Optimização do fluxo de um sistema de tráfego de veículos

• Main Author: Almeida, Tiago Alexandre Pinheiro de
• Publication Date: 2018
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/14231
• topic: MATLAB; SimEvents; SimMechanics; Simulink 3D Animation; Stateflow; Lógica difusa; Controlo; Fuzzy Logic; Control

O congestionamento de tráfego automóvel tem-se tornado uma das grandes preocupações das grandes cidades a nível internacional. Desde teorias de locomoção de veículos em estruturas a nível tridimensional, onde o asfalto teria variados níveis verticais, até tuneis subterrâneos em construção na cidade de Los Angeles, a criação de um sofisticado sistema de monitorização e controlo de tráfego resultaria numa solução efectiva para esta problemática. Um vasto número de assuntos em engenharia de transportes são comumente caracterizados como vagos, ambíguos e subjectivos. No controlo de sinais de tráfego luminosos, os variados fluxos de veículos forçam a comutação dos sinais das respectivas faixas, numa luta de prioridades. Num fluxo convencional de veículos, os sinais luminosos comutam baseados numa constante de tempo, contrariamente à necessidade actual. De forma a colmatar esse facto, um pequeno número de controladores implementam uma comutação baseada num horário diário, utilizando dados e padrões de tráfego pré-analisados. Outros sistemas avançados permitem, de igual forma, o controlo baseado em critérios simultâneos e em tempo real, como o tempo médio de fila de espera ou a percentagem de veículos em paragem. Com vista à melhor optimização, é previsível que um sistema com recurso ao controlo difuso possa oferecer competitividade em situações reais onde o uso de controladores com métodos tradicionais seja problemática. Os controladores modernos programáveis que permitem um número de parâmetros ajustáveis podem servir adequadamente o propósito deste processo. De forma a obter bons resultados, é necessário um controlador desenvolvido à medida da situação e um ajuste directo no terreno. Com a lógica difusa, encontra-se provada a eficácia e o sucesso na resolução de problemas onde o processo possa ser controlado por mão humana, contudo, o modelo do sistema real é difícil ou impossível. É perante estas falhas que um controlador difuso se excede. Na verdade, um dos exemplos mais reconhecidos neste tipo de controlo é numa intersecção de duas faixas de um sentido cada. Mesmo neste caso mais simples, o controlo difuso obteve o mesmo desempenho que um controlador adaptativo tradicional. Desta forma, este documento consiste no estudo da implementação do controlo da lógica difusa nos sistemas mais variados. No seguimento desta ideia, são utilizados esses recursos estudados, com o objectivo de implementar um controlador, tendo por base um software da área de Engenharia, o MATLAB. Com este propósito, é efectuado um estudo teórico de introdução ao tema, assim como um estudo da toolbox a partir da qual será implementado o sistema de controlo. O sistema base é criado como um sistema discreto de veículos, entre várias intersecções, sendo controlado com recurso a um controlador difuso. A segunda parte do projecto será a de integrar o modelo e controlo anteriormente referido num ambiente gráfico 3D, recorrendo á toolbox Simulink 3D. Aqui, poderá ser analisado a animação respectiva e a verificação dinâmica do comportamento do sistema, recorrendo a ambiente virtual.