Evaluation de la distance inter-véhicule

La section suivante présente les résultats de l’évaluation de la distance inter-véhicule dans un train de quatre véhicules en simulation et dans un train de deux véhicules en

expé-11.2 Evaluation de la distance inter-véhicule 139

rimentation.

Pour mesurer les variations de cette distance, nous faisons évoluer le train de véhicules dans des cas critiques de fonctionnement tels que le démarrage, le freinage d’urgence et le changement rapide de la vitesse du premier véhicule.

11.2.1 Simulation : évaluation de la distance inter-véhicule

La figure 11.3 présente les variations de la distance entre les véhicules par rapport à des changements rapides de la vitesse du premier véhicule.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figure 11.3: Visualisation de la distance inter-véhicule dans un train de 4 véhicules

Démarrage du train de véhicules

La figure 11.3 zone (a) présente le cas du démarrage rapide. Le premier véhicule accé-lère jusqu’à sa vitesse maximum (8 km/h). Les distances inter-véhicules augmentent et on constate un dépassement de 30 % par rapport à la distance de suivi souhaitée. Ensuite, les distances inter-véhicule se stabilisent à la valeur de la distance de suivi souhaitée. Cette va-riation est due à la réponse dynamique des véhicules, et en particulier du premier véhicule suiveur.

Pour visualiser l’influence de la vitesse sur les variations de la distance inter-véhicule, nous avons réalisé plusieurs simulations avec des vitesses maximum différentes. Nous ap-pellerons erreur d’écart la différence entre l’écart mesuré et l’écart souhaité. Nous souhai-tons évaluer l’erreur maximale et l’erreur moyenne (cf. figure 11.4). La simulation consiste à réaliser un démarrage rapide à la vitesse souhaitée et à visualiser les distances entre les véhicules.

Erreur maximale

Erreur moyenne

Figure 11.4: Mesure de l’erreur longitudinale

La figure 11.4 présente, par exemple, la variation des distances inter-véhicules entre les véhicules lors du démarrage du train de véhicules, réalisée à la vitesse maximale de 2 km/h.

Vitesse Erreur moyenne Erreur maximale Unité de temps

km/h cm cm ms

2 2 20 90

4 8 40 130

8 20 150 250

Figure 11.5: Mesure de l’erreur longitudinale en fonction de la vitesse du véhicule précédent

Le tableau 11.5 présente l’erreur longitudinale que nous obtenons avec un train de quatre véhicules. Dans le cas d’un fonctionnement normal, par exemple, i.e. 8 km/h, nous avons un dépassement de 4 % de la distance de suivi souhaitée pour un temps de 250 ms avant d’obtenir une stabilité de la distance dans le train.

Changement rapide de la vitesse du premier véhicule

Le second cas de fonctionnement critique est représenté par des variations en “dent de scie” de la vitesse du premier véhicule (cf. figure 11.3). Les zones (b) et (c) représentent deux cas de variation rapide de vitesse. Le premier cas (b) présente une diminution de 30% puis une augmentation jusqu’à la vitesse maximale tandis que le cas (c) présente une diminution de 70%. Dans les deux cas, la distance inter-véhicule diminue puis se stabilise

11.2 Evaluation de la distance inter-véhicule 141

à la valeur de la distance de suivi souhaitée tout en restant toujours au dessus de la distance de sécurité (cf. tableau 11.6).

Freinage d’urgence

La figure 11.3 cas (d) présente le cas le plus critique : freinage d’urgence. Le premier véhicule freine avec une décélération maximale. La figure montre que la valeur de la dis-tance inter-véhicule reste toujours au dessus de la valeur de la disdis-tance de sécurité (cf. tableau 11.6).

Changement de vitesse Variation de la distance inter-véhicule en % par rapport à la vitesse de 8 km/h en cm par rapport à la distance de suivi (180 cm)

30 % 40

70 % 60

100 % 110

Figure 11.6: Changement rapide de vitesse du premier véhicule en simulation

11.2.2 Expérimentation : évaluation de la distance inter-véhicule

La figure 11.7 montre l’évolution de la distance entre les deux véhicules électriques au cours de l’expérimentation.

(a)

(b)

(c)

(d)

Démarrage du train de véhicules

La figure 11.7 illustre de la même façon que la figure 11.3, la variation de la distance inter-véhicule par rapport à des changements rapides de la vitesse. La zone (a) présente un démarrage rapide du train de véhicules. Le premier véhicule accélère jusqu’à sa vitesse maximum (8 km/h). La valeur de la distance inter-véhicules augmente et on constate un dépassement de 30 % par rapport à la distance de suivi souhaitée, fixé à 4 m pour les expé-rimentations. Ensuite, la distance entre les véhicules se stabilise à la valeur de la distance de suivi souhaitée. Cette variation est due à la réponse dynamique du véhicule, et en par-ticulier au temps de 500 ms entre l’envoi de la commande de vitesse et l’action du moteur électrique.

Erreur maximale

Erreur moyenne

Figure 11.8: Mesure de l’erreur d’écart

La figure 11.8 présente l’erreur d’écart pour un démarrage à la vitesse de 8 km/h. On visualise une variation maximale de 150 cm par rapport à la distance de suivi souhaitée.

Changement rapide de la vitesse du premier véhicule

Les zones (b) et (c) (cf. figure 11.7) représentent deux cas de variation rapide de la vitesse. Le premier cas (b) montre une diminution de 30% puis une augmentation jusqu’à la vitesse maximale, de la vitesse du premier véhicule tandis que le cas (c) présente une diminution de 70%. Dans les deux cas, la distance inter-véhicule diminue et se stabilise ensuite à la distance de suivi souhaitée tout en restant au dessus de la distance de sécurité.