Distribuerad Reglering av Fordonståg II, Slutrapport

Relevanta dokument
Distribuerad Reglering av Fordonståg, Slutrapport

Krock kompatibilitet mellan personbilar och lastbilar

Projekt Provtillverkning av Bakstam till City buss med 3D Litecomp teknologi

Balansera aktiv och passiv säkerhet

Processimulering av presshärdning - Värmeöverföring och friktion i glidande kontakter - PROCSIM3

Visual Quality Measures

Elektrisk Bergtäkt: Förstudie

Development of Mechanical Joining Technology for Light Weight Car Body Concepts

Stokastisk simulering inom hållfasthetslära. Tomas Dersjö Delprogram: Fordonsutveckling

Fältprov av skyddssystem (sensordelen) för cyklister och fotgängare vid personbilskollision

IQFleet - Intelligent styrning av fordon och flottor

Krocksäkerhet för nya drivlineteknologier. Stefan Thorn Delprogram: Fordons- och Trafiksäkerhet

Holistiskt angreppssätt för ökad trafiksäkerhet

Bröstskadeprediktion vid krockprov med tunga fordon

ETTaero2 Aerodynamisk utformning av tunga timmer- och flisfordon. Petter Ekman

NGDS - Next Generation Distance Sensors

Presshärdade lagerkomponenter (PRELAG) Hans Bodin Hållbar Produktionsteknik

Styrsystem med aktiv säkerhet i tunga fordon. Jolle IJkema Delprogram : Fordons- och trafiksäkerhet

iqdrive vägen mot autonoma fordon

Pre-VITS (Förstudie - Virtuella verktyg för service, underhåll och återvinnings flöden)

Intelligent Vehicle Safety Systems

Hållbar Utveckling av Punktsvetsad Struktur Del 2

DEPEND Development of Evaluation and research Platform for ENvironmental Driver support

Vidareutveckling av prov- och mätmetoder för tunga kommersiella fordons passiva säkerhet

DICOUNT- Distraction and Inattention COUNTermeasures

Systemskiss. Michael Andersson Version 1.0: Status. Platooning Granskad DOK, PL Godkänd Erik Frisk

Robotbaserad in-line mätning InRob

Självkörande fordon. Landskapsrapport Fokus svenska patent. Ref Emma Hedlund

Longitudinell reglering: Freightliners farthållare. Fordonsdynamik med reglering. Minimera bränsleförbrukning

Reliable Communication for Heavy vehicles

Energieffektiv tågföring med CATO

Stereokamera i aktiva säkerhetssystem

Estimering av fordonshastighet och väglutning i hybridfordon

Simulator för optimering av miljö- och. Volvo Construction Equipment

Framtida Kopplingsaktivering och styrning för HEV drivlinor - Krav och System Definition (en förstudie)

Extended Collision Mitigation

Press Information. Pedestrian Detection i mörker. Animal Detection

FFI - Fordonsstrategisk Forskning och Innovation

Data Driven Modeling for Uptime

Carl-Fredrik Lindberg, ABB Corporate Research. Automation Scandinavia, Trådlös kommunikation i industrin - ett PiiA-projekt

Scania Active Prediction ny farthållare sparar bränsle med hjälp av GPS

UPPKOPPLADE SAMVERKANDE TRANSPORTER

INFORMATION OCH VILLKOR

Säkerhetssystem för att undvika avkörningsolyckor

RAPPORT. Simulering av variabel hastighet i korsning

Hur du kan dra nytta av statligt stöd till Forskning, Utveckling och Innovation?

