Estimasi Status Multi-Agen yang Tangguh untuk Lalu Lintas Kota Pintar: Pendekatan Rekayasa Sistem untuk Mitigasi Emisi

Pemantauan arus lalu lintas tanpa henti sangat penting untuk alokasi sumber daya yang optimal dan meminimalkan emisi kendaraan di kota pintar. Namun, arsitektur manajemen lalu lintas terpusat sangat rentan terhadap titik kegagalan tunggal. Ketika terjadi kerusakan sensor struktural, ketidakmampuan jaringan untuk diamati yang dihasilkan melumpuhkan sinyal dinamis, memicu kemacetan lalu lintas berantai, waktu idle yang lebih lama, dan emisi gas rumah kaca yang parah. Kerentanan siber-ekologis ini mendorong kebutuhan akan pendekatan terdesentralisasi yang tangguh. Para penulis mengusulkan protokol Hybrid Multi-Agent State Estimation (H-MASE), kerangka kerja pendukung keputusan terdesentralisasi penuh yang dirancang dari perspektif rekayasa keandalan sistem terapan. Tujuannya adalah mempertahankan estimasi status lalu lintas yang akurat bahkan di bawah kegagalan perangkat keras yang parah, sehingga memastikan ketahanan ekologis dan pemanfaatan sumber daya yang optimal.

Simulasi numerik menunjukkan bahwa protokol H-MASE menghasilkan celah optimalitas yang sangat tangguh bahkan di bawah kegagalan perangkat keras katastrofik. Secara spesifik, Root Mean Square Error (RMSE) hanya 0,81 kendaraan per status yang diestimasi. Kinerja ini dipertahankan di berbagai skenario kegagalan, termasuk hilangnya beberapa sensor. Mekanisme konsensus terdistribusi memastikan estimasi global tetap akurat meskipun ada gangguan lokal, mencegah kemacetan berantai dan peningkatan emisi yang akan terjadi pada sistem terpusat. Deteksi anomali otonom berhasil mengisolasi gangguan struktural parah tanpa memicu alarm palsu dalam kondisi gangguan terbatas.