論文の概要: Towards formalization and monitoring of microscopic traffic parameters using temporal logic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06208v1
• Date: Tue, 12 Oct 2021 17:59:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 16:44:59.943434
• Title: Towards formalization and monitoring of microscopic traffic parameters using temporal logic
• Title（参考訳）: 時相論理を用いた微視的交通パラメータの定式化とモニタリング
• Authors: Mariam Nour, Mohamed H. Zaki
• Abstract要約: 本稿では,形式言語Signal Temporal Logicを用いた交通ネットワーク解析のための仕様ベースのモニタリング手法を提案する。 我々は、速度制限に適合し、適切な進路を維持するなど、安全関連行動を特定するモニターを開発する。 この作業は交通管理センターがトラヒックストリーム特性を調査し、ハザードを特定し、トラヒック監視システムを自動化する上で貴重なフィードバックを提供するために利用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3706331473063877
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Smart cities are revolutionizing the transportation infrastructure by the integration of technology. However, ensuring that various transportation system components are operating as expected and in a safe manner is a great challenge. In this work, we propose the use of formal methods as a means to specify and reason about the traffic network's complex properties. Formal methods provide a flexible tool to define the safe operation of the traffic network by capturing non-conforming behavior, exploring various possible states of the traffic scene, and detecting any inconsistencies within it. Hence, we develop specification-based monitoring for the analysis of traffic networks using the formal language, Signal Temporal Logic. We develop monitors that identify safety-related behavior such as conforming to speed limits and maintaining appropriate headway. The framework is tested using a calibrated micro-simulated highway scenario and offline specification-based monitoring is applied to individual vehicle trajectories to understand whether they violate or satisfy the defined safety specifications. Statistical analysis of the outputs show that our approach can differentiate violating from conforming vehicle trajectories based on the defined specifications. This work can be utilized by traffic management centers to study the traffic stream properties, identify possible hazards, and provide valuable feedback for automating the traffic monitoring systems.
• Abstract（参考訳）: スマートシティはテクノロジーの統合によって交通インフラに革命をもたらしている。 しかし,様々な輸送システムコンポーネントが期待通りに運用され,安全に運用されることは大きな課題である。 本稿では,トラヒックネットワークの複雑な特性を記述・推論するための手法として,形式的手法の利用を提案する。 形式的手法は、不整合挙動を捉え、交通シーンの様々な状態を探索し、その中の不整合を検出することによって、交通ネットワークの安全な操作を定義する柔軟なツールを提供する。 そこで我々は, 正式な言語であるSignal Temporal Logicを用いて, トラフィックネットワーク解析のための仕様ベースモニタリングを開発した。 速度制限に準拠したり,適切なヘッドウェイを維持するなど,安全関連の動作を識別するモニタを開発した。 このフレームワークは、校正されたマイクロシミュレーションハイウェイシナリオを用いてテストされ、オフライン仕様に基づく監視が個々の車両軌跡に適用され、それらが定義された安全仕様に違反しているか、あるいは満たされているかが分かる。 結果の統計的分析により,提案手法は,規定された仕様に基づいて,違反と適合する車両軌跡を区別できることが示された。 この作業は交通管理センターがトラヒックストリーム特性を調査し、ハザードを特定し、トラヒック監視システムを自動化する上で貴重なフィードバックを提供するために利用することができる。

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