CACC 车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

来源：交通运输系统工程与信息杂志2019年第6期北京时间：

作者：秦严严，胡兴华，何兆益，冉斌

单位：1. 重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074；2. 威斯康星大学麦迪逊分校土木与环境工程系，威斯康星州麦迪逊 53706，美国

摘要：研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.

关键词：交通工程,车头时距策略,稳定性解析,协同自适应巡航控制,跟驰模型

基金资助：重庆市教委科学技术研究项目/ Science and Technology Research Program of Chongqing Municipal Education Commission(KJQN201900730)；重庆市技术创新与应用示范专项重点示范项目/ Chongqing Key Project of Technological Innovation and Application Demonstration(cstc2018jscx-mszdX0112)；重庆交通大学高层次人