Coordenação ótima de comboios baseada em sistema de sugestão de perfil cinemático

Abstract

Órgãos internacionais como United States Environmental Protection Agency (EPA) e European Environment Agency (EEA) relatam que há tendência de crescimento das emissões dos veículos pesados para os próximos anos. Uma das possíveis explicações para isto é o fato de existir uma projeção indicando que a demanda pelo frete de carga continuará crescendo no mundo inteiro. A busca por novas tecnologias para reduzir as emissões de gases de efeito estufa no segmento de transporte, especialmente para os veículos pesados, torna-se necessária, e a dificuldade para expandir a malha rodoviária faz buscar novas estratégias para otimizar o sistema atual visando uma melhora na eficiência energética. Para atingir tal meta, diversas frentes de estudo estão sendo exploradas. A estratégia do comboio de caminhões, na qual os veículos trafegam com pequenas distâncias entre si promovendo uma economia de combustível, vem mostrando que é uma opção viável na prática, reduzindo o consumo, os custos operacionais e a emissão de gases poluentes, sendo que o método de otimização do perfil de velocidade de forma colaborativa pode auxiliar ainda mais na economia. No presente trabalho os efeitos da inclusão de veículos que não dispõem da tecnologia necessária para a formação de comboio de forma autônoma serão estudados. Na formação, um veículo não autônomo recebe sugestões de velocidades que são calculadas através de uma estratégia de controle ótimo. Foi possível concluir que em média para o perfil ótimo de velocidade os veículos seguidores são 26,9% mais econômicos que um veículo trafegando sozinho utilizando somente a estratégia de controle de cruzeiro. Os veículos seguidores utilizando a estratégia de sugestão apresentam a mesma diferença percentual (26,9%). Portanto a inclusão de veículos HDV na formação do comboio se mostrou eficiente na economia, sendo que o consumo dos seguidores não é afetado e o do líder pouco se altera comparado com a estratégia de controle de cruzeiro

International Agencies like United States Environmental Protection Agency (EPA) and European Environment Agency (EEA) shown a growing trend of heave duty vehicles emissions for the next years. One of the possible explanations for this is the fact that there is a projection indicating that the demand for goods transportation will continue to grow worldwide. Looking for new technologies to reduce greenhouse gas emissions in the transport segment, especially for heavy duty vehicles, becomes necessary, and the difficulty in expanding the road network makes the search for new strategies to optimize the current system aimed at improving in energy efficiency. To achieve this goal, several research fronts are being explored. The truck platoon strategy, in which vehicles travel with small distances between each other, promoting fuel economy, has shown that it is a viable option in practice, reducing fuel consumption, operating costs and the emission of polluting gases, and the method of optimizing the speed profile in a collaborative way can help even more in the economy. In the present work, the effects of including vehicles that do not have the necessary technology for autonomous convoy formation will be studied. In formation, a non-autonomous vehicle receives speed suggestions that are calculated through an optimal control strategy. It was possible to conclude that on average for the optimal speed profile, following vehicles are 26.9% more economical than a vehicle traveling alone using only the cruise control strategy. The follower vehicles using the suggestion strategy show the same percentage difference (26.9%). Therefore, the inclusion of HDV vehicles in the formation of the convoy proved to be efficient in terms of economy, with the consumption of the followers not being affected and the leader changing little compared to the cruise control strategy