Περιγραφή Έργου

Οι αυτοκινητόδρομοι σήμερα εξυπηρετούν το μεγαλύτερο όγκο της κυκλοφοριακής ροής των οχημάτων των μεγαλύτερων μητροπόλεων και όχι μόνο. Ωστόσο, η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση, λόγω της αύξησης των οχημάτων, έχει οδηγήσει στο φαινόμενο της κυκλοφοριακής συμφόρησης των αυτοκινητοδρόμων και των κύριων οδικών δικτύων. Οι επιπτώσεις του φαινομένου αυτού, πέρα από την αντίστοιχη απώλεια χρόνου, είναι σοβαρές και στο επίπεδο της ασφάλειας, της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και της ποιότητας ζωής γενικότερα.

Εντούτοις, καθώς προχωρούμε στον 21ο αιώνα, η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών που αφορούν στην μερική ή πλήρη αυτοματοποίηση των οχημάτων αναδεικνύει το ερώτημα πως μπορούν οι νέες αυτές τεχνολογίες να συμβάλλουν στην μείωση ή ακόμα και την εξάλειψη του φαινομένου της κυκλοφοριακής συμφόρησης. Ο εξοπλισμός των νέων «ευφυών» οχημάτων θα επιτρέπει τη συλλογή και επεξεργασία δεδομένων μέσω κατάλληλων αισθητήρων, την επικοινωνία μεταξύ τους ή με τα κέντρα διαχείρισης κυκλοφορίας για τη ανταλλαγή πληροφοριών, τη λήψη συμβουλών ή/και εντολών για τις επόμενες ενέργειές τους αλλά και την οδήγηση χωρίς καμία ουσιαστική παρέμβαση του οδηγού. Σε αυτό το σημείο, πρέπει κανείς να λάβει υπόψη του, πρώτον την ύπαρξη ενός μεταβατικού σταδίου συνύπαρξης συμβατικών και ευφυών οχημάτων και δεύτερον ότι η ευφυΐα των οχημάτων αυτών αφορά κατά κύριο λόγο την ατομική τους κίνηση, οι συνέπειες όμως της οποίας σε επίπεδο κυκλοφοριακής ροής είναι εν πολλοίς άγνωστες. Σε αυτή λοιπόν τη νέα κατάσταση που διαφαίνεται στο κοντινό μέλλον, η αποτελεσματικότητα των τωρινών συστημάτων διαχείρισης κυκλοφορίας δεν είναι εγγυημένη. Μάλιστα, η ύπαρξη νέων τεχνολογιών ανοίγει νέες προοπτικές που θα επιτρέπουν την αξιοποίησή τους ώστε να αναπτυχθούν κατάλληλες μεθοδολογίες και τεχνικές για την αποτελεσματικότερη διαχείριση της κυκλοφορίας. Με αυτόν τον τρόπο, ο ερχομός των έξυπνων οχημάτων μπορεί να έχει θετικές επιδράσεις και να μετριάσει τον ρυθμό αύξησης της κυκλοφοριακής συμφόρησης παγκοσμίως.

Το προτεινόμενο ερευνητικό έργο έχει ως βασικούς στόχους, πρώτον, την ανάπτυξη μεθοδολογιών σχεδίασης (planning) και ελέγχου (control) της κίνησης οχημάτων προηγμένης τεχνολογίας σε αυτοκινητόδρομους, και δεύτερον, την ποσοτικοποίηση της επίδρασης των αποφάσεων κίνησής τους σε επίπεδο κυκλοφοριακής ροής. Μέσω των παραπάνω στόχων θα μπορέσουν να διερευνηθούν πιθανοί τρόποι σχεδιασμού τροχιών κίνησης, οι οποίες θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέσο ελέγχου της συνολικής κυκλοφοριακής ροής. Πιο συγκεκριμένα, οι τεχνικές που θα αναπτυχθούν θα αξιοποιήσουν εργαλεία που προέρχονται από το χώρο του βέλτιστου ελέγχου (optimal control) και της ενισχυτικής μάθησης (reinforcement learning), ενώ ταυτόχρονα θα λαμβάνουν υπόψιν δυναμικές αλλαγές του περιβάλλοντος. Οι τεχνικές αυτές, θα επιτρέπουν στα οχήματα να κινούνται σε αυτοκινητοδρόμους με βέλτιστη ταχύτητα και τροχιά, λαμβάνοντας υπόψιν τις οδηγικές προτιμήσεις του οδηγού, την κατανάλωση καυσίμου, την άνεση των επιβατών, τις αλληλεπιδράσεις με τα υπόλοιπα οχήματα και θα είναι συμβατές με τις εκάστοτε κυκλοφορικές ανάγκες. Η ποσοτικοποίηση της επίδρασης των αποφάσεών τους, σε επίπεδο κυκλοφοριακής ροής, θα γίνει μέσω προσομοιώσεων στις οποίες θα χρησιμοποιούνται δεδομένα από πραγματικά δίκτυα και κατάλληλα βαθμονομημένα και επικυρωμένα μοντέλα κυκλοφοριακής ροής.