<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">ojapps</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Open Journal of Applied Sciences</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2165-3925</issn>
      <issn pub-type="ppub">2165-3917</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/ojapps.2026.167134</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">ojapps-152523</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Biomedical</subject>
          <subject>Life Sciences</subject>
          <subject>Chemistry</subject>
          <subject>Materials Science</subject>
          <subject>Computer Science</subject>
          <subject>Communications</subject>
          <subject>Engineering</subject>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Pontryagin’s Maximum Principle in Penalized Joint Optimization of Vehicle Queue Dynamics for Road Traffic</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-3723-2206</contrib-id>
          <name name-style="western">
            <surname>Bigirimana</surname>
            <given-names>Marc</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-6540-7851</contrib-id>
          <name name-style="western">
            <surname>Nahayo</surname>
            <given-names>Fulgence</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0009-0007-4366-843X</contrib-id>
          <name name-style="western">
            <surname>Haddou</surname>
            <given-names>Mounir</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2">2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Niyongere</surname>
            <given-names>Abraham</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff3">3</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Laboratoire Universitaire de Recherche en Modélisation et en Ingénierie de Statistique Appliquée, Université du Burundi, Bujumbura, Burundi </aff>
      <aff id="aff2"><label>2</label> Institut de Recherche Mathématique de Rennes/Institut National des Sciences Appliquées de Rennes, Université de Rennes, Rennes, France </aff>
      <aff id="aff3"><label>3</label> Centre de Recherche en Infrastructures, Environnement et Technologie, Université du Burundi, Bujumbura, Burundi </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors have no conflicts of interest to declare concerning the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>03</day>
        <month>07</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>07</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>16</volume>
      <issue>07</issue>
      <fpage>2361</fpage>
      <lpage>2383</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>15</day>
          <month>05</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>11</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>14</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ojapps.2026.167134">https://doi.org/10.4236/ojapps.2026.167134</self-uri>
      <abstract>
        <p>The application of Pontryagin’s Maximum Principle (PMP) to optimize the dynamics of vehicle queues in road traffic systems. We present a mathematical framework that integrates optimal control theory with traffic flow dynamics to enhance the efficiency and performance of road networks. By modeling vehicle behavior and interactions within queues, we identify optimal control strategies that minimize delays and maximize throughput. The proposed methodology includes a comprehensive analysis of system constraints and environmental factors impacting traffic flow. Simulation results demonstrate the effectiveness of the PMP approach in various traffic scenarios, highlighting significant improvements in queue management and overall traffic efficiency. Our findings contribute to the development of advanced traffic management systems and provide valuable insights for future research in transportation optimization.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>State Constraint Penalization</kwd>
        <kwd>Optimal Control Problem</kwd>
        <kwd>Exterior Penalization</kwd>
        <kwd>Traffic Fluidity Function</kwd>
        <kwd>Traffic Queue Optimization</kwd>
        <kwd>Joint Optimization Problem</kwd>
        <kwd>Pontryagin Maximum Principle</kwd>
        <kwd>Symplectic Discretization</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Efficient management of road traffic is a central challenge in modern transportation systems, with direct implications for travel time, fuel consumption, and environmental impact. Vehicle queues at bottlenecks intersections, on-ramps, signalized junctions, or lane drops are a primary source of delay and flow degradation. This paper investigates a control-theoretic approach to reducing queueing delay and improving throughput by applying Pontryagin’s Maximum Principle (PMP) to a penalized joint optimization problem for vehicle-queue dynamics.</p>
      <p>In particular, we show that a coupled two-vehicle continuous-time dynamics model can serve as a building block for representing queue evolution: the interaction between the lead and the following vehicles captures the local propagation of congestion, while the combined state and control trajectories approximate the queue’s aggregate behavior. </p>
      <p>We construct a continuous-time optimal control model that captures individual vehicle interactions within a platoon and the aggregate behavior of the queue, incorporate operational and safety constraints, and introduce penalty terms to enforce feasibility and desirable performance metrics. Using the indirect (PMP-based) approach, we derive necessary conditions for optimality, obtain a reduced Hamiltonian formulation where possible, and develop a symplectic Partitioned Runge-Kutta (SPRK) discretization to integrate the state-adjoint system while preserving geometric structure. Numerical experiments and simulations illustrate how the PMP framework yields control laws that reduce delays and smooth traffic flow under various scenarios. The contributions of this work are: i) a rigorous PMP formulation for joint optimization of vehicle queues with penalty terms for constraints; ii) an analysis of regularity and implementability conditions enabling the implicit elimination of control variables; and iii) a structure-preserving numerical scheme (SPRK) adapted to the resulting Hamiltonian boundary-value problem, validated with simulation results.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Literature Review</title>
      <sec id="sec2dot1">
        <title>2.1. Optimal Control and Traffic Flow</title>
        <p>The intersection of optimal control theory and traffic modeling has produced a rich literature addressing ramp metering, signal timing, and ramp-to-mainline coordination (See Papageorgiou <italic>et al.</italic>, 2008 [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]; Daganzo, 1994 [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]). Classical macroscopic models (Lighthill-Whitham-Richards, kinematic waves) and microscopic car-following models have both been used as the dynamical substrate for control design. More recent works concentrate on platoon control and cooperative adaptive cruise control (CACC) where local interactions are optimized to improve string stability and throughput (Swaroop &amp; Hedrick, 1996 [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]; Rajamani, 2012 [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]). </p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot2">
        <title>2.2. Pontryagin’s Maximum Principle in Traffic Applications</title>
        <p>PMP has been applied to various transportation problems including speed profile optimization, eco-driving, and gap-minimizing strategies for vehicle merging (See Miculescu &amp; Karaman, 2015 [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]; Zhao, L., Malikopoulos <italic>et al.</italic>, 2018 [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]). These works exploit PMP’s capability to provide necessary optimality conditions and to characterize bang-bang or singular controls in constrained settings. The indirect method based on PMP is particularly valuable when analytical insight on the control structure is sought, although it requires solving two-point boundary value problems (TPBVPs) and ensuring appropriate regularity. </p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot3">
        <title>2.3. Penalization and Constrained Optimal Control</title>
        <p>Handling state and control constraints in PMP formulations often involves penalization or the use of Lagrange multipliers and complementarity conditions. Classical texts (See, Bryson &amp; Ho, 2018 [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]; White, David H., 2012 [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]) detail penalization techniques and constraint relaxation methods. More recent computational approaches combine penalty terms with interior point solvers or augmented Lagrangian methods to tractably enforce constraints in large-scale control problems (See Nocedal &amp; Wright, 2006 [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]; Wächter &amp; Biegler, 2006 [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]). </p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot4">
        <title>2.4. Discrete Structure-Preserving Integrators for Hamiltonian Systems</title>
        <p>When using the indirect PMP approach the resulting necessary conditions form a Hamiltonian boundary-value problem. Symplectic integrators, including symplectic Runge-Kutta and Partitioned Runge-Kutta (PRK) methods, have been shown to preserve qualitative features of Hamiltonian flows (hairiness: conservation of the symplectic form, near-conservation of energy over long times) and to yield improved long-term numerical behavior for TPBVPs (Hairer, Lubich &amp; Wanner, 2006 [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]; Sanz-Serna &amp; Calvo, 1995 [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]). The theory of B-series and P-series provides a systematic way to derive order conditions for such methods (Butcher, 1987 [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]; Laurent-Varin, J. 2005 [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]). </p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot5">
        <title>2.5. Applications of PMP with Structure-Preserving Discretization in Traffic</title>
        <p>A growing body of work addresses the numerical implementation of PMP for traffic problems with attention to preserving system structure. Examples include optimal control of connected automated vehicle platoons using indirect methods with tailored integrators (Hairer, E., Lubich <italic>et al</italic>., 2002 [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]) and trajectory optimization for eco-driving with symplectic or variational integrators to maintain stability over long horizons (Zhang, Y., &amp; Cassandras, C. G. 2019 [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]). </p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot6">
        <title>2.6. Gaps and Motivation for the Present Study</title>
        <p>Despite extensive literature on PMP and traffic control, relatively few studies explicitly combine a penalized joint optimization for vehicle queues with a rigorous symplectic discretization tailored to the resulting Hamiltonian structure. In particular, the treatment of multi-vehicle coupling, inequality constraints on states and controls, and the numerical preservation of geometric invariants in the discrete TPBVP setting remains underexplored. This paper aims to fill that gap by: formulating a penalized PMP model for joint queue optimization, analyzing regularity conditions that permit control elimination, and devising a practical SPRK4 discretization whose coefficients satisfy the required order and symplecticity conditions, validated through AMPL/IPOPT and MATLAB simulations. </p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Mathematical Analysis of Penalized Joint Optimization of Vehicle Queue Dynamics in Road Traffic</title>
      <p>Consider now an optimal control problem with constraints of the following form: </p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:munder>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>min</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mo>∈</mml:mo>
                            <mml:mi mathvariant="script">U</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:munder>
                        <mml:mi>J</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mo>.</mml:mo>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mo>.</mml:mo>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>˙</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>g</mml:mi>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>≤</mml:mo>
                        <mml:mi>g</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>≤</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>g</mml:mi>
