Betere verkeersdoorstroming bij opritten snelweg door wiskunde

Het wiskundig coördineren van verkeersmaatregelen bij toeritten van snelwegen zorgt voor een betere doorstroming van het verkeer.

Publication date: 23-11-2012

Het wiskundig coördineren van verkeersmaatregelen bij toeritten van snelwegen zorgt voor een betere doorstroming van het verkeer. Dit is een van de conclusies uit het promotieonderzoek van onderzoeker Pia Kempker – promovendus aan de Vrije Universiteit en het Centrum Wiskunde & Informatica. Op 23 november promoveert zij aan de VU te op haar proefschrift ‘Coordination Control of Linear Systems’.

Als verschillende systemen samen een opdracht moeten uitvoeren is vaak een vorm van coördinatie nodig. Denk bijvoorbeeld aan robotvoetbal waarin verschillende autonome robots moeten samenwerken om te winnen, of aan meerdere treinen op één spoor die hun snelheid aan elkaar moeten aanpassen. Voor sommige toepassingen is een hiërarchische aansturing van decentrale modules het beste, omdat die de communicatie beperkt en daarmee de kosten. Om die te beschrijven, formaliseerde Pia Kempker met wiskundige technieken onder meer het concept ‘een zo decentraal mogelijk systeem’. Haar resultaten geven inzicht in de soms ingewikkelde structuur van grote lineaire systemen en maken een decentrale aanpak mogelijk.

Kempker beschrijft twee toepassingen van de wiskundige resultaten: formaties van zelfbesturende onderwatervoertuigen en de coördinatie van het instromen van verkeer vanuit naburige opritten van een snelweg. Als er te veel verkeer de snelweg op wil, dan leidt de instroombeperking tot wachtrijen bij de oprit. Bij lokale regeling van de instroom kunnen de wachtrijen bij naburige opritten erg uiteen lopen – een effect dat door coördinatie te voorkomen is. Hierdoor ontstaat een eerlijker verdeling van de toeritdosering. Ook in het andere geval blijkt de hiërarchische aanpak efficiënt. Het onderzoek is gefinancierd door het EU C4C-project.

Meer informatie:
Promotoren: prof. dr. ir. J.H. van Schuppen en prof. dr. A.C.M. Ra
Zie ook: http://www.vu.nl/nl/nieuws-agenda/agenda/2012/okt-dec/23-november-p-l-kempker.asp 
Een eerder CWI-bericht over C4C: http://www.cwi.nl/news/2011/motorway-traffic-control-benefits-eu-c4c-project 

Foto: Toeritdosering nabij Amsterdam, door Jan van Schuppen, november 2011