智能网联混合车流的动态特性及稳态控制策略

自动驾驶技术为精确控制和优化车辆跟驰提供了条件,通过梳理近年来国内外网联混合交通的研究现状和发展动态,发现传统驾驶人的随机行为是影响交通系统稳定性的重要因素,网联车辆对于稳定车流态势具有良好的效果,从而也提高了车辆跟驰的安全性.为此,基于未来一段时间内网联车与人工驾驶共存的情形,研究网联混合交通的跟驰模型及稳态机理对于智能交通系统具有重要的价值.从微观模型拓展到网联环境,综合微观建模机理和人因角度,提出了耦合传统车-网联车的网联跟驰模型.为减少网联车辆跟驰过程中的速度波动设计了一种网联车跟驰控制策略.首先基于车辆跟驰理论,考虑传统人工车辆驾驶行为的不确定性变化以及外界环境因素的干扰,分析了道路网联混合车流的跟驰行为,建立了微观车辆速度-车头间距模型.其次根据构建的模型设计网联车跟驰的稳态控制策略并验证策略的效果,采用微扰法从微观层面进行Matlab数值仿真试验,对比分析单车道跟驰状态下传统车流和网联混合车流的稳定性.结果表明:当处于平衡状态的车队中某车辆受到干扰后,与传统车辆相比,网联车跟驰速度方差减少了7.6％,车头间距方差减少了42.1％,据此分析网联车稳态控制策略可以有效提高队列行驶的稳定性,减少速度的波动.