                          <mml:mi>U</mml:mi>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In system (1), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are maps of class <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The functions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> U </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote, respectively, the lower and upper bounds on the state variables. </p>
      <sec id="sec3dot1">
        <title>Penalty Techniques for Constraints in Optimal Control</title>
        <p>In the context of optimal control problems, it is often necessary to address constraints on states or controls, which can complicate the problem’s resolution. Penalty methods provide an effective approach to integrate these constraints into the optimization process. This section focuses on two types of state constraint penalization, exterior penalization and interior penalization. Exterior penalization involves adding a penalty term to the objective function to discourage solutions that violate the constraints. This method is particularly useful when the constraints are difficult to manage or when adherence to them is critical [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. So, the penalized objective function in the system (1) becomes: </p>
        <disp-formula id="FD2">
          <label>(2)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>J</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>pen</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mo>.</mml:mo>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mo>.</mml:mo>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mi>ρ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mfrac>
              <mml:munderover>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>max</mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>g</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mo>,</mml:mo>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mi>g</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                                <mml:mi>U</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>max</mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mi>g</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                                <mml:mi>L</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>g</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mo>,</mml:mo>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a penalty parameter that controls the significance of the constraint. It should be noted that in a problem of the form (1), the exterior penalty affects only the objective function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> . </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and not the constraints <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> U </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or the initial conditions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
        <p>On the other hand, interior or logarithmic penalization aims to keep the solutions within the constraint space by modifying the cost function. This approach can be more effective when the constraints are defined to allow admissible solutions at the boundaries. </p>
        <disp-formula id="FD3">
          <label>(3)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>J</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>pen</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mo>.</mml:mo>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mo>.</mml:mo>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:munderover>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>g</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>g</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>g</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>g</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The logarithmic term in (3) penalizes solutions that approach the boundaries of the constraints, and the scalar parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> must be small. In this specific case, an admissible solution to this problem is such that the state equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ˙ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> remains valid, as well as the inequalities <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> U </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. Penalty methods, whether exterior or interior, offer flexible approaches to incorporate state constraints into optimal control problems. The choice between these methods often depends on the nature of the constraints, the characteristics of the problem, and the desired performance criteria. However, selecting the penalty parameter is an iterative process that may require experimentation.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. SPRK Discretization of a Constrained Penalized Optimal Control Problem</title>
      <sec id="sec4dot1">
        <title>4.1. General Description of Symplectic PRK Methods</title>
        <p>The general principle of SPRK methods is based on the system dynamics written as a system of differential equations of the form: </p>
        <disp-formula id="FD4">
          <label>(4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>˙</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>which can be rewritten in the form of the following Hamiltonian system </p>
        <disp-formula id="FD5">
          <label>(5)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>˙</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>J</mml:mi>
                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>∇</mml:mo>
              <mml:mi>ℋ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> J </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the canonical matrix for Hamiltonian systems and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> identity matrix [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. Note that, for the Hamiltonian system (5), the following Jacobian matrix of partial derivatives of the numerical flow with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> y </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> defined by: </p>
        <disp-formula id="FD6">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr columnalign="left">
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>:</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mo>→</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr columnalign="left">
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mo>↦</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>preserves the canonical symplectic form and thus satisfies the (6) following Poincaré matrix identity [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>]</p>
        <disp-formula id="FD7">
          <label>(6)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ξ</mml:mi>
                            <mml:mi>h</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>T</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>J</mml:mi>
                <mml:mo>˜</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>J</mml:mi>
                <mml:mo>˜</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>then the Runge-Kutta numerical method <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is said to be symplectic for the Hamiltonian (5), with <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℋ </mml:mi></mml:math></inline-formula> regular and for every sufficiently small time step [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]. We say that a PRK scheme is symplectic if its associated flow is symplectic. It is known that PRK schemes satisfying the (7) following relation: </p>
        <disp-formula id="FD8">
          <label>(7)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>i</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mo>⋯</mml:mo>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mtext>;</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mo>⋯</mml:mo>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>are symplectic; we denote this class by SPRK [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]. </p>
      </sec>
      <sec id="sec4dot2">
        <title>4.2. Optimal Control Problem Formulation</title>
        <p>The complete statement of the optimal control problem addressed in this work, together with its detailed description, is presented using the indirect approach based on the Pontryagin Maximum Principle. This approach stems from the joint optimization of a platoon of road vehicles, as it is described in [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>]. We implement and analyze this method here to derive the necessary optimality conditions and to develop an appropriate symplectic discretization.</p>
        <p>Before extending the framework to a full queue of vehicles, the interaction dynamics are first studied at the pairwise level, considering a leader-follower pair as the elementary unit of analysis. This two-vehicle setting allows for a rigorous examination of the local coupling between consecutive vehicles, providing the foundational understanding necessary for scaling the model to larger platoons.</p>
        <p>In the following, the complete problem formulation is: </p>
        <disp-formula id="FD9">
          <label>(8)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:munder>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>max</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>15</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>×</mml:mo>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>15</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>×</mml:mo>
                          <mml:mi mathvariant="script">U</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:munder>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>J</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>12</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mo>.</mml:mo>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mo>.</mml:mo>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mi>λ</mml:mi>
                      <mml:mi>J</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>J</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mo>.</mml:mo>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>˙</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mi>f</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>l</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>l</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≥</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>min</mml:mtext>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>max</mml:mtext>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>min</mml:mtext>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>max</mml:mtext>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>In the formulation (8) above, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> . </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the coupled-model cost; <italic>i.e.</italic> the overall smoothness, <inline-formula><mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ˙ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> denotes the traffic dynamics for a pair of vehicles, while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are constraints on the state and the control, respectively. The function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> max </mml:mi></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ψ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> × </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the individual traffic smoothness function, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ψ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the rotation operator matrix, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> w </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the individual vehicle aerodynamic velocity, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the vehicle’s angular velocity, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the vehicle’s vector position in the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> frame relative to the observer’s <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mi> O </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> frame, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the vehicle’s state vector and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> j </mml:mi><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the control price function. The term <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> . </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> η </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> min </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> min </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> η </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> o </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> o </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> η </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the penalty function that includes penalty terms, encouraging minimal separation and appropriate relative speeds [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>].</p>
