BME Műszaki Mechanikai Tanszék

Az előadások a következő témára: "BME Műszaki Mechanikai Tanszék"— Előadás másolata:

1 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
A forgalmi dugók titkai avagy miért ne telefonáljunk vezetés közben? Stépán Gábor BME Műszaki Mechanikai Tanszék Külön köszönet: Orosz Gábor University of Exeter, School of Engineering BME Műszaki Mechanikai Tanszék

2 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Tartalom Gépészmérnök és mérnök-fizikus Instabil rezgések – akadozó csúszás Időkésleltetés – emberi egyensúlyozás Forgalmi dugók – mobiltelefon és tempomat Építőmérnök – gépészmérnök Dinamika a gépész tervezésben – termékek De: a technológiában is megjelent BME Műszaki Mechanikai Tanszék

3 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Időbeli változás [?] [!] 394512 idő tegnap BME Műszaki Mechanikai Tanszék

4 Nemlineáris rezgések – az elnevezés
lineáris karakterisztikák – harmonikus rezgések BME Műszaki Mechanikai Tanszék

5 Fázissík – periodikus mozgások
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

6 Fázissík – stabilis egyensúly körül
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

7 Fázissík – instabil egyensúly körül
video BME Műszaki Mechanikai Tanszék

8 Öngerjesztett rezgés – stabil
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

9 Öngerjesztett rezgés – Hopf bifurkáció
c > c < 0 BME Műszaki Mechanikai Tanszék

10 Instabil rezgés - szeparatrix
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

11 Instabil rezgés – hogyan észlelhető?
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

12 Attratorok – stabil egyensúly és rezgés
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

13 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Akadozó csúszás BME Műszaki Mechanikai Tanszék

14 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Akadozó csúszás BME Műszaki Mechanikai Tanszék

15 Akadozó csúszás – bistabilitás
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

16 Időkésleltetés – destabilizáló hatás
“Good memory causes trouble” Zuhanyozás nagy késés – gyenge beavatkozás kis késés – erősebb beavatkozás BME Műszaki Mechanikai Tanszék

17 Az időkésleltetés matematikai modelljei
Késleltetett differenciálegyenlet: - legegyszerűbb (populációk) - egy múltbeli értékkel (pl. termelés egy régi ár alapján) - múltbeli értékek átlagával (pl. termelés régi árak átlaga alapján) múlt hatás súlyozásával (esetjog) BME Műszaki Mechanikai Tanszék

18 Társastánc – erőszabályozás
„Szűk folyosó hatás” – sietség & reflexkésés Pohár víz átadása BME Műszaki Mechanikai Tanszék

19 Szkander és gyógytorna
Ernest Hemingway: Az öreg halász és a tenger – Santiago szkanderezik Casablanca egy kocsmájában És a robotokkal kezet fogunk vagy kezet rázunk? A robotoknak is vannak reflex késései! Kovács Laci szkanderezik az ABB robottal (otthon NE próbáljuk megismételni!!!) Dexter papája is szkanderezett egy robottal! …mi meg gyógytornáztatunk robotokkal: EU projekt BME Műszaki Mechanikai Tanszék

20 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
I Robot BME Műszaki Mechanikai Tanszék

21 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Egyensúlyozás rugó & csillapítás + reflexeink késése BME Műszaki Mechanikai Tanszék

22 Egyensúlyozás stabilitása
 instabilitás BME Műszaki Mechanikai Tanszék

23 Egyensúlyozás stabilitása
 instabilitás BME Műszaki Mechanikai Tanszék

24 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Stability is the art of keeping the balance BME Műszaki Mechanikai Tanszék

25 Labirintus – az emberi egyensúlyozás
Szög és szögsebesség is szükséges!!! video BME Műszaki Mechanikai Tanszék

26 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
agy Colliculus superior τ > 0.6 s Medial Temporal Loop MTL τ ~ 0.1s kéz szem BME Műszaki Mechanikai Tanszék

27 Kísérleti megfigyelések embereken
Kawazoe (1992) gyakorlatlan ember Betzke (1994) céllövők 0.3 – 0.7 [Hz] Alkohol fogyasztás következményei BME Műszaki Mechanikai Tanszék

28 És a robotok egyensúlyoznak?
BME Műszaki Mechanikai Tanszék

29 BME Műszaki Mechanikai Tanszék

30 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
video jamie BME Műszaki Mechanikai Tanszék

31 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Sagway BME Műszaki Mechanikai Tanszék

32 Forgalmi dugók (végre…)
Óvatosan kezdtünk hozzá (2001): csak 2 autó gyűrűn, de a reakcióidők kb. 1 mp-es késését figyeltük! BME Műszaki Mechanikai Tanszék

33 Forgalmi dugók modellezése
2002: 3 autó !!! BME Műszaki Mechanikai Tanszék

34 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Hosszú gyűrű, sok autó Reális modell (Bando, 1995) Reakció késés nélkül (Gasser, et al 2004) „Ok nélküli dugók” csak v > 500 km/h-ra BME Műszaki Mechanikai Tanszék

35 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
A matematikai modell v1 v2 v3 x1 x2 x3 h2 = x3 - x2  – reakcióidő (késés) T – relaxációs idő kitűzött sebesség v0 V – optimális sebesség V//v0 hstop követési távolság – h BME Műszaki Mechanikai Tanszék

36 Bistabilitás – analitikus eredmény 9 autóra
Színes – zárt alakú matematikai becslés Szürke – DDE-BIFTOOL (Engelborghs, 2001) stable unstable átlagos követési távolság BME Műszaki Mechanikai Tanszék

37 Stabil forgalom és stabil dugó
9 autó v1 h1 t v1 h1 stable unstable h* stable BME Műszaki Mechanikai Tanszék

38 Stabil forgalom és stabil dugó
v1 h1 t v1 h1 33 autó stable unstable h* stable BME Műszaki Mechanikai Tanszék

39 A stop&go dugók hasonlósága
… a periódusidők különböznek: v1 h1 t n = 33 n = 9 v1 h1 BME Műszaki Mechanikai Tanszék

40 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Mire jó mindez? Ne növeljük (csökkentsük) a reakció időnket: - ne aludjunk el vezetés közben - ne igyunk alkoholt - ne telefonáljunk, ne olvassunk - ne nézzük a térképet, ne álmodozzunk… Ne vezessünk se túl agresszíven, se tutyi-mutyin Kezdjük használni a tempomatokat (mikroprocesszor reflexei jobbak…) Forgalomszervezés (kamionok előzési tilalma) Utak tervezése (becsatlakozások, beláthatóság…) Video - Houston BME Műszaki Mechanikai Tanszék

41 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
MI3 BME Műszaki Mechanikai Tanszék

42 BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Köszönöm a figyelmet (…és jó utat mindenkinek!) BME Műszaki Mechanikai Tanszék