МУЛЬТИАГЕНТНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЕЗДА ПЕРЕКРЕСТКА ДОРОГ БЕСПИЛОТНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Предложена система управления движением беспилотных транспортных средств – агентов на перекрестке дорог. В отличие от известных решений, которые основаны на использовании полуавтономных систем управления, имеющих в составе центральный процессор, предложенный алгоритм базируется на принципах децентрализованного мультиагентного управления. Оптимальный план проезда перекрестка вырабатывается совместно всеми агентами, входящими в динамическую коллаборацию беспилотных транспортных средств при помощи методов оптимизации. В процессе обмена информацией о себе и окружающей среде агенты определяют такую последовательность проезда перекрестка всеми транспортными средствами, которая является оптимальной для заданного критерия. Проведенные эксперименты показывают, что этот протокол может значительно уменьшить задержку трафика по сравнению с традиционными системами управления дорожным движением. Эффективность предложенного алгоритма возрастает с увеличением плотности дорожного трафика. Отсутствие в составе системы управления критически важного объекта – центрального процессора – существенно снижает эффективность возможных сбоев и хакерских атак на систему управления перекрестком.

1. Milanes V., Llorca D., Vinagre B., Gonzalez C., Sotelo M. Clavile: evolution of an autonomous car // Proc. 13th Int. IEEE Conf. on Intelligent Transportation Systems (ITSC). Funchal, Portugal, 2010. P. 1129–1134.
2. Varaiya P. Smart cars on smart roads: problems of control // IEEE Transactions on Automatic Control. 1993. V. 38. N 2. P. 195–207.
3. Bazzan A.L.C. A distributed approach for coordination of traffic signal agents // Autonomous Agents and Multi-Agent Systems. 2005. V. 10. N 1. P. 131–164. doi: 10.1007/s10458-004-6975-9
4. Beeson P. O'Quin J., Gillan B. et. al. Multiagent interactions in urban driving // Journal of Physical Agents. 2008. V. 2. N 1. P. 15–29. doi: 10.14198/JoPha.2008.2.1.03
5. Halle S., Chaib-draa B. A collaborative driving system based on multiagent modelling and simulations // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2005. V. 13. N 4. P. 320–345. doi: 10.14198/JoPha.2008.2.1.03
6. Carlino D., Boyles S.D., Stone P. Auction-based autonomous intersection management // Proc. 16th Int. IEEE Conf. on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2013). Hague, Netherlands, 2013. P. 529–534. doi: 10.1109/ITSC.2013.6728285
7. Wuthishuwong C., Traechtler A. Vehicle to infrastructure based safe trajectory planning for Autonomous Intersection Management // Proc. 13th Int. Conf. on ITS Telecommunications (ITST). Tampere, Finland, 2013. P. 175–180. doi: 10.1109/ITST.2013.6685541
8. Vahidi A., Eskandarian A. Research advances in intelligent collision avoidance and adaptive cruise control // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2003. V. 4. N 3. P. 143–153. doi: 10.1109/TITS.2003.821292
9. Ho C., Reed N., Spence C. Multisensory in-car warning signals for collision avoidance // Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society. 2007. V. 49. N 6. P. 1107–1114. doi: 10.1518/001872007X249965
10. Au T., Zhang S., Stone P. Autonomous intersection management for semi-autonomous vehicles / In: Handbook of Transportation. Taylor & Francis, 2015. P. 88–104.
11. Dresner K., Stone P. A multiagent approach to autonomous intersection management // Journal of Artificial Intelligence Research. 2008. V. 31. P. 591–656.
12. Wu J., Abbas-Turki A., El Moudni A. Cooperative driving: an ant colony system for autonomous intersection management // Applied Intelligence. 2012. V. 37. N 2. P. 207–222. doi: 10.1007/s10489-011-0322-z
13. Zohdy I.H., Kamalanathsharma R.K., Rakha H. Intersection management for autonomous vehicles using iCACC // Proc. 15th Int. IEEE Conf. on Intelligent Transportation Systems (ITSC). Anchorage, USA, 2012. P. 1109–1114. doi: 10.1109/ITSC.2012.6338827
14. Каляев И.А., Гайдук А.Р., Капустян С.Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов. М.: Физматлит, 2009. 280 с.
15. Зикратов И.А., Гуртов А.В., Зикратова Т.В., Козлова Е.В. Совершенствование Police Office Model для обеспечения безопасности роевых робототехнических систем // Научно-технический вестник инфор-мационных технологий, механики и оптики. 2014. № 5. С. 99–109.
16. Зикратов И.А., Зикратова Т.В., Лебедев И.С. Доверительная модель информационной безопасности мультиагентных робототехнических систем с децентрализованным управлением // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 2(90). С. 47–52.
17. Viksnin I.I., Iureva R.A., Komarov I.I., Drannik A.L. Assessment of stability of algorithms based on trust and reputation model // Proc. 18th Conference FRUCT-ISPIT. St. Petersburg, Russia, 2016. P. 364–369. doi: 10.1109/FRUCT-ISPIT.2016.7561551

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License