        <p>However, in the previous formulation, certain aircraft-inspired variables such as aerodynamic velocity, roll, pitch, yaw, and observer-frame coordinates are relevant because they provide a fine-grained dynamic description of how vehicle states as velocities and orientations evolve over time, enabling a direct link between congestion and the vehicles’physical behavior. The goal is to exploit the propagation of congestion and inter-vehicle perturbations to model the queue’s overall evolution. Accordingly, transferring the dynamics to the queue-level description is justified by approximating the aggregate behavior from leader-follower interactions under operational constraints. </p>
      </sec>
      <sec id="sec4dot3">
        <title>4.3. Optimality Conditions and Symplectic Discretization</title>
        <p>For any absolutely continuous function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> . </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mi> n </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , called the adjoint state vector, and any real number <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , such that the pair <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> . </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is nontrivial, the pseudo-Hamiltonian of problem (8) is defined by the following function: </p>
        <disp-formula id="FD10">
          <label>(9)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>〈</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>〉</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>J</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>G</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 15 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the adjoint vector. With the new Pontryagin formulation (9), we state the necessary optimality conditions as follows: </p>
        <disp-formula id="FD11">
          <label>(10)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>˙</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mo>˙</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>l</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>l</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>≥</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>μ</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>μ</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>≥</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The state-adjoint equations are derived from: </p>
        <disp-formula id="FD12">
          <label>(11)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>6</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>9</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>θ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>11</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>13</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>X</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>13</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>From the constraint relation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we deduce certain regularity assumptions. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be an extremal that satisfies the necessary conditions optimality as it’s described in (10). If the map </p>
        <disp-formula id="FD13">
          <label>(12)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mo>↦</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>then by the implicit function theorem, in a small <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -neighborhood of that trajectory we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> iff <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> . </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be expressed as a smooth function of the form <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Under these conditions, the true Hamiltonian of the system is defined as the following: </p>
        <disp-formula id="FD14">
          <label>(13)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ℋ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>By using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (13), we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℋ </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℋ </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, under assumption (12), the optimality conditions in (10) are locally equivalent to the following reduced Hamiltonian system [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]: </p>
        <disp-formula id="FD15">
          <label>(14)</label>
          <mml:math>
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>˙</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ℋ</mml:mi>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mo>˙</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ℋ</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>l</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>l</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>≥</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>According to Lagrange, a curve <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an optimal solution of the (15) following discretized problem: </p>
        <disp-formula id="FD16">
          <label>(15)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:munder>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>max</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>y</mml:mi>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>,</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>n</mml:mi>
                                        <mml:mi>i</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:munder>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>J</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>G</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>12</mml:mn>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:munderover>
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                                <mml:mo>=</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:munderover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:munderover>
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                                <mml:mo>=</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:munderover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>when the five following conditions in (16) are simultaneously satisfied: </p>
        <disp-formula id="FD17">
          <label>(16)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mo>∇</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mo>∇</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mo>∇</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mo>∇</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>q</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mo>∇</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>q</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mi> h </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the discretization step size, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are Runge-Kutta coefficients. The Lagrangian function associated with (15) reads: </p>
        <disp-formula id="FD18">
          <label>(17)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>J</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>G</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>12</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:munderover>
                    <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:munderover>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>{</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>T</mml:mtext>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>⋅</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:munderover>
                            <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mo>=</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                          </mml:munderover>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:munderover>
                        <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                          <mml:mo>∑</mml:mo>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                      </mml:munderover>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>q</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>⋅</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:munderover>
                            <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                              <mml:mo>=</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                          </mml:munderover>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>}</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are Lagrange multipliers associated with system (15). In what follows, the variables, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> will be interpreted as the discretization of the adjoint state from the continuous formulation. We have the following optimality conditions: </p>
        <disp-formula id="FD19">
          <label>(18)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>Φ</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                  <mml:mo>.</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Using the assumption that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and defining <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∀ </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the elimination of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (18) leads to the application of a Partitioned Symplectic Runge-Kutta method of types <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which yields the discrete optimality conditions of the following form: </p>
        <disp-formula id="FD20">
          <label>(19)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:munderover>
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                                <mml:mo>=</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:munderover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mn>
                            <mml:mi>
                            </mml:mi>
                          </mml:mn>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:munderover>
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                                <mml:mo>=</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:munderover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:munderover>
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                                <mml:mo>=</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:munderover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mo>^</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                                </mml:mover>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>Φ</mml:mi>
                            <mml:mo>′</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>N</mml:mi>
                                    <mml:mi>t</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:munderover>
                              <mml:mo>∑</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                                <mml:mo>=</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:munderover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mo>^</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                                </mml:mover>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                                </mml:mover>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>n</mml:mi>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec4dot4">
        <title>4.4. Numerical Implementation of the SPRK4 Algorithm</title>
        <p>The SPRK4 algorithm proceeds as follows:</p>
        <p>1) We discretize the time interval <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> into <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> subintervals of step size <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the maximum number of iterations. </p>
        <p>2) For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
        <disp-formula id="FD21">
          <label>(20)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>Φ</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>3) Write: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>4) Stop </p>
        <p>The first equation of (20) can be written in the following explicit form: </p>
        <fig id="fig1">
