia máxima de emisión de vehículo a vehículo (V2V) y el emparejamiento de peso mínimo. Este esquema de asignación de recursos aumenta la distancia de emisión V2V basada en el pelotón mientras se garantiza el requisito de capacidad ergódica de la comunicación ascendente del usuario celular (CUE) y la fiabilidad de la comunicación V2V basada en el pelotón. Los resultados de la simulación muestran que el método propuesto mejora la eficiencia del combustible en comparación con los esquemas existentes.
Descripción
Como una aplicación prometedora para la conducción autónoma, el pelotón de vehículos tiene como objetivo aumentar la capacidad de tráfico, mejorar la seguridad vial y reducir la contaminación del aire y el consumo de combustible. Sin embargo, las perturbaciones frecuentes del tráfico provocarán un mayor consumo de combustible porque los vehículos que circulan en pelotón requieren más control para garantizar una conducción segura, especialmente en escenas de alta densidad. En este documento, considerando las perturbaciones del tráfico y las escenas de alta densidad, integramos sistemas de comunicación y control para reducir el consumo de combustible de un pelotón. Al obtener las velocidades de varios vehículos por delante a través de una red de evolución de vehículos a largo plazo (LTE-V), proponemos un método modificado de control predictivo distribuido (DMPC) para suavizar las perturbaciones del tráfico y manejar las restricciones del estado y control del vehículo. Además, considerando un número limitado de canales ascendentes que pueden ser reutilizados en el pelotón y la incertidumbre de los canales inalámbricos, se modela un problema de optimización de asignación de recursos de radio en la red LTE-V. Este problema se resuelve en dos pasos que incluyen la distancia máxima de emisión de vehículo a vehículo (V2V) y el emparejamiento de peso mínimo. Este esquema de asignación de recursos aumenta la distancia de emisión V2V basada en el pelotón mientras se garantiza el requisito de capacidad ergódica de la comunicación ascendente del usuario celular (CUE) y la fiabilidad de la comunicación V2V basada en el pelotón. Los resultados de la simulación muestran que el método propuesto mejora la eficiencia del combustible en comparación con los esquemas existentes.