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Mécatronique et Numérique

Trafic urbain : tous les feux sont au vert pour l’écomobilité

Thèse de Giovanni De Nunzio*

Une adaptation optimale de la conduite aux conditions de circulation urbaine permettrait de réduire

  • la consommation d’énergie,
  • les émissions polluantes,
  • ainsi que les embouteillages.

Plusieurs situations pourraient être ainsi améliorées, telles que le passage au vert d’une succession de feux tricolores, dès lors que le véhicule échange des informations avec l’infrastructure régulatrice pour connaître à l’avance les séquences de cette signalisation.

Être capable de déterminer en temps réel la consigne à fournir au conducteur permettra d’obtenir le profil de vitesse évitant l’arrêt aux feux, tout en limitant la consommation énergétique et le temps de parcours.

Il s’agit d’un problème d’optimisation non linéaire et non convexe, très coûteux en temps de calcul, et difficile à résoudre.

Une méthode de résolution alternative, en trois étapes successives, a été développée dans le cadre de ce travail de thèse(1-2). Dans un premier temps, l’espace des solutions possibles est réduit en considérant les vitesses minimales et maximales entre deux feux successifs. Les profils réalisables sont ensuite approximés par l’utilisation d’outils issus de la théorie des graphes. Résoudre ce problème d’optimisation convexe doit permettre de trouver le profil de vitesse le mieux adapté.

Cette méthode, légèrement sous-optimale, fournit une réponse en une seconde environ, alors qu’il faut plusieurs heures pour calculer l’optimum avec une approche classique. Les simulations réalisées démontrent, en outre :

  • un gain en consommation de l’ordre de 30 %,
  • ainsi qu’une réduction moyenne du temps de parcours d’environ 4 %.

Cette stratégie de calcul pourra être mise à profit pour d’autres questions relatives à la mobilité durable, comme améliorer l’efficacité énergétique des véhicules à délégation de conduite, puis, à terme, celle des véhicules autonomes.

 

Contact scientifique :  philippe.moulin@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 27 - Décembre 2016

* Thèse intitulée Traffic Eco-Management in Urban Traffic Networks

Publications

  1. G. De Nunzio, C. Canudas de Wit, P. Moulin, D. Di Domenico, Eco-driving in urban traffic networks using traffic signals information, International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2015, 26, (6), 1307-1324.
    >> DOI: 10.1002/rnc.3469
      
  2. G. De Nunzio, G. Gomes, C. Canudas de Wit, R. Horowitz, P. Moulin, Speed Advisory and Signal Offsets Control for Arterial Bandwidth Maximization and Energy Consumption Reduction, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2016.
    >> DOI: 10.1109/TCST.2016.2577002

 

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