          <label>Figure 1</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId203.svg?20260714022132" />
        </fig>
        <p><xref>(21)</xref></p>
        <p>The second equation of (20) can be written in the following explicit form: </p>
        <fig id="fig2">
          <label>Figure 2</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId205.svg?20260714022132" />
        </fig>
        <p><xref>(22)</xref></p>
        <p>The third equation of (20) can be written in the following explicit form: </p>
        <disp-formula id="FD22">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>6</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>6</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD23">
          <label>(23)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>9</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>9</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>9</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>9</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>θ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>11</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>11</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>11</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>11</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>13</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>13</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>X</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>13</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>13</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The fourth equation of (20) can be written in the following explicit form: </p>
        <fig id="fig3">
          <label>Figure 3</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId211.svg?20260714022132" />
        </fig>
        <disp-formula id="FD24">
          <label>(24)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>14</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mo>˜</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:munderover>
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:munderover>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>o</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                    <mml:mi>
                    </mml:mi>
                  </mml:mn>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The fifth equation of (20) can be written in the following explicit form: </p>
        <disp-formula id="FD25">
          <label>(25)</label>
          <mml:math>
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec4dot5">
        <title>4.5. Fourth Order Conditions for Symplectic PRK Schemes</title>
        <p>A fundamental tool in the study of order-<inline-formula><mml:math><mml:mi> s </mml:mi></mml:math></inline-formula> conditions is the theory of B-series and the associated rooted-tree calculus, following Butcher [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. For Partitioned Runge-Kutta schemes, this theory extends to P-series and the corresponding calculus on bicolored rooted trees. The latter allows the order-s conditions to be expressed in terms of the coefficients <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We assume the reader has basic background on B-series and P-series [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. The derivation of the order-<inline-formula><mml:math><mml:mi> s </mml:mi></mml:math></inline-formula> conditions for the symplectic Runge-Kutta method relies on graph theory, as shown by Julien Laurent-Varin and Hager [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>]. We will begin by deriving the order conditions for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For the table of order conditions for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the reader may refer to the work of J. Laurent-Varin [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. Defining <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:munderover><mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi></mml:munderover><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:munderover><mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi></mml:munderover><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the 4th order conditions are collected in the following table:</p>
        <p>Table 1. Equations of the eight 4th order conditions of SPRK algorithm [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>].</p>
        <table-wrap id="tbl1">
          <label>Table 1</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <bold>Graph</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Condition</bold>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <bold>Graph</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Condition</bold>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId243.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId248.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId251.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>5</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>24</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId256.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>5</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId261.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>12</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>6</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId266.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>7</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId271.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>12</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>G</mml:mi>
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId276.jpeg?20260714022132">
                  </inline-graphic>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:munderover>
                          <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                            <mml:mo>∑</mml:mo>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
      </sec>
      <sec id="sec4dot6">
        <title>4.6. Simulation Setup</title>
        <p>The simulation is carried out over a fixed time horizon of 200 seconds, with a discretization step of 0.025. The initial state vector of the leader vehicle is set to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 3000 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 22 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2.5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 22 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2.5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1.5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 50 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 20 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , while initial state of the follower vehicle is set to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 3250 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 22 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2.59 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 22 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3.5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1.5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 125 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 21 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The initial control vector, shared by both vehicles, is defined as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0.2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0.02 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Regarding constraint handling, the penalty coefficients for state-variable violations are sampled within the interval <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all relevant state constraints, while the optimal penalty parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> ρ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is fixed at 1.5 × 10<sup>−</sup><sup>3</sup>. For the objective function, the coupling parameters <inline-formula><mml:math><mml:mi> λ </mml:mi></mml:math></inline-formula> are generated uniformly over <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The penalty coefficients are fixed to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> η </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> η </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.025 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> η </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.02 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> respectively and the separation thresholds are set to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> min </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> m and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> m. The numerical solver is configured with the following settings: a convergence tolerance (tol) of 10<sup>−</sup><sup>4</sup>, a maximum number of iterations (max_iter) of 500, a constraint violation tolerance (constr_viol_tol) of 2.5 × 10<sup>−</sup><sup>4</sup>, a dual infeasibility tolerance (dual_inf_tol) of 0.6 × 10<sup>−4</sup>, an adaptive barrier strategy (mu_strategy = adaptive), no NLP scaling (nlp_scaling_method = none), and error halting enabled (halt_on_ampl_error yes). </p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Digital Results of SPRK4 Method</title>
      <p>The data and parameters of the model are extracted from the technical sheets of two different vehicles, the Land Cruiser 204ch-BVA6, 5 doors-5 seats, 2.8 L D-4D Diesel and the Toyota Hilux IV(2) X-TRA Cab 204ch-BVA6 4 doors-4 seats, 2.8 L D-4D Diesel, while other data are sourced from the literature [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>]. All these data are presented in the Appendix (See <bold>Table A1</bold> and <bold>Table A2</bold>).</p>
      <p>Note that in this work, the inequality constraints are handled through a penalization approach directly embedded in the cost functional, which penalizes trajectories that violate the prescribed bounds on the state variables. Feasibility is assessed a posteriori by verifying that the computed trajectory remains within the admissible region at each discretization step, without explicitly enforcing complementarity conditions. It should be noted that, in our setting, only penalization is enforced, no complementarity condition of the form <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is explicitly imposed which simplifies the numerical resolution while still ensuring that constraint violations are sufficiently discouraged through the choice of the penalization parameter.</p>
      <sec id="sec5dot1">
        <title>5.1. Numerical Results for Symplectic PRK4 Schemes</title>
        <p>Taking into account the fourth order conditions from <bold>Table 1</bold> for the practical implementation of the SPRK algorithm, the numerical computation of the coefficients used in the MATLAB code produces the following results:</p>
        <table-wrap id="tbl2">
          <label>Table 2</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>Iteration</td>
                <td>Func-count</td>
                <td>Residual</td>
                <td>First-Order optimality</td>
                <td>Lambda</td>
                <td>Norm of step</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>0</td>
                <td>401</td>
                <td>73511.3</td>
                <td>3.28e+05</td>
                <td>0.01</td>
                <td>−</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>1</td>
                <td>802</td>
                <td>6687.11</td>
                <td>1.04e+04</td>
                <td>0.001</td>
                <td>7.16992</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>2</td>
                <td>1203</td>
                <td>72.1339</td>
                <td>746</td>
                <td>0.0001</td>
                <td>0.972471</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>3</td>
                <td>1604</td>
                <td>20.7787</td>
                <td>8.13e+03</td>
                <td>1e−05</td>
                <td>0.357347</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>4</td>
                <td>2007</td>
                <td>2.94188</td>
                <td>1.57e+03</td>
                <td>0.001</td>
                <td>1.71639</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>5</td>
                <td>2409</td>
                <td>1.39244</td>
                <td>159</td>
                <td>0.01</td>
                <td>0.442513</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>6</td>
                <td>2810</td>
                <td>1.22495</td>
                <td>1.05e+03</td>
                <td>0.001</td>
                <td>0.579999</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>7</td>
                <td>3211</td>
                <td>0.264347</td>
                <td>383</td>
                <td>0.0001</td>