Bilar körs av människor. Därför måste den grundläggande principen bakom allt vi gör på Volvo vara och förbli säkerhet

NÄSTA GENERATIONS MOTORVÄGSSTYRNING

I Sverige finns flera världsledande fordonstillverkare

Gjutsmidning för tillverkning av komponenter med skräddarsydd geometri och hållfasthet

Verifieringsmetoder för aktiva säkerhetsfunktioner

FAKTABLAD. Konstantfarthållare. Volvo Trucks. Driving Progress

Slutrapport för IVSS projekt Integrated Retardation Control (IRC)

Högeffektiv magnetisk pulsteknik för stansning av plåt

Uppdrag att genomföra test- och demonstrationsprojekt med geostaket i urbana miljöer

Kontrollerad oxidation - svartoxidering

Hur vill transportnäringen att HCT skall utvecklas? NVF Lena Larsson, Volvo GTT Per Olsson, Parator

FFI-projekt Kiselkarbidsensor för tillförlitligare och effektivare motorstyrning

Automatiserade Fordon

Effektiva transporter april. -Trafikverket arbete med BK4 -Analysera möjligheterna att tillåta längre lastbilar på svenska vägnätet

Tillförlitlig användning av kolfiber i vägmiljö Vinnova diarie nr.: Dan Jönsson FFI Fordonsutveckling

fordon och transporter Strategiska milstolpar framtagna av myndigheter och fordonsindustrin inom samverkansprogrammet FFI

WLTP. Worldwide harmonised Light vehicles Test Procedure

Slide-in teknik för kontinuerlig överföring av energi till elektriska fordon, Fas2

Rätt fart såklart! Fem goda skäl att hålla koll på hastigheten

Regler för användning av blomlådor som farthinder

Självkörande fordon Vad kan uppnås? Barriärer att lösa! Mårten Johansson, teknikchef Sveriges Åkeriföretag

Lina Nordin Göteborgs Universitet

High Capacity Transports, HCT. Långa och tunga godstransporter i Sverige

INFORMATION TILL BOENDE OM BLOMLÅDOR. Blomlådor för bättre trafiksäkerhet! Starta en ökad medvetenhet om trafiksäkerhet

Det här kan vi och detta vill vi göra

Volvo Energieffektivt fordon Fas 5 Energimyndighetens konferens Energirelaterad fordonsforskning Åke Othzén

Stadens godsflöden, en vit fläck eller ett svart får. Förutsättningar för en godsflödesstudie på lokal och regional nivå

Projektförslag. Skolhastighetsmätningar

Biodrivmedel i Sverige varför sådant genomslag?? Ann Segerborg-Fick Energimyndigheten

TRAFIKSÄKERHET - vårt kärnvärde -

Slutrapport. epto (elektriskt driven Power Take Off) Fredrik Cederstav Delprogram: FFI (Fordonsstrategisk Forskning & Innovation)

IRIS Integrerat Dynamiskt Prognostiserande Underhållsstöd

High Capacity Transport. Presentation av Sveriges första 74 tons Bulkfordon.

ETT, modulsystem för skogen & DUO2. Forskningsprojekt för ökad transporteffektivitet

Tekniska förvaltningen

Machine Learning. Strategisk satsning inom fordonsindustrin (FFI)

Onlinemätning av dieselförbrukning på gård Ansökan

Klimatneutrala godstransporter på väg

Effekter av dedicerade körfält för tung trafik på flerfältsväg

Minskade utsläpp och ökad lönsamhet är det möjligt? Lars Mårtensson, Volvo Lastvagnar Örnsköldsvik, Klimatsmarta godstransporter i City

M{ZD{ _14R1_MAZ6_V10_COVERS.indd /07/ :05:18

ibass (integrated Breath Alcohol Sensor System). Slutrapport.

Specifikation av säkerhetsprinciper för ADAS-funktionalitet Säkerhetsprinciper för autonomi och ADAS-funktioner

Volvo Energieffektivt fordon Volvo Energy efficient Vehicle, VEV

Starkare lok på Stambanan genom övre Norrland?

ETT, modulsystem för skogen & DUO2. Forskningsprojekt för ökad transporteffektivitet

aktiva säkerhetssystem i bilar

Programavtal avseende samfinansierad fordonsstrategisk forskning, utveckling och innovation (FFI)

Hogia Transport Systems

Utveckling av kalibrerprocess för alkolås

Skyddande ytskikt för varmformade komponenter (Protective Metal Coating)

Parallellisering av integrationstest (PINT)

TAKE CO 2 NTROL RIGHT HERE. RIGHT NOW.

