Truck platooning and its influence on the performance of road network : microscopic simulation of truck platooning on Autostrada A4

Nowadays, autonomous vehicle becomes available with the technology advancement, especially sensing and communication technology. In addition, truck platooning is an intermediate step towards fully autonomous driving. More importantly, the implementation of truck platooning could bring many benefits. Therefore, the research about truck platooning is crucial. In this thesis, a broad literature review was conducted regarding platoon control algorithm, advantages of platooning, existing barriers and risks for the implementation of platoon and involved stakeholders in the industry of truck platooning, etc. Most of the existing research focuses their attention on coordination and planning of platoons to minimize fuel consumption, building of control architecture, etc. But, very few studies were about the interaction between platooning trucks and other road users, and also, the influence of platooning on traffic flow, and vice versa. More importantly, there is a lack of research about the influence of platoons on the performance of the whole transportation network. However, these problems are fundamental aspects for a better understanding of the influence of this new technology, and then, a better and reasonable coordination of platoons could be achieved for a safer road and more efficient traffic condition. Therefore, a case study was conducted by performing three experiments with the help of Vissim software for microscopic traffic simulation focusing on the aforementioned fundamental aspects. After the simulation, the results were analyzed through a sensitivity analysis. The result demonstrates that truck platooning is benefit to the performance of road network and other road users especially in medium to high traffic volume and high penetration rate. Besides, a dedicated lane can be assigned to the inside lane only when penetration rate is very high. In addition, the traffic emissions can be reduced after traffic volume reach a certain value.

Oggigiorno, con il progresso tecnologico, in particolare negli ambiti della sensoristica e della comunicazione tra veicoli, si va sempre più verso una guida automatica. Inoltre, il sistema di truck platooning è un passo intermedio verso una guida completamente autonoma. Ancora più importante, l'implementazione del platooning nei camion potrebbe portare molti vantaggi. Pertanto, la ricerca sul truck platooning è cruciale. In questa tesi, è stata condotta un'ampia analisi della bibliografia disponibile, con particolare attenzione agli algoritmi di controllo del platoon, ai vantaggi legati alla marcia in platoon, alle barriere ancora esistenti, ai rischi legati all’implementazione del platoon ed alle parti interessate o coinvolte, ecc. Inoltre, la maggior parte delle ricerche esistenti focalizza la loro attenzione sul coordinamento e pianificazione dei platoons per ridurre al minimo il consumo di carburante, sul progetto dell'architettura di controllo ma pochi studi si concentrano sull'interazione tra i platoons composti da veicoli pesanti e gli altri utenti della strada o sull'influenza del platoon sul flusso del traffico e viceversa. Ancora più importante è la mancanza di ricerche sull'influenza dei platoons sulle prestazioni dell'intera rete di trasporti. Tuttavia, questi problemi sono aspetti fondamentali per una migliore comprensione dell'influenza di questa nuova tecnologia, e quindi, un migliore e ragionevole coordinamento dei platoons potrebbe essere raggiunto per una maggior sicurezza sulle strade e una condizione di traffico più efficiente. Pertanto, è stata condotta un’analisi eseguendo tre esperimenti con l'aiuto del software Vissim per la simulazione microscopica del traffico, concentrandosi sugli aspetti fondamentali menzionati in precedenza. Dopo la simulazione, i risultati sono stati confrontati e analizzati mediante la definizione di alcuni grafici e l'analisi di sensibilità. Il risultato dimostra che il Truck Platooning può avere effetti positivi sulle prestazioni della rete e nel rapporto con gli altri utenti della strada, specialmente in scenari in cui il volume di traffico è medio-alto e con un elevato tasso di penetrazione della tecnologia nel mercato. Inoltre, dai risultati emerge come una prima corsia dedicata sia ipotizzabile solo quando il tasso di penetrazione della tecnologia del mercato è molto alto. Inoltre, emerge come le emissioni dei veicoli possano essere ridotte quando il volume di traffico raggiunge un determinato valore.