理想诱导环境下的网联车与网联自动驾驶车混合交通流建模研究

作     者：李松 张开碧 李永福 黄龙旺 LI Song;ZHANG Kai-bi;LI Yong-fu;HUANG Long-wang

作者机构：重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆邮电大学智能空地协同控制重庆市高校重点实验室重庆400065 

基　　金：国家自然科学基金项目(62273067,U1964202) 国家重点研发计划项目(2018YFB1600500) 

出 版 物：《交通运输工程与信息学报》 (Journal of Transportation Engineering and Information)

年 卷 期：2023年第21卷第3期

页      码：31-58页

摘      要：智能网联车辆通过先进的无线通信技术能够实现车辆间信息传递,然而通信环境中不可避免的存在干扰信号,当干扰信号达到一定的强度时,车辆间的通信会被迫中断,等效于交通流中车辆的通信拓扑发生了切换,通信拓扑切换必然会对交通流造成影响。基于此,本文在由网联车(connected vehicle,CV)和网联自动驾驶车(connected autonomous vehicle,CAV)构成的混合交通流中,研究了理想诱导环境下通信拓扑结构切换和CAV不同空间分布对混合交通流动态性能的影响。首先提出一种结合图论和概率论的通信拓扑表征方法,对混合交通流中的通信拓扑进行表征。然后考虑CV与CAV在决策行为上的特点,结合通信拓扑提出一个通用车辆跟驰模型,并使用约化摄动法推导出通用车辆跟驰模型的稳定性条件。最后设计数值仿真实验,在不同的CAV渗透率下,研究理想诱导环境下通信拓扑结构切换和不同CAV空间分布对混合交通流动态性能的影响。通信拓扑结构切换数值仿真结果表明,稳定的通信连接将有利于混合交通流动态性能的平滑性。不同CAV渗透率下数值仿真结果表明,当理想诱导环境中不存在干扰信号时,CAV渗透率越高,混合交通流动态性能的平滑性越好;当理想诱导环境中存在干扰信号并导致通信拓扑切换时,CAV渗透率为40%且空间分布为集中分布时的抗干扰能力最强。不同CAV空间分布下数值仿真结果表明,当理想诱导环境中不存在干扰信号时,CAV集中分布下混合交通流动态性能的平滑性最好;当理想诱导环境中存在干扰信号并导致通信拓扑切换时,CAV集中分布的抗干扰能力强于CAV均匀分布和随机分布的抗干扰能力。

主 题 词：智能交通 通信拓扑切换 通用车辆跟驰模型 混合交通流 空间分布 

学科分类：08[工学] 0838[0838] 

D　O　I：10.19961/j.cnki.1672-4747.2022.11.001

馆 藏 号：203123425...