Uma Arquitetura Hierárquica Baseada em MAS para o Controle de Cooperação de Veículos Conectados e Automatizados

Cenários de tráfego complexos representam um desafio para o controle de cooperação de veículos conectados e automatizados (CAVs). O controle convencional de pelotões ou sistemas avançados de assistência ao motorista fornecem apenas uma solução isolada devido às suas inadequações em uma perspectiva sistemática. Para isso, uma arquitetura de controle distribuído baseada em um sistema multiagente (MAS) juntamente com um controlador hierárquico é proposta para o sistema de controle de cooperação dos CAVs. A camada superior considera os estados potenciais de um CAV na evolução do pelotão (ou seja, manobra de cruzeiro do veículo e manobra de seguimento do veículo) e elabora as regras de transição para comportamentos de manobra discretos. A camada inferior inclui o controlador de movimento correspondente para cada CAV. O campo potencial artificial (APF) combinado com o algoritmo de controle preditivo distribuído é adotado para realizar o controle integrado do movimento longitudinal, lateral e de guinada dos CAVs. Em seguida, inspirado pelo método ótimo de Pareto para abordar o sistema de cooperação MAS, uma estratégia de solução ótima é introduzida para resolver o problema de cooperação dos CAVs do ponto de vista da teoria de controle. Além disso, múltiplas restrições são projetadas para garantir um espaçamento seguro entre os veículos CAV, enquanto a estabilidade do veículo também pode ser garantida. Os resultados da simulação demonstram que a arquitetura de controle hierárquico baseada em MAS pode lidar efetivamente com o controle de cooperação dos CAVs em cenários de tráfego típicos. A implementação em tempo real do controlador proposto também comprova a viabilidade.