协作式巡航控制下混合车队队列稳定性

来源：交通运输系统工程与信息杂志2021年第4期北京时间：

作者：李淑庆, 李啟丰, 王昊, 秦严严

单位：1. 重庆交通大学，交通运输学院，重庆 400074；2. 昆明市规划设计研究院，昆明 650041； 3. 东南大学，交通学院，南京 210096

摘要：考虑协作式巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车辆与自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)车辆之间的退化机制，构建由CACC车辆、ACC车辆以及人工驾驶车辆组成的混合车队。应用传递函数理论，推导混合车队在不同规模情况下的队列稳定性判别准则，计算混合车队在多种情形下的队列稳定性情况，并设计数值仿真实验验证理论分析结果。稳定性分析结果表明，所推导的混合车队队列稳定性准则能够从理论层面计算混合车队关于车队规模与车流速度的队列稳定域，当混合车队中CACC车辆比例达到25.00%~41.17%及以上时，混合车队可在全速度范围内实现队列稳定。数值仿真结果表明，混合车队头车产生的速度扰动传递至上游CACC车辆时，CACC车辆可有效抑制速度扰动的波动幅度，使混合车队趋于稳定，验证了理论分析的正确性。研究结果揭示了混合车队保持稳定时的CACC车辆与人工驾驶车辆的比例结构。

关键词：交通工程,混合车队,队列稳定性,协作式巡航控制,数值仿真

基金资助：国家重点研发计划