                <td>0.920228</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>8</td>
                <td>3612</td>
                <td>0.0186675</td>
                <td>36.6</td>
                <td>1e−05</td>
                <td>0.333117</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>9</td>
                <td>4013</td>
                <td>0.000765176</td>
                <td>4.33</td>
                <td>1e−06</td>
                <td>0.122321</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>10</td>
                <td>4414</td>
                <td>3.22118e−06</td>
                <td>0.241</td>
                <td>1e−07</td>
                <td>0.0235201</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>11</td>
                <td>4815</td>
                <td>7.11017e−11</td>
                <td>0.00113</td>
                <td>1e−08</td>
                <td>0.00158433</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>12</td>
                <td>5216</td>
                <td>1.69507e−20</td>
                <td>1.66e−08</td>
                <td>1e−09</td>
                <td>7.43876e−06</td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <disp-formula id="FD26">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>[</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1.139217</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>3.376899</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>7.154047</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0.468846</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1.608494</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>3.662597</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1.611763</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.030868</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0.523716</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>3.335599</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.903264</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1.910918</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1.494769</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>6.200461</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2.325248</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1.551073</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>]</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD27">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>[</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.000037</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0.004776</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.000721</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.005069</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>]</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD28">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>[</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1.13918</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>207.63092</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>10.20611</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>204.78842</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.026198</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>3.667373</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.5042735</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>6.585918</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.367166</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10.68131</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0.902543</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>16.352756</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.003459</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.024308</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>0.272524</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1.556169</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>]</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec5dot2">
        <title>5.2. Pontryagin’s Maximum Principle Outcomes</title>
        <p>The following results were obtained using the indirect approach based on the Pontryagin’s Maximum Principle, implemented in the AMPL, “A Mathematical Programming Modeling Language”, environment and solved with the open-source solver IPOPT. The final feasibility and optimality error margin is: “EXIT= Optimal Solution Found, Dual infeasibility = 4.06e−006, Constraint violation = 2.52e−005, Complementarity = 1.005e−013, Overall NLP error = 2.52e−005”. </p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref> shows the evolution of the overall traffic flow metric <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , whose values range between 0.3 and 1.69, as well as the primary infeasibility errors <italic>Inf</italic>_<italic>pr</italic> and dual infeasibility errors <italic>Inf</italic>_<italic>du</italic>, which converge to 0. This result indicates a fluid traffic state in which vehicles travel normally at high speeds. </p>
        <p>Fluidity function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is measured on a scale from 0 to 1, occasionally exceeding 1 depending on the normalization adopted, where values below 0.5 indicate dense, congestion-prone traffic likely to generate severe delays, while values above 0.5 reflect a transition toward a smoother flow regime. In this case, the evolution of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> reveals that traffic is progressing toward a free-flow state at high speeds, indicating that queues are well controlled and dissipate without significant buildup. In practice, this result suggests that intervention efforts should be strategically concentrated on low-fluidity zones, where targeted actions can be deployed rapidly and effectively to prevent congestion from developing.</p>
        <p>The results in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref> show that the assumption of variation in the vehicle masses <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> remains valid, which supports an integrated approach adapted to contemporary transportation challenges. The aerodynamic speed <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 22 m/s to 3.75 m/s<sup>2</sup> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> decreases from 22 m/s to 21.89 m/s. The aerodynamic acceleration <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 2.5 m/s<sup>2</sup> to 2.486 m/s<sup>2</sup> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 2.59 m/s to 2.576 m/s<sup>2</sup>. These results emphasize the importance of avoiding collision risks due to interactions between vehicles on the road. This may be desirable for several reasons: maintaining passenger comfort and avoiding sudden maneuvers; promoting cautious or fuel-efficient driving aimed at minimizing fuel consumption and reducing vehicle wear; serving as a precautionary indicator to prevent damage; and reducing the risk of losing control of the vehicle.</p>
        <fig id="fig4">
          <label>Figure 4</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId329.jpeg?20260714022135" />
        </fig>
        <p>Figure 1. Evolution of the objective function and infeasibility errors.</p>
        <fig id="fig5">
          <label>Figure 5</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId330.jpeg?20260714022135" />
        </fig>
        <p>Figure 2. Evolution of masses, the aerodynamic velocities, and accelerations of the vehicles.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> shows that the primary thrust control <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 0.1 to 0.8 for both vehicles and also exhibits a steady behavior around the value 0.8. The roll control <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from −8<italic>.</italic>48142 × 10<sup>−15</sup> to 0.00321695, while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from −2.4446 × 10<sup>−16</sup> à −4.11088 × 10<sup>−8</sup>, which demonstrates the stability of the second vehicle and indicates safe, secure driving maneuvers. The pitch control <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 0 to 0.02, whereas <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 0 to 0.095. The yaw command <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from 0 to 0.35, while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from 0 to −0.036. The results obtained for pitch and yaw controls demonstrate directional stability for both vehicles and suggest stable and safe driving, with a good balance of forces and effective vehicle handling, which is essential for safety and comfort. </p>
        <fig id="fig6">
          <label>Figure 6</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId345.jpeg?20260714022134" />
        </fig>
        <p>Figure 3. Controls of the vehicles.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref> shows that the longitudinal speed <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> decreases from 22 m/s to 21.8603 m/s while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 22 m/s to 25.7809 m/s. The lateral speed <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 3 m/s to 5 m/s whereas <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> decreases from 3.5 m/s to 3.49678 m/s. The vertical speeds <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> w </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> w </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> both slightly decrease around 1.5 m/s to approximately 1.49221 m/s for the two vehicles. The roll rate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from 0/s to 0.0332393/s while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from 0/s to 0.000424323/s. According to SAE and ISO standards, these results indicate upstream congestion slots and a situation where the vehicles experience an increase in roll associated with a lateral maneuver. </p>
        <fig id="fig7">
          <label>Figure 7</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId362.jpeg?20260714022135" />
        </fig>
        <p>Figure 4. Time evolution of the aerodynamic velocity components and the roll rate of the vehicles.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref> shows that the pitch rate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> evolves from −5.45 × 10<sup>−7</sup>˚/s to 3.37 × 10<sup>−7</sup> while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 0˚/s to −5.48 × 10<sup>−9</sup>˚/s. The yaw rate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from 0˚/s to 3.427 × 10<sup>−7</sup>˚/s while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ranges from 0˚/s to 1.01 × 10<sup>−7</sup>˚/s. The roll angles <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> undergo a slight decrease from 5˚ à 4.97˚ for both vehicles. The pitch angles <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> vary from 5˚ to 5.11˚ while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> vary from 5˚ to 4.97˚. These results reveal a decrease in pitch accompanied by an increase in yaw, indicating an interaction between longitudinal dynamics and lateral maneuvers. This suggests that the vehicles reduce their lateral inclination while adjusting their nose-down/up attitude to follow a new trajectory, requiring an analysis of control actions for precise diagnosis. </p>
        <fig id="fig8">
          <label>Figure 8</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId379.jpeg?20260714022135" />
        </fig>
        <p>Figure 5. Time evolution of pitch rate, yaw rate, roll angle, and pitch angle.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref> shows that the yaw angle <inline-formula><mml:math><mml:mi> ψ </mml:mi></mml:math></inline-formula> varies slightly from 5 to 4.97 for both vehicles. The longitudinal and lateral separations are 75 m and 1 m, respectively. The position <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> increases from 50 m to 58.14 m while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 125 m to 133.5 m for the second vehicle. The position <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> changes from 20 m to 20.1149 m while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> G </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 21 m to 21.1069 m for the second vehicle. The position <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> o </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> varies from 0m to 0.0058 m for both vehicles. These results show a very small negative change in the yaw angle, reflecting a very slight negative-directed rotation of the vehicle. The position variations indicate that the vehicles move forward relative to an observer attached to the inertial frame.</p>
        <fig id="fig9">
          <label>Figure 9</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId392.jpeg?20260714022135" />
        </fig>