E20 Vårgårda Vara, delen Vårgårda Ribbingsberg

Transkript:

Distribuerad Reglering av Fordonståg II, Slutrapport Supervisor III I2V kommunikation G3 G2 G1 II V2V kommunikation T3 T2 T1 I Avståndssensor Författare Henrik Pettersson Scania CV AB Datum 2014-03-24 Delprogram Transporteffektivitet

Innehåll 1. Sammanfattning... 3 2. Bakgrund... 3 3. Syfte... 4 4. Genomförande... 5 5. Resultat... 5 5.1 Bidrag till FFI-mål... 6 6. Spridning och publicering... 6 6.1 Publikationer... 6 7. Slutsatser och fortsatt forskning... 7 8. Deltagande parter och kontaktpersoner... 8 Kort om FFI FFI är ett samarbete mellan staten och fordonsindustrin om att gemensamt finansiera forsknings-, innovations- och utvecklingsaktiviteter med fokus på områdena Klimat & Miljö samt Säkerhet. Satsningen innebär verksamhet för ca 1 miljard kr per år varav de offentliga medlen utgör hälften. För närvarande finns fem delprogram Energi & miljö, Fordons- och trafiksäkerhet, Fordonsutveckling, Hållbar produktionsteknik och Transporteffektivitet. Läs mer på www.vinnova.se/ffi

1. Sammanfattning Övergripande syftet med projektet har varit att studera hur fordonståg med tunga fordon kan realiseras utan att påverka trafiksäkerheten. Fordonståg är ett möjligt medel för att minska energiåtgången vid godstransporter, detta genom möjliggörandet av korta avstånd mellan fordonen vilket leder till minskat luftmotstånd. Fordonståg kan även öka trafikflödeskapaciteten på trafiktäta vägar, delvis genom de kortare avstånden men framförallt genom att reglera fordonen synkront vilket leder till minskade hastighetssvängningar. Projektet har genomförts i samarbeten mellan Scania CV AB och Reglerteknik, KTH och bygger på resultat som togs fram i projekt Distribuerad Reglering av Fordonståg, diarienummer 2009-01424. Projektet har varit en viktig del i att bygga upp kunskap kring Praktiska aspekter kring fordonståg Utveckling av strategier för hantera mellan fordonstågets medlemmar varierande prestanda med avseende på topografi Utveckla strategier för hantera package loss i V2V-kommunikationen Projektet har varit en viktig grund för att stärka samarbetet mellan KTH och Scania CV AB; direkt genom doktorandarbetet finansierat genom projekt, indirekt genom att resultat från projektet legat till grund för andra projekt och samarbete, ex FFI projektet iqfleet och RelCommH. 2. Bakgrund Fordonståg (eng. platoon) har länge diskuterats som en möjlighet att effektivisera transporten av gods. Med fordonståg menas här ett antal fordon som körs med korta avstånd mellan varandra och framförs som en enhet. Det är ett välkänt faktum att bränsleförbrukningen drastisk minskar med avståndet till framförvarande fordon pga att luftmotståndet minskar. Studier har visat att bränsleåtgången på det ledande fordonet kan reduceras med 2 till 10 % och för det följande fordonet 15 till 20 % [ #] jämfört med ett ensamt fordon. Detta under förutsättning att avståndet mellan lastbilarna är 8-16 meter och att de färdas i 80 km/h. Den minskade bränsleåtgången ger en motsvarande reduktion i CO2 utsläpp. Förare utnyttjar detta välkända faktum redan idag med en sänkt trafiksäkerhet som följd. En grundläggande fråga kring fordonståg är hur tidsluckan mellan fordon kan minskas från rekommenderade 3 sek ner till mellan 0,5 och 1 sekund utan att påverka trafiksäkerheten. # Bonnet. C. och Fritz. H., Fuel Consumption Reduction in a Platoon: Experimental Results with Two Electronically Coupled Trucks at Closed Spacing, In 2000 Futer Transportation Technology Conference, Costa Mesa, Califonia, USA August 21-23, 2000

