Implementasi Metode Kontrol Model Prediksi Terdistribusi untuk Kontrol Kereta Api Berbasis Sistem Komunikasi

Abstract

Makalah ini memaparkan teknik pemodelan dan desain pengontrol pada dinamika kereta api yang beroperasi dengan sistem persinyalan blok bergerak pada kerangka teknologi pengontrolan kereta api berbasis sistem komunikasi atau communication-based train control (CBTC). Model dinamika sistem diturunkan berdasarkan diagram benda bebas sistem, sedangkan pengontrolan rangkaian kereta dirancang dengan algoritme kontrol model prediksi terdistribusi atau distributed model predictive control (DMPC). Gerak konvoi rangkaian kereta diasumsikan menggunakan topologi komunikasi searah dimana setiap rangkaian kereta hanya memperoleh informasi dari kereta di depannya. Dalam hal ini, setiap rangkain kereta memformulasikan permasalahan kontrol optimal lokal dan menentukan solusinya berdasarkan informasi variabel keadaan dari kereta lain terdekat. Tujuan implementasi metode DMPC yang ditinjau adalah untuk memastikan setiap rangkaian kereta pada konvoi mampu melacak kecepatan kendaraan referensi di posisi paling depan sambil mempertahankan jarak aman referensi tertentu dengan kereta terdekat lain. Hasil simulasi numerik terkait implementasi metode DMPC yang diusulkan menunjukkan bahwa baik deviasi antara kecepatan aktual dan kecepatan referensi maupun deviasi antara jarak antar kereta aktual dengan jarak antar kereta referensi pada konvoi menuju nol secara asimptotik. Hasil simulasi ini mengilustrasikan efektivitas dari metode kontrol berbasis DMPC yang diusulkan.