        <p>Figure 6. Yaw angle evolution and 3D position of the centers of mass G1 and G2.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig7">Figure 7</xref> shows the evolution of the components of the adjoint state vector. The adjoint state is an additional dimensionless variable that can be interpreted as a dynamic multiplier measuring the marginal value of the state with respect to the cost. Some corresponding components are constant for both vehicles and oscillate only around the values −1, 0, and 1, this result indicates numerical stability.</p>
        <fig id="fig10">
          <label>Figure 10</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/2313839-rId393.jpeg?20260714022135" />
        </fig>
        <p>Figure 7. Evolution of the adjoint state components.</p>
        <p>To further highlight the effectiveness of the penalized PMP approach, a comparison with a standard non-symplectic discretization applied to the same scenario reveals a clear advantage in terms of solution quality and dynamical consistency. Unlike conventional discretization schemes, which do not inherently respect the geometric structure of the optimal control problem and may thus yield suboptimal or numerically inconsistent trajectories, the penalized PMP approach is rigorously grounded in Pontryagin’s necessary conditions of optimality. Although this theoretical rigor comes at the cost of increased implementation complexity requiring the resolution of a two-point boundary value problem and careful handling of the adjoint dynamics. It ultimately delivers a more reliable and physically meaningful control law, particularly in the presence of state constraints enforced through penalization. </p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Conclusions</title>
      <p>This paper demonstrates that Pontryagin’s Maximum Principle provides a powerful foundation for optimizing the dynamics of vehicle queues in road traffic systems. By integrating traffic-flow modeling with optimal control theory, we derive optimal feedback strategies under a penalized joint formulation that significantly reduce delays and enhance throughput while accounting for constraints and environmental factors.</p>
      <p>Beyond the conceptual framework, two ingredients prove especially important for practical and reliable performance. First, exterior penalization plays a crucial role in enforcing the feasibility and robustness of the optimized queue dynamics, ensuring that the numerical solution remains physically meaningful and constraint-compliant. Second, the use of symplectic PRK schemes is key to obtaining accurate and stable long-horizon simulations of the resulting Hamiltonian (state-adjoint) system. In particular, these structure-preserving integrators improve numerical behavior and reliability when computing optimal strategies for complex traffic scenarios.</p>
      <p>Overall, the combination of PMP-based indirect optimization with exterior penalization and symplectic PRK discretizations offers an effective methodology for advancing queue management and traffic efficiency, and it provides useful insights for future developments in transportation optimization, extension to larger networks, tighter constraint handling, and real-time implementations. </p>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>Acknowledgements</title>
      <p>The first author acknowledges that this research received no external funding. </p>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>Appendix</title>
      <p>Table A1. Model parameter values.</p>
      <table-wrap id="tbl3">
        <label>Table 3</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
              </td>
              <td>
              </td>
              <td colspan="2">Value</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Denomination</td>
              <td>Notation</td>
              <td>Vehicule 1</td>
              <td>Vehicule 2</td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="3">
                Vehicle inertia moments (kgm
                <sup>−2</sup>
                )
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1739.3125</td>
              <td>1814.2</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>6707.41</td>
              <td>8581.35</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>6744.71</td>
              <td>8621</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicule length</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>4.84 m</td>
              <td>5.33 m</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicule width</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.885 m</td>
              <td>1.85 m</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicule height</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.845 m</td>
              <td>1.81 m</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Motor mechanical efficiency</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>≈0.9</td>
              <td>≈0.9</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Fuel Conversion efficiency</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>≈0.4</td>
              <td>≈0.4</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Basic aerodynamic drag coefficient</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>≈0.35</td>
              <td>≈0.35</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Basic lateral force coefficient</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>≈0.1</td>
              <td>≈0.1</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Basic vertical force coefficient</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>≈-0.1</td>
              <td>≈-0.1</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Basic Roll moment coefficient</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>≈0.1</td>
              <td>≈0.1</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Fuel cosumption coefficient</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                          <mml:mi>e</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                ≈1 × 10
                <sup>−4</sup>
                kg/m
              </td>
              <td>
                ≈1 × 10
                <sup>−4</sup>
                kg/m
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Internal motor power</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>P</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                2 × 10
                <sup>5</sup>
                W
              </td>
              <td>
                2.05 × 10
                <sup>5</sup>
                W
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Throttle ejection speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>30 m/s</td>
              <td>30.5 m/s</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Calorific value of fuel</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mi>e</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                ≈42.7 × 10
                <sup>5</sup>
                J/kg
              </td>
              <td>
                ≈42.7 × 10
                <sup>5</sup>
                J/kg
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Gas outlet pressure</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>P</mml:mi>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                1.0 × 10
                <sup>5</sup>
                Pa
              </td>
              <td>
                1.01 × 10
                <sup>5</sup>
                Pa
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Exhaust outlet surface</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                ≈0.1 m
                <sup>2</sup>
              </td>
              <td>
                ≈0.12 m
                <sup>2</sup>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle frontal area</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                2.89 m
                <sup>2</sup>
              </td>
              <td>
                3.01 m
                <sup>2</sup>
              </td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p>Table A2. Limit values for Vehicle state variables and controls.</p>
      <table-wrap id="tbl4">
        <label>Table 4</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>Denomination</td>
              <td>Minimum value</td>
              <td>Maximum value</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Mass of the vehicle 1</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>3000</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>kg</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>2500</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>kg</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Mass of the vehicle 2</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>20</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>3250</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>kg</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>2500</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>kg</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Aerodynamc vehicle 1 speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>55</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Aerodynamc vehicle 2 speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>50</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Aerodynamc vehicles acceleration</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mtext>s</mml:mtext>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mtext>s</mml:mtext>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Longitudinal vehicle 1 speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>22</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>55</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Longitudinal vehicle 2 speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>22</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>45</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Lateral vehicles speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vertical vehicles speed</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>m</mml:mtext>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle Roll velocity</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>˚</mml:mo>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>˚</mml:mo>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle Pitch velocity</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>˚</mml:mo>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>˚</mml:mo>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle Yaw velocityt</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>˚</mml:mo>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>˚</mml:mo>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mtext>s</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Roll angles</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>θ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>θ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mo>˚</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>θ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>θ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>15</mml:mn>
                      <mml:mo>˚</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Pitch angles</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mo>˚</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>30</mml:mn>
                      <mml:mo>˚</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Yaw angles</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>˚</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>45</mml:mn>
                      <mml:mo>˚</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle longitudinal position</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>X</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>X</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>m</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>X</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>X</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>m</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle lateral position</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>m</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Y</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>m</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Vehicle vertical position</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>m</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>G</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>m</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Thrust control</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.8</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Roll control</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>0.0275</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.0275</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Pitch control</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.095</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>Yaw control</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>min</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>0.036</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>n</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.35</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="confproc">Papamichail, I., Kampitaki, K., Papageorgiou, M. and Messmer, A. (2008) Integrated Ramp Metering and Variable Speed Limit Control of Motorway Traffic Flow. <italic>IFAC Proceedings Volumes</italic>, 41, 14084-14089. https://doi.org/10.3182/20080706-5-kr-1001.02384 <pub-id pub-id-type="doi">10.3182/20080706-5-kr-1001.02384</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3182/20080706-5-kr-1001.02384">https://doi.org/10.3182/20080706-5-kr-1001.02384</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="confproc">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Papamichail, I.</string-name>
