超高速公路智能网联车辆编队策略研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第6期北京时间：

作者：何永明, 卢杨彭, 刘汇洋, 李鑫然

单位：东北林业大学，土木与交通学院，哈尔滨150040

摘要：编队的鲁棒控制策略对于实现智能网联车辆在超高速公路上的安全高效运行至关重要。为提高超高速公路场景下智能网联车辆编队的运行稳定性与安全性，本文提出一种车辆编队控制策略。构建考虑通信时延的全速度差模型作为底层跟驰基础，在领导者-跟随者信息拓扑下，设计一种非线性编队控制律，其核心在于通过反解底层跟驰模型的最优速度函数动态计算与速度相关的非线性期望间距，确保编队控制的稳态目标与单车驾驶行为的平衡态相统一。通过传递函数法严谨分析模型的稳定性，并基于H∞性能指标优化控制器参数。仿真结果表明：在120~160km·h-1的动态变速场景下，与CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)基准策略相比，DLFC(Delayed Leader-Follower Control)策略展现出较好的弦稳定性与动态跟踪性能，能够有效抑制扰动放大。在随机扰动的极限紧急制动场景下，经蒙特卡洛仿真验证，DLFC策略相较于基准策略展现出高安全冗余，能有效规避碰撞风险，并将车队遭遇高风险状态的概率控制在20%以内，能够保障超高速公路场景下车辆编队的安全性。

关键词：智能交通,编队策略,稳定性分析,智能网联车辆,超高速公路

基金资助：黑龙江省自然科学基金(LH2023E011)；长沙理工大学极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室开放基金(kfj230105)。