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混有CACC车辆和ACC车辆的异质交通流基本图模型 被引量:66
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作者 秦严严 王昊 +1 位作者 王炜 万千 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期127-136,共10页
针对协同自适应巡航控制(CACC)车辆市场普及过程中存在的CACC车辆、自适应巡航控制(ACC)车辆与人工驾驶汽车混合行驶的异质交通流,应用智能驾驶模型(IDM)和由加州大学伯克利分校PATH实验室实车验证的ACC模型、CACC模型分别作为人工车辆... 针对协同自适应巡航控制(CACC)车辆市场普及过程中存在的CACC车辆、自适应巡航控制(ACC)车辆与人工驾驶汽车混合行驶的异质交通流,应用智能驾驶模型(IDM)和由加州大学伯克利分校PATH实验室实车验证的ACC模型、CACC模型分别作为人工车辆、ACC车辆和CACC车辆的跟驰模型,建立能够反映异质交通流中3种车型相互关系的解析表达。基于此,推导不同CACC车辆渗漏率p下的异质交通流基本图模型,并针对异质交通流基本图散点分布与基本路段通行能力,设计数值仿真试验。最后,针对ACC车辆和CACC车辆的期望车间时距进行参数敏感性分析。研究结果表明:建立的异质交通流解析表达与随机性仿真试验的误差小于1.5%,异质交通流基本图解析可取代基本路段通行能力的仿真试验,用于分析不同p时的异质交通流通行能力;ACC期望车间时距ta取值1.1 s时,交通流通行能力随着p的增加逐渐提升;当t_a=1.6 s,p低于30%时,异质交通流通行能力与传统人工车辆通行能力基本相当;当t_a=2.2 s,p低于40%时,异质交通流通行能力低于人工车辆通行能力;同时,CACC车辆期望车间时距tc越小,异质交通流通行能力越大;建立的异质交通流解析表达可为异质交通流其他特性的解析研究提供思路,异质交通流基本图解析结果,从通行能力的角度为ACC,CACC上层控制器设计提供期望车间时距取值的参考。 展开更多
关键词 交通工程 基本图模型 解析研究 异质交通流 协同自适应巡航控制
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自适应巡航控制车辆跟驰模型综述 被引量:59
2
作者 秦严严 王昊 +1 位作者 王炜 NI Dai-heng 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期121-130,共10页
分析了自动驾驶汽车自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)和协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,从系统控制原理、车车通信技术与车间时距方面阐述了ACC与CACC车辆的异同点;将目前主流A... 分析了自动驾驶汽车自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)和协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,从系统控制原理、车车通信技术与车间时距方面阐述了ACC与CACC车辆的异同点;将目前主流ACC/CACC车辆跟驰模型分为3类:基于智能驾驶的车辆跟驰模型、加州伯克利大学PATH实验室车辆跟驰模型与基于控制论的车辆跟驰模型,总结3类车辆跟驰模型的建模思路与主要优缺点;从道路通行能力、交通安全和交通流稳定性3方面,分析了ACC/CACC车辆对交通流特性的影响,及其研究现状与未来发展趋势。研究结果表明:不同的ACC/CACC车辆跟驰模型对通行能力的影响存在较大差别,ACC/CACC车辆有利于提升交通安全性,但由于缺乏统一的安全性评价指标,难以量化ACC/CACC车辆对交通安全性的影响程度;小规模实车试验验证了ACC车辆具有不稳定的交通流特性,否定了ACC车辆稳定性数值仿真结果,而数值仿真试验和小规模实车试验均表明CACC车辆可较好提升交通流稳定性,因此,完全依赖于计算机仿真试验无法获得令人信服的结论,实车试验是ACC/CACC研究的必要途径;为了完善ACC/CACC在交通领域的研究,应构建不同ACC/CACC车辆比例下的混合交通流基本图模型、智能网联环境下的ACC/CACC车辆跟驰模型建模方法与ACC/CACC混合交通流稳定性解析方法。 展开更多
关键词 交通工程 车辆跟驰模型 自适应巡航控制 协同自适应巡航控制 通行能力 交通安全 交通流稳定性
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混有协同自适应巡航控制车辆的异质交通流稳定性解析与基本图模型 被引量:33
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作者 秦严严 王昊 +1 位作者 王炜 万千 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期227-235,共9页
针对传统车辆和协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆构成的异质交通流,研究其稳定性与基本图模型.应用实车测试验证的CACC模型和智能驾驶员模型(intelligent driver model)分别作为CACC车辆和传统车辆的... 针对传统车辆和协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆构成的异质交通流,研究其稳定性与基本图模型.应用实车测试验证的CACC模型和智能驾驶员模型(intelligent driver model)分别作为CACC车辆和传统车辆的跟驰模型,建立异质流稳定性解析框架,研究不同平衡态速度、不同CACC车辆比例时的异质流稳定性.推导异质流基本图模型,并进行数值仿真实验.研究结果表明,在传统车辆稳定的速度范围,异质流处于稳定状态.在传统车