              <string-name>Kampitaki, K.</string-name>
              <string-name>Papageorgiou, M.</string-name>
              <string-name>Messmer, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Integrated Ramp Metering and Variable Speed Limit Control of Motorway Traffic Flow</article-title>
            <source>IFAC Proceedings Volumes</source>
            <volume>41</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3182/20080706-5-kr-1001.02384</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Daganzo, C.F. (1994) The Cell Transmission Model: A Dynamic Representation of Highway Traffic Consistent with the Hydrodynamic Theory. <italic>Transportation Resear</italic><italic>ch Part B</italic>: <italic>Methodological</italic>, 28, 269-287. https://doi.org/10.1016/0191-2615(94)90002-7 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0191-2615(94)90002-7</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/0191-2615(94)90002-7">https://doi.org/10.1016/0191-2615(94)90002-7</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Daganzo, C.F.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>The Cell Transmission Model: A Dynamic Representation of Highway Traffic Consistent with the Hydrodynamic Theory</article-title>
            <source>Transportation Research Part B: Methodological</source>
            <volume>2615</volume>
            <issue>94</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0191-2615(94)90002-7</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Swaroop, D. and Hedrick, J.K. (1996) String Stability of Interconnected Systems. <italic>IEEE Transactions on A</italic><italic>utomatic Control</italic>, 41, 349-357. https://doi.org/10.1109/9.486636 <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/9.486636</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1109/9.486636">https://doi.org/10.1109/9.486636</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Swaroop, D.</string-name>
              <string-name>Hedrick, J.K.</string-name>
            </person-group>
            <year>1996</year>
            <article-title>String Stability of Interconnected Systems</article-title>
            <source>IEEE Transactions on Automatic Control</source>
            <volume>41</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/9.486636</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Rajamani, R. (2012) Vehicle Dynamics and Control. 2nd Edition, Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1433-9 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4614-1433-9</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1433-9">https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1433-9</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Rajamani, R.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Vehicle Dynamics and Control</article-title>
            <source>2nd Edition</source>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4614-1433-9</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="confproc">Miculescu, D. and Karaman, S. (2014) Polling-Systems-Based Control of High-Performance Provably-Safe Autonomous Intersections. 53 <italic>rd IEEE Conference on Decision and Control</italic>, Los Angeles, 15-17 December 2014, 1417-1423. https://doi.org/10.1109/cdc.2014.7039600 <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/cdc.2014.7039600</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1109/cdc.2014.7039600">https://doi.org/10.1109/cdc.2014.7039600</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="confproc">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Miculescu, D.</string-name>
              <string-name>Karaman, S.</string-name>
              <string-name>Control, L</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Polling-Systems-Based Control of High-Performance Provably-Safe Autonomous Intersections</article-title>
            <source>53rd IEEE Conference on Decision and Control</source>
            <volume>15</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/cdc.2014.7039600</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhao, L., Malikopoulos, A. and Rios-Torres, J. (2018) Optimal Control of Connected and Automated Vehicles at Roundabouts: An Investigation in a Mixed-Traffic Environment. <italic>IFAC-</italic><italic>PapersOnLine</italic>, 51, 73-78. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.07.013 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ifacol.2018.07.013</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.07.013">https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.07.013</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhao, L.</string-name>
              <string-name>Malikopoulos, A.</string-name>
              <string-name>Rios-Torres, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Optimal Control of Connected and Automated Vehicles at Roundabouts: An Investigation in a Mixed-Traffic Environment</article-title>
            <source>IFAC-PapersOnLine</source>
            <volume>51</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ifacol.2018.07.013</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bryson, A.E., Ho, Y. and Siouris, G.M. (1979) Applied Optimal Control: Optimization, Estimation, and Control. <italic>IEEE Transactions on Systems</italic>, <italic>Man</italic>, <italic>and Cybernetics</italic>, 9, 366-367. https://doi.org/10.1109/tsmc.1979.4310229 <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tsmc.1979.4310229</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1109/tsmc.1979.4310229">https://doi.org/10.1109/tsmc.1979.4310229</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bryson, A.E.</string-name>
              <string-name>Ho, Y.</string-name>
              <string-name>Siouris, G.M.</string-name>
              <string-name>Optimization, E</string-name>
              <string-name>Systems, M</string-name>
            </person-group>
            <year>1979</year>
            <article-title>Applied Optimal Control: Optimization, Estimation, and Control</article-title>
            <source>IEEE Transactions on Systems</source>
            <volume>9</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tsmc.1979.4310229</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">White, D.H. (2012) Optimal Control—Third Edition, F. L. Lewis et al, John Wiley and Sons, the Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, UK. 2012. 540pp. £100. ISBN 978-0-470-63349-6. <italic>The Aeronautical Journal</italic>, 116, 770-774. https://doi.org/10.1017/s0001924000007235 <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0001924000007235</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1017/s0001924000007235">https://doi.org/10.1017/s0001924000007235</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>White, D.H.</string-name>
              <string-name>Edition, F.</string-name>
              <string-name>Atrium, S</string-name>
              <string-name>Gate, C</string-name>
              <string-name>Sussex, P</string-name>
              <string-name>SQ, U</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Optimal Control—Third Edition, F</article-title>
            <source>L. Lewis et al</source>
            <volume>116</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0001924000007235</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Nocedal, J. and Wright, S.J. (2006) Numerical Optimization. 2nd Edition, Springer. http://egrcc.github.io/docs/math/numerical-optimization.pdf</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Nocedal, J.</string-name>
              <string-name>Wright, S.J.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Numerical Optimization</article-title>
            <source>2nd Edition</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Wächter, A. and Biegler, L.T. (2005) On the Implementation of an Interior-Point Filter Line-Search Algorithm for Large-Scale Nonlinear Programming. <italic>Mathematical Programming</italic>, 106, 25-57. https://doi.org/10.1007/s10107-004-0559-y <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10107-004-0559-y</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10107-004-0559-y">https://doi.org/10.1007/s10107-004-0559-y</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Biegler, L.T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>On the Implementation of an Interior-Point Filter Line-Search Algorithm for Large-Scale Nonlinear Programming</article-title>
            <source>Mathematical Programming</source>
            <volume>106</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10107-004-0559-y</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hairer, E., Lubich, C. and Wanner, G. (2006) Geometric Numerical Integration: Structure-Preserving Algorithms for Ordinary Differential Equations. Springer, 31 p. https://link.springer.com/book/10.1007/3-540-30666-8 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/3-540-30666-8</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/3-540-30666-8">https://doi.org/10.1007/3-540-30666-8</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hairer, E.</string-name>
              <string-name>Lubich, C.</string-name>
              <string-name>Wanner, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Geometric Numerical Integration: Structure-Preserving Algorithms for Ordinary Differential Equations</article-title>
            <source>Springer</source>
            <volume>31</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/3-540-30666-8</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Sanz-Serna, J.M. and Calvo, M.P. (1995) Numerical Hamiltonian Problems. SIAM, 207 p.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sanz-Serna, J.M.</string-name>
              <string-name>Calvo, M.P.</string-name>
            </person-group>
            <year>1995</year>
            <article-title>Numerical Hamiltonian Problems</article-title>
            <source>SIAM</source>
            <volume>207</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Butcher, J.C. (1987) The Numerical Analysis of Ordinary Differential Equations: Runge-Kutta and General Linear Methods. John Wiley &amp; Sons.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Butcher, J.C.</string-name>
            </person-group>
            <year>1987</year>
            <article-title>The Numerical Analysis of Ordinary Differential Equations: Runge-Kutta and General Linear Methods</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Laurent-Varin, J. (2005) Calcul de trajectoires optimales de lanceurs spatiaux réutilisables par une méthode de point intérieur. Ph.D. Thesis, Ecole de polytechnique. https://theses.hal.science/tel-01579175v1</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Laurent-Varin, J.</string-name>
              <string-name>Thesis, E</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Calcul de trajectoires optimales de lanceurs spatiaux réutilisables par une méthode de point intérieur</article-title>
            <source>Ph.D. Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Hairer, E., Lubich, C. and Wanner, G. (2002) Geometric Numerical Integration: Structure-Preserving Algorithms for Ordinary Differential Equations. 2nd Edition, Springer, 31 p.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hairer, E.</string-name>
              <string-name>Lubich, C.</string-name>
              <string-name>Wanner, G.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>Geometric Numerical Integration: Structure-Preserving Algorithms for Ordinary Differential Equations</article-title>
            <source>2nd Edition</source>
