Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
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Dynamic grouping scheme for platooning in automated connected vehicle systems

커넥티드 기반 자율주행차 환경에서 동적 군집그룹 제어 방안

  • Received : 2018.12.07
  • Accepted : 2018.12.17
  • Published : 2018.12.31
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Abstract

Platooning of vehicles is an efficient traffic management model that improves traffic flow and fuel consumption. Especially, it is necessary to reduce computational load and networking overhead in automated connected vehicle systems. Because it is important to maintain the size of the platoon group appropriately for efficient platoon operation, this study proposed a dynamic grouping scheme for platooning in an automated vehicle system. The proposed scheme is analyzed by a mathematical model based on Markov chain. From the performance evaluation, it was confirmed that the proposed scheme appropriately controls the size of the platoon group.

군집주행은 교통흐름을 개선하고 연료소비와 환경개선 효과도 얻을 수 있는 효율적인 교통운영모델이다. 특히 커넥티드 기반의 자율주행차 시스템에서는 중앙 시스템의 계산량과 네트워크 트래픽을 크게 줄여줄 수 있어 도입이 필수적이다. 효율적인 군집주행 운영을 위해서는 군집그룹의 규모를 적절하게 유지하는 것이 중요하기 ?문에, 본 연구에서는 동적으로 군집그룹 규모를 제어하는 방안을 제안하였다. 제안한 방안은 마코프 체인에 기반한 수학적 모델에 의해 분석되었다. 성능평가 결과 제안한 방안이 군집그룹의 규모를 적절하게 잘 제어하는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

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Fig. 1. Platoon group state model. 그림 1. 규모에 따른 군집그룹 모형

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Fig. 2. State-transition diagram. 그림 2. 상태 천이도

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Fig. 3. State-transition rate pairs. 그림 3. 상태 천이율

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Fig. 4. Join Rejection Probability according to the ratio of join request rate between group 1 and 2. 그림 4. 군집그룹 1과 2의 신규 차량합류 요청률 비에 따른 신규 차량합류 거절률

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Fig. 5. Join Rejection Probability according to λg. 그림 5. λg에 따른 신규 차량합류 거절률

References

  1. Pooja Kavathekar and YangQuan Chen, "Vehicle Platooning: A Brief Survey and Categorization," ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, 2011. DOI:10.1115/DETC2011-47861
  2. T. Robinson, E. Chan and E. Coelingh, "Operating Platoons on public motorways: An introduction to the SARTRE platooning programme," ITS World Congr., 2010.
  3. R. Rajamani and S. Shladover, "An experimental comparative study of autonomous and co-operative vehicle-follower control systems," Transp.Res. Part C, Emerging Technol, 2001. DOI:10.1016/S0968-090X(00)00021-8
  4. F. Bai and B. Krishnamachari, "Exploiting the wisdom of the crowd: localized, distributed information-centric VANETs," IEEE Communications Magazine, vol.48, no.5, pp.138-146, 2010. DOI:10.1109/MCOM.2010.5458375
  5. C. Bergenhem, E. Hedin, D. Skarin, "Vehicle-to-Vehicle Communication for a Platooning System," Procedia - Social and Behavioral Sciences, 48, 1222-1233, 2012. DOI:10.1016/j.sbspro.2012.06.1098
  6. A. Alam, B. Besselink, V. Turri, J. Martensson and K. H. Johansson, "Heavy-Duty Vehicle Platooning for Sustainable Freight Transportation: A Cooperative Method to Enhance Safety and Efficiency," IEEE Control Systems Magazine, vol.35, 2015. DOI:10.1109/MCS.2015.2471046