Methods and tools for the design of Cooperative Intelligent Transportation Systems
Méthodes et outils pour la conception de Systèmes de Transport Intelligents Coopératifs
Résumé
The car is the most used mode of transport
in Europe and North America. Today, it is increasingly
secure thanks to driver assistance systems.
However, it is still the largest share of road
accidents in France, 90% of which are caused by
humans. From 2020, new types of vehicles will appear
on the road : they are vehicles whose decision
will no longer depend only on the human driver,
commonly called autonomous vehicles.
To design such systems, three main requirements
must be respected at the same time : the safety
(respect of traffic laws), the efficiency (go as fast as
possible) and the comfort (not to feel in danger in
the vehicle). In addition to imagine a vehicle where
only on-board sensors provide the necessary information
to drive, one can add the ability to communicate
with other vehicles or the road infrastructure.
This last point have to take into account a fourth requirement,
courtesy (does not have a negative impact
on surrounding vehicles). It can also help to
manage a similar situation where vehicles driven by
human beings and autonomous vehicles will be in
the same environment.
To study these behaviors, computer simulation can
be a good solution to set up a range of possible scenarios
in different environments. However, this imposes
a level of abstraction that can affect the level
of realism of the model.
In this PhD thesis, we defined methods and tools to
define a methodology for designing Cooperative Intelligent
Transport Systems. From a vehicle model,
we have shown that we can simulate it and then formally
check it. From the model obtained, compatibility
with a more realistic simulator is ensured. In
addition, based on a simulation tool, we have implemented
a cooperation protocol that allows vehicles
to adapt more easily to current road environments.
La voiture est le mode de transport le
plus utilisé en Europe et en Amérique du Nord. Aujourd’hui,
il est de plus en plus sécurisé notamment
grâce à des systèmes d’assistance à la conduite.
Toutefois, il représente encore la plus grande part
d’accidents sur la route en France dont 90 % seraient
de cause humaine. A partir de 2020, de nouveaux
types de véhicules vont apparaître sur la
route : ce sont des véhicules dont la décision ne
dépendra plus uniquement du conducteur humain,
appelés couramment véhicules autonomes.
Pour concevoir de tels systèmes, trois grandes exigences
doivent être respectées à la fois : la sécurité
(respect du code de la route), l’efficacité (aller le
plus vite possible) et le confort (ne pas se sentir en
danger dans le véhicule). En plus d’imaginer un véhicule
où seuls les capteurs embarqués fournissent
les informations nécessaires pour conduire, on peut
ajouter la possibilité de communiquer avec d’autres
véhicules ou l’infrastructure de la route. Ce dernier
point doit prendre en compte une quatrième exigence,
la courtoisie (ne pas avoir un impact négatif
sur les véhicules environnants). Il peut permettre
également de gérer une situation proche où les véhicules
conduits par des êtres humains et les véhicules
autonomes vont se trouver dans un même
environnement.
Pour étudier ces comportements, la simulation informatique
peut être une bonne solution pour mettre
en place un éventail de scénarios possibles dans
différents environnements. Toutefois, cela impose
un niveau d’abstraction pouvant affecter le niveau
de réalisme du modèle.
Dans ce manuscrit, nous avons défini des méthodes
et outils afin de définir une méthodologie
permettant de concevoir des Systèmes de Transport
Intelligents Coopératifs. A partir d’un modèle
de véhicule, nous allons le simuler, puis le vérifier
formellement. A partir du modèle obtenu, on assure
une compatibilité avec un simulateur plus réaliste.
De plus, à partir d’un outil de simulation, nous avons
mis en place un protocole de coopération permettant
aux véhicules de s’adapter plus facilement à
des environnements routiers actuels.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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