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Impatto dell'introduzione di veicoli autonomi sul traffico veicolare

azienda Tesi esterna in azienda    


Parole chiave EQUAZIONE DI BOLTZMANN, FISICA STATISTICA, LOGISTICA DEI SISTEMI, MECCANICA STATISTICA, MOBILITÀ URBANA, MODELLI MATEMATICI, SIMULAZIONE NUMERICA, TRAFFICO VEICOLARE

Riferimenti ANDREA TOSIN, MATTIA ZANELLA

Riferimenti esterni Brunella Caroleo (LINKS), Stefano Pensa (LINKS)

Gruppi di ricerca Metodi e modelli matematici per sistemi complessi

Tipo tesi MAGISTRALE

Descrizione La penetrazione dei veicoli a guida autonoma e il loro conseguente impatto sul traffico veicolare rappresentano un argomento di ricerca emergente, pertanto ancora poco esplorato, nell'ambito dell'Intelligenza Artificiale.

La moderna teoria matematica del traffico veicolare nasce indicativamente all'inizio degli anni Sessanta del secolo scorso, con alcuni lavori che propongono modelli del flusso di veicoli lungo una strada alle tre scale di rappresentazione principali: quella microscopica, che descrive i veicoli come particelle interagenti; quella macroscopica, che assimila i veicoli ad un continuo con densità; quella mesoscopica, che, prendendo spunto dalla teoria cinetica di Boltzmann, studia la distribuzione statistica delle velocità microscopiche dei veicoli. Negli anni seguenti, i modelli microscopici e macroscopici sono oggetto di intensi studi, che conducono allo sviluppo di teorie matematiche piuttosto complete e raffinate. I modelli cinetici, invece, sono riscoperti solo verso la seconda metà degli anni Novanta, pressoché parallelamente all'avvento delle ricerche sui sistemi multi-agente. Il loro punto di forza, rispetto agli altri due tipi di modelli appena richiamati, è la capacità di collegare, mediante fondamenti teorici fisico-matematici rigorosi, le dinamiche microscopiche elementari di un insieme di particelle interagenti alle manifestazioni macroscopiche aggregate dell’intero sistema. Ciò li rende particolarmente adatti allo studio dell’impatto di piccole percentuali di veicoli a guida assistita/autonoma sul flusso di traffico veicolare complessivo.

La tesi si svolgerà presso l'area UML (Urban Mobility & Logistic Sytems) della Fondazione LINKS, in stretta interazione con il gruppo di ricerca del Prof. Andrea Tosin presso il Dipartimento di Scienze Matematiche “G. L. Lagrange” del Politecnico di Torino.

Il progetto di tesi si articola su tre aspetti metodologici principali: modellistica, analisi dei modelli e simulazione numerica, che potranno essere sviluppati in misura maggiore o minore in base alle preferenze del tesista. In seguito ad un approfondimento dello stato dell’arte sui metodi di modellizzazione del traffico veicolare, al tesista verrà richiesto di sviluppare un modello mesoscopico di simulazione del flusso di traffico e di effettuare analisi di scenari alternativi di penetrazione dei veicoli autonomi e a guida assistita. Il modello potrà, in particolare, essere testato su un caso studio di interesse (ad esempio, la città di Torino) utilizzando il software MATSim e discutendone i risultati in maniera critica. Questi risultati potranno essere utilizzati per delineare raccomandazioni e suggerimenti per il decisore pubblico e come input dei processi di pianificazione urbana.

Vedi anche  https://linksfoundation.com/lavora-con-noi/proposte-di-tesi/

Conoscenze richieste - Familiarità con i modelli differenziali e le equazioni alle derivate parziali
- Conoscenza dei principali linguaggi di programmazione (MATLAB/Python/C/C++)
- Interesse nella pianificazione dei trasporti
- Capacità critica di analisi ed interpretazione dei risultati

Note Riferimenti bibliografici:
[1] L. Pareschi, G. Toscani. Interacting Multiagent Systems: Kinetic Equations and Monte Carlo Methods, Oxford University Press, Oxford, UK, 2013
[2] A. Tosin, M. Zanella. Control strategies for road risk mitigation in kinetic traffic modelling, IFAC-PapersOnLine, 51(9):67-72, 2018
[3] A. Tosin, M. Zanella. Kinetic-controlled hydrodynamics for traffic models with driver-assist vehicles, Multiscale Model. Simul., 17(2):716-749, 2019
[4] A. Tosin, M. Zanella. Uncertainty damping in kinetic traffic models by driver-assist controls, preprint, 2019 (disponibile al link: http://doi.org/10.13140/RG.2.2.35871.41124)


Scadenza validita proposta 16/09/2020      PROPONI LA TUA CANDIDATURA




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