Den rekommenderade tidsluckan är idag baserad på Förarens reaktionstid Fördröjningar i fordonets bromsystem Fordonets stoppsträcka Med avståndssensorer och kameror kan förarens reaktionstid elimineras, en typ av teknik använd redan idag av system som ACC (Adaptiv Cruise Control) och LKA (Lane Keeping Assistance). En begränsning är dock att avståndssensorer och kameror kräver fri sikt till målet vilket gör det svårt att detektera händelser mer än ett par fordon framåt i kön. Ytterligare begränsning är att de ej kan reagera proaktivt, dvs reagera på händelser som ej haft någon markant påverkan på trafikrytmen. Kommunikation mellan bilar ger dock en möjlighet att lösa dessa problem. Där framförvarande fordon i fordonståget kan Skicka information om den egna bilens tillstånd, dvs vikt, hastighet, motoreffekt, position. Skicka information om åtgärder som påverkar omgivande trafik, ex om man bromsar. Agera prob för bakomvarande fordon genom att rapportera iakttagna trafikhändelser bakåt i fordonståget. Sammantaget, skulle fordonståg vara en viktig del i att öka transporteffektiviteten, förutsatt att trafiksäkerheten ej påverkas negativt. 3. Syfte Det övergripande syftet med projektet har varit att studera hur en distribuerad fordonsstyrning av ett fordonståg kan realiseras med hjälp av sensorer och kommunikation mellan fordon (V2V) och mellan fordon och infrastruktur (V2I). En viktig förutsättning för arbetet har varit att utgå från kravbilden från fordonsindustrin och att systemet skall vara praktisk implementerbart med idag tillgänglig teknik. Arbetet i Distribuerad Reglering Av Fordonståg II har byggt på resultat och arbeten som gjordes i Distribuerad Reglering Av Fordonståg. I Distribuerad Reglering Av Fordonståg specificerades följande delmål för att uppnå det övergripande målet En lämplig systemarkitektur måste fastslås. En forskningsplattform måste utformas. Utvärdering och design av en optimal styrningsalgoritm inom fordonståg. En klar kravbild måste fastställas för ett fordonståg. Praktisk realisering av de erhållna kunskaperna.

Administrering av fordonståget med avseende på omgivande trafik och intern dynamik. Resultatverifiering i en fysisk realiserbar miljö. Arbete i Distribuerad Reglering Av Fordonståg II baserades på resultat från dessa delmål och fokuset i arbetet har varit på Praktiska aspekter kring fordonståg Utveckling av strategier för hantera mellan fordonstågets medlemmar varierande prestanda med avseende på topografi Utveckla strategier för hantera package loss i V2X-kommunikationen Distribuerad Reglering Av Fordonståg II har även haft syftet att slutföra det i Distribuerad Reglering Av Fordonståg på började doktorandarbete. 4. Genomförande Projektet har genomförts i form av ett doktorandarbete, med en på Scania CV AB anställd doktorand som bedrivit sina studier vid Reglerteknik, KTH. Doktoranden har handläts av en huvudhandledare och en bihandledare från Reglerteknik, KTH samt två bihandledare från Scania CV AB. Huvuddelen av arbetet har genomförts av doktoranden, dock har Scania CV AB bistått med resurser i form av fordon, förare, ingenjörstid under framförallt tester. 5. Resultat Resultaten från projektet baseras på två huvudarbeten som genomförts under året som Distribuerad Reglering Av Fordonståg II löpt. En simuleringsstudie av fordonståg med varierande prestanda med avseende på topografin. Fullskalliga tester på testbana och på väg med tre 40 ton fordon. Syftet med simuleringsstudien var att bestämma den den optimala styrstrategin för fordonen i ett fordonståg med avseende på vägens topografi och enskilda fordonens prestanda och konfiguration. Resultatet och en osäkerhetsanalys med avseende på fel i fordonsdatan har presenterats på 16th International IEEE Conference on Intelligent Transport Systems, (se 6.1 Publikationer). De fullskalliga testerna hade två syften

