تأثیر ارتباطات بین خودرویی جهت جلوگیری از تصادفات زنجیره ای در بزرگراه ها

امروزه استفاده از ارتباطات بین خودرویی به عنوان یکی از فناوری ها در جهت افزایش امنیت جاده ای در حوزه حمل و نقل و بسیاری از شرکت های خودروسازی مورد توجه قرار گرفته است. گونه ای از تصادفات که بخش عمده ای از تلفات جاده ای را شامل می شود، تصادفات زنجیره ای می باشد. تصادفات زنجیره ای به تصادفاتی اطلاق می شود که در آن چندین خودرو از عقب با یکدیگر برخورد نمایند. در این رساله تأثیر ارتباطات بین خودرویی در کاهش این گونه تصادفات با استفاده از روابط تحلیلی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در راستای ارزیابی تأثیر فناوری ارتباطات بین خودرویی در جلوگیری از تصادفات زنجیره ای مدلی تحلیلی بر اساس قواعد مدل مارکوف ارائه شده است. در مدل ارائه شده سعی بر این بوده تا تأثیر خصوصیات مرتبط با الگوی رفتار انسانی در محاسبه احتمال دنباله ای تصادفات زنجیره ای در نظر گرفته شود. همچنین با توجه به حضور تدریجی این فناوری در حوزه تجهیزات ایمنی مورد استفاده در ساخت خودروها، معیاری با عنوان ضریب نفوذ فناوری ارتباطات رادیویی در مدل مارکوفی ارائه شده، در نظر گرفته شده است. شایان ذکر است، در جهت تقلید هر چه بیشتر شبیه سازی ها از الگوی رفتاری خودروها، از داده های پروژه های انجام شده در دنیای واقعی برای مقداردهی پارامترهای شبکه بهره برده ایم. با استفاده از این مدل قادر خواهیم بود تا تأثیر عوامل وابسته به جریان آزاد ترافیک (سایز زنجیره، میانگین سرعت خودروها و چگالی فواصل بین خودرویی در زنجیره) و همچنین عوامل وابسته به ارتباطات بین خودرویی (ضریب نفوذ فناوری ارتباطات رادیویی در زنجیره و قابلیت اطمینان شبکه های بین خودرویی) را بر روی احتمال تصادفات زنجیره ای مورد بررسی قرار دهیم. استفاده از ارتباطات رادیویی در میان خودروها منجر تأمین زمان اضافی برای واکنش راننده می گردد، در نتیجه احتمال وقوع تصادف کاهش می یابد. نتایج ارزیابی های انجام شده نشان می دهد که تجهیز تنها 50% تا 60% از خودروهای درون زنجیره به فناوری ارتباطات بین خودرویی به میزان قابل توجهی احتمال تصادف را کاهش داده و در بقیه موارد از شدت تصادفات حادث شده می کاهد. بطور اجمالی دستاوردهای رساله در زیر آمده اند: • زمان بندی جلوگیری از تصادفات زنجیره ای. در این رساله سعی شده است تا با بهره گیری از نتایج برخی تحقیقات مرتبط، زمان مورد نیاز راننده برای جلوگیری از تصادفات مدل شود. در این قسمت، زمان پیش از تصادف به سه بخش مجزا و مستقل از یکدیگر تقسیم بندی می شود: (الف) زمان ارتباطات بین خودرویی. (ب) زمان تحلیل تصادف. و (پ) زمان جلوگیری از تصادف. • مطالعه تأثیرات پارامترهای مختلف حرکت دینامیکی خودرو، پارامترهای مرتبط با رفتارهای انسانی که در مواجهه با خطرات احتمالی از طرف راننده بروز می کند و همینطور پارامترهای مربوط به شبکه همچون ضریب نفوذ ارتباطات بین خودرویی در خودروهای درون زنجیره و قابلیت اطمینان پذیرش بسته ها در شبکه های بین خودرویی که هر یک بصورت مجزا بر روی احتمال تصادفات زنجیره ای تأثیرگذار هستند. • ارائه مدل تحلیلی جهت سیستم جلوگیری از تصادفات زنجیره ای بر اساس چگالی خودروهای موجود در زنجیره با استفاده از قواعد مدل مارکوف و همینطور وارد کردن پارامتر ضریب نفوذ ارتباطات رادیویی در زنجیره مورد بحث در مدل سازی انجام شده. • استفاده از الگوریتم مونت کارلو جهت درستی آزمایی مدل ارائه شده با استفاده از الگوهای حرکتی مشابه با دنیای واقعی برای پارامترهایی همچون میزان فاصله بین خودروهای موجود در زنجیره، سرعت و شتاب خودروها و همچنین استفاده از نتایج پروژه های انجام شده در دنیای واقعی برای پارامترهای شبکه نظیر تأخیر ارسال بسته بصورت تک گامه و چندگامه. • ارائه یک پیش نمونه از مدل تحلیلی جهت بررسی شدت تصادفات زنجیره ای و همچنین بررسی تأثیر ارتباطات بین خودرویی در کاهش شدت این تصادفات با استفاده از قواعد مارکوف بر اساس سرعت نسبی خودروهای درگیر در لحظه تصادف. در فصول رساله مطالب زیر بطور مفصل بیان شده است: در فصل 2 مروری بر پیشینه های پژوهشی و کارهای انجام شده مرتبط با این پایان نامه می پردازیم. در این فصل مروری جامع بر آخرین تحقیقات انجام شده در زمینه جلوگیری از تصادفات زنجیره ای خواهیم داشت. برای معیارها و کاربردهای مختلف در چند سال اخیر الگوریتم های زیادی پیشنهاد شده است. از این میان معیارهای ضریب نفوذ ارتباطات بین خودرویی و همینطور prr که مورد توجه ما در این رساله است به طور مفصل مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل 3 به مدلسازی تأثیر ارتباطات رادیویی بر تصادفات زنجیره ای پرداخته شده و مدل ارائه شده جهت جلوگیری از تصادفات زنجیره ای با استفاده از الگوریتم مونت کارلو درستی آزمایی شده است. همچنین تأثیر ضریب نفوذ خودروهای مجهز به ارتباطات رادیویی نیز در مدل فوق مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 4 تأثیر عوامل مرتبط با حرکت دینامیکی خودرو، عوامل مرتبط با رفتار انسانی و همچنین تأثیر پارامترهای شبکه در کاهش تصادفات زنجیره ای نشان داده شده است. در نهایت، فصل 5 دربردارنده نتیجه گیری و همینطور کارهای آینده در راستای این پایان نامه می باشد.