            <volume>31</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Zhang, Y. and Cassandras, C.G. (2019) Decentralized Optimal Control of Connected Automated Vehicles at Signal-Free Intersections Including Comfort-Constrained Turns and Safety Guarantees. <italic>Automatica</italic>, 109, Article ID: 108563. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2019.108563 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2019.108563</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.automatica.2019.108563">https://doi.org/10.1016/j.automatica.2019.108563</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhang, Y.</string-name>
              <string-name>Cassandras, C.G.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>Decentralized Optimal Control of Connected Automated Vehicles at Signal-Free Intersections Including Comfort-Constrained Turns and Safety Guarantees</article-title>
            <source>Automatica</source>
            <volume>109</volume>
            <fpage>108563</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2019.108563</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Hajji, O. (2003) Contribution au développement de méthodes d’optimisation stochastiques. application à la conception des dispositifs électrotechniques. Mémoire de thèse de Doctorat, Université des sciences et technologies de Lille. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:171738749</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hajji, O.</string-name>
              <string-name>Doctorat, U</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>Contribution au développement de méthodes d’optimisation stochastiques</article-title>
            <source>application à la conception des dispositifs électrotechniques. Mémoire de thèse de Doctorat</source>
            <fpage>171738</fpage>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bonnans, J.F. and Guilbaud, T. (2003) Using Logarithmic Penalties in the Shooting Algorithm for Optimal Control Problems. <italic>Optimal Control Applications and Methods</italic>, 24, 257-278. https://doi.org/10.1002/oca.730 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/oca.730</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/oca.730">https://doi.org/10.1002/oca.730</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bonnans, J.F.</string-name>
              <string-name>Guilbaud, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>Using Logarithmic Penalties in the Shooting Algorithm for Optimal Control Problems</article-title>
            <source>Optimal Control Applications and Methods</source>
            <volume>24</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/oca.730</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Vilmart, G. (2005) Étude d’intégrateurs géométriques pour des équations différentielles. Ph.D. Thesis, University of Rennes 1.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Vilmart, G.</string-name>
              <string-name>Thesis, U</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Étude d’intégrateurs géométriques pour des équations différentielles</article-title>
            <source>Ph.D. Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <mixed-citation publication-type="other">Poincaré, H. (1893). Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste (Vol. 2). Gauthier-Villars.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="B21">
        <label>21.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Chartier, P. (2000) Méthodes numériques pour les équations différentielles ordinaires et algébriques avec application aux systèmes hamiltoniens. Ph.D Thesis, Université de Rennes 1.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Chartier, P.</string-name>
              <string-name>Thesis, U</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>Méthodes numériques pour les équations différentielles ordinaires et algébriques avec application aux systèmes hamiltoniens</article-title>
            <source>Ph.D Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B22">
        <label>22.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hairer, E., Norsett, S.P. and Wanner, G. (1993) Solving Ordinary Differential Equations I. Nonstiff Problems. Springer, 1 p. https://doi.org/10.1007/978-3-540-78862-1 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-540-78862-1</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-540-78862-1">https://doi.org/10.1007/978-3-540-78862-1</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hairer, E.</string-name>
              <string-name>Norsett, S.P.</string-name>
              <string-name>Wanner, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>1993</year>
            <article-title>Solving Ordinary Differential Equations I</article-title>
            <source>Nonstiff Problems. Springer</source>
            <volume>1</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-540-78862-1</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B23">
        <label>23.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hairer, E. and Wanner, G. (1996) Solving Ordinary Differential Equations II. Stiff and Differential-Algebraic Problems. Springer, 14 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-05221-7 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-05221-7</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-05221-7">https://doi.org/10.1007/978-3-642-05221-7</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hairer, E.</string-name>
              <string-name>Wanner, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>1996</year>
            <article-title>Solving Ordinary Differential Equations II</article-title>
            <source>Stiff and Differential-Algebraic Problems. Springer</source>
            <volume>14</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-05221-7</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B24">
        <label>24.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Bigirimana, M., Nahayo, F., Haddou, M. and Niyongere, A. (2025) A Nonlinear Mathematical Model for Dynamic Traffic Flow Optimization: A Stem Innovation. <italic>Open Journal of Optimization</italic>, 14, 131-146. https://doi.org/10.4236/ojop.2025.144008 <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ojop.2025.144008</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ojop.2025.144008">https://doi.org/10.4236/ojop.2025.144008</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bigirimana, M.</string-name>
              <string-name>Nahayo, F.</string-name>
              <string-name>Haddou, M.</string-name>
              <string-name>Niyongere, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>A Nonlinear Mathematical Model for Dynamic Traffic Flow Optimization: A Stem Innovation</article-title>
            <source>Open Journal of Optimization</source>
            <volume>14</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ojop.2025.144008</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B25">
        <label>25.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="web">Rajesh, R. (2012) Vehicle Dynamics and Control. Springer. http://www.springer.com/series/1161</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="web">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Rajesh, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Vehicle Dynamics and Control</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B26">
        <label>26.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Helbing, D. (2001) Traffic and Related Self-Driven Many-Particle Systems. <italic>Reviews of Modern Physics</italic>, 73, 1067-1141. https://doi.org/10.1103/revmodphys.73.1067 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.73.1067</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/revmodphys.73.1067">https://doi.org/10.1103/revmodphys.73.1067</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Helbing, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2001</year>
            <article-title>Traffic and Related Self-Driven Many-Particle Systems</article-title>
            <source>Reviews of Modern Physics</source>
            <volume>73</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.73.1067</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B27">
        <label>27.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="confproc">Chandeok Park, and Scheeres, D.J. (2004) Solutions of Optimal Feedback Control Problems with General Boundary Conditions Using Hamiltonian Dynamics and Generating Functions. <italic>Proceedings of the</italic> 2004 <italic>American Control Conference</italic>, Boston, 30 June-2 July 2004, 679-684. https://doi.org/10.23919/acc.2004.1383682 <pub-id pub-id-type="doi">10.23919/acc.2004.1383682</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.23919/acc.2004.1383682">https://doi.org/10.23919/acc.2004.1383682</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="confproc">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Scheeres, D.J.</string-name>
              <string-name>Conference, B</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>Solutions of Optimal Feedback Control Problems with General Boundary Conditions Using Hamiltonian Dynamics and Generating Functions</article-title>
            <source>Proceedings of the 2004 American Control Conference</source>
            <volume>30</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.23919/acc.2004.1383682</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B28">
        <label>28.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hager, W.W. (2000) Runge-Kutta Methods in Optimal Control and the Transformed Adjoint System. <italic>Numerische</italic><italic>Mathematik</italic>, 87, 247-282. https://doi.org/10.1007/s002110000178 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s002110000178</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s002110000178">https://doi.org/10.1007/s002110000178</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hager, W.W.</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>Runge-Kutta Methods in Optimal Control and the Transformed Adjoint System</article-title>
            <source>Numerische Mathematik</source>
            <volume>87</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s002110000178</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B29">
        <label>29.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Wong, J.Y. (2022) Theory of Ground Vehicles. 5th Edition, John Wiley &amp; Sons.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wong, J.Y.</string-name>
              <string-name>Edition, J</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Theory of Ground Vehicles</article-title>
            <source>5th Edition</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B30">
        <label>30.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Douglas, G.I. (2003) A New Approach to Estimate Congestion Impacts for Highway Evaluation: Effects on Fuel Consumption and Vehicle Emissions. Ph.D. Thesis, University of Auckland.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Douglas, G.I.</string-name>
              <string-name>Thesis, U</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>A New Approach to Estimate Congestion Impacts for Highway Evaluation: Effects on Fuel Consumption and Vehicle Emissions</article-title>
            <source>Ph.D. Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B31">
        <label>31.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Greenwood, I.D., Dunn, R.C. and Raine, R.R. (2007) Estimating the Effects of Traffic Congestion on Fuel Consumption and Vehicle Emissions Based on Acceleration Noise. <italic>Journal of Transportation Engineering</italic>, 133, 96-104. https://doi.org/10.1061/(asce)0733-947x(2007)133:2(96) <pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(asce)0733-947x(2007)133:2(96)</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1061/(asce)0733-947x(2007)133:2(96)">https://doi.org/10.1061/(asce)0733-947x(2007)133:2(96)</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Greenwood, I.D.</string-name>
              <string-name>Dunn, R.C.</string-name>
              <string-name>Raine, R.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>Estimating the Effects of Traffic Congestion on Fuel Consumption and Vehicle Emissions Based on Acceleration Noise</article-title>
            <source>Journal of Transportation Engineering</source>
            <volume>2</volume>
            <issue>96</issue>
            <fpage>2</fpage>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(asce)0733-947x(2007)133:2(96)</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B32">
        <label>32.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="web">Alberto, B. (2019) Advances in Turbocharged Racing Engines: An SAE Technical Paper Compilation. SAE International. https://www.amazon.com/Advances-Turbocharged-Engines-Alberto-Boretti/dp/0768000149</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="web">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Alberto, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>Advances in Turbocharged Racing Engines: An SAE Technical Paper Compilation</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>