Verifiera resultat och modeller som erhållit och använts under simulerings arbete. Detta gjordes på en avstängd testbana under kontrollerade former. Tester i trafik på väg med syfte att fastsälla bränslebesparing i en realistisk trafik och väg situation. Testerna på väg genomfördes under en period på 2 veckor i november 2013. Sträckan som kördes var E20 mellan Läggesta (avfart Mariefred) och Eskilstuna och tillbacks. Sträckan kördes fyra gånger varje testdag och fordonen inbördes ordning i fordonståget varierades enligt ett förutbestämt schema. Testerna på väg visade att man fick en bränslebesparing på 5-8 % på sträckor där vägens lutning var måttlig. Resultat från dessa mätningar kommer att publiceras i artikel Experimental Evaluation of Decentralized Cooperative Cruise Control for Heavy-Duty Vehicle Platooning. 5.1 Bidrag till FFI-mål Projektet har visat på hur fordons tåg kan realiseras på ett trafiksäkert sätt samt hur stor energibesparingspotensialen är. Projektet har även bidraget till att öka kunskapen kring V2x kommunikation och optimal reglering. Kunskap som är av vikt vid framtagande av ny produkteter och funktioner baserade på cooperativitet mellan fordon och/eller kräver adaption till omgivningen. Exempel på sådana funktioner skulle kunna var adaptiva farthållare, nödbromssystem, osv. Projekten Distribuerad Reglering av Fordonståg II har varit en viktig grund för att stärka samarbetet mellan Scania CV AB och KTH, genom doktorandprojektet. Distribuerad Reglering av Fordonståg II och Distribuerad Reglering av Fordonståg har även gett viktig kunskaper och erfarenheter. Kunskaper som kunna tas med in i ett antal andra projekt och satt fokus på ett antal till nya frågeställningar. Exempel projekt är FFI-projekten iqfleet och RelCommH. 6. Spridning och publicering 6.1 Publikationer Look Ahead Cruise Control for Heavy Duty Vehicle Platooning 16th International IEEE Conference on Intelligent Transport Systems, Hague, October, 2013 Artiklar ännu ej publicerade :

Experimental Evaluation of Decentralized Cooperative Cruise Control for Heavy-Duty Vehicle Platooning, A, Alam J. Mårtensson K.-H. Johansson Cooperative Control with Preview Topography Information under System Uncertainties for Heavy-Duty Vehicle Platooning, A, Alam J. Mårtensson K.-H. Johansson System Architecture and Control of Heavy-Duty Vehicle Platooning: Experimental Evaluation, A, Alam J. Mårtensson K.-H. Johansson 7. Slutsatser och fortsatt forskning Projektet har visat att det är möjligt att realisera fordonståg och att man med en distribuerad regler arkitektur kan skapa ett stabilt och robust system, ett system som kan hantera ex störningar i den trådlösa kommunikationen. Projektet har även visat att det finns en signifikant energi besparingspotential i att köra i fordonståg. En potential som även vid relativt stora avstånd mellan fordonen existerar. Projektet har även visat på hur variationer i prestanda mellan fordonen i fordonståget påverkar bränslebesparingspotentialen. Dock har projektet även visat på en strategi för att hantera detta. Sagt detta, så är detta inte en klar produkt eller ett färdig forskat område. Från ett akademiskt perspektiv finns frågor kring Hur indata om omgivande trafik skall skapas, sensor fusion, associering Hur skall fordon grupperas i ett fordonståg och när skall de slås ihop HMI frågor kring hur förare kommer att reagera på att köra i en platoon Från ett produktperspektiv finns frågor kring Hur skall funktionen säljas Vad säger föraren Hur ser betalningsmodellerna ut Lag och försäkringsfrågor

8. Deltagande parter och kontaktpersoner Scania CV AB Henrik Pettersson KTH Automatic control Prof. Karl Henrik Johansson REPI School of Electrical Engineering Scania CV AB Automatic Control 151 87 Södertälje KTH Royal Institute of Technology Osquldas v. 10 Tel +46-8-553 503 66 100 44 Stockholm - SE E-mail: henrik_x.pettersson@scania.com Tel +46-8-7907321 E-mail: kallej@kth.se Adress: FFI/VINNOVA, 101 58 STOCKHOLM Besöksadress: VINNOVA, Mäster Samuelsgatan 56, 101 58 STOCKHOLM Telefon: 08-473 30 00 ivss@vv.se