间歇性通信失效下网联自动驾驶队列控制策略

来源：交通运输系统工程与信息杂志2023年第2期北京时间：

作者：刘润坤, 于海洋, 程猛越, 任毅龙

单位：1. 北京航空航天大学，交通科学与工程学院，北京 102206；2. 中关村实验室，北京100094

摘要：网联自动驾驶车队在特殊区域驾驶时会存在间歇性通信失效，为提高在间歇性通信失效下车队的稳定性，本文提出一种考虑多前车-预测信息的网联自动驾驶车辆控制策略。首先，设计一种新型的 CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control)上层控制器结构，命名为 MIP-CACC(Multi-Information Predicted CACC)，该结构包含一个对前车状态信息进行预测的预测器。然后，构建适用于该控制器的D-LRTP(Dynamic Low Rank Tensor Prediction)模型，实现对间歇性通信失效下缺失的前车状态信息预测。通过对该控制器的串稳定性分析发现，稳定性受到信息权重、通信连接数量、通信延迟、截断频率及车头时距等参数的组合影响。不同的通信及控制场景下，存在满足串稳定性的最小车头时距参数。最后，将本文提出的控制策略与传统控制策略进行对比。仿真结果表明：在间歇性通信失效下，本文提出的控制策略对后车的驾驶状态扰动更小，驾驶速度和加速度扰动分别最大降低79.43%和72.53%。该策略对设计通信鲁棒性的网联自动驾驶车辆控制方案具有参考意义。

关键词：智能交通,网联自动驾驶,车辆纵向控制,车辆队列,通信失效

基金资助：北京市科学技术委员会项目(Z211100004221008)；国家自然科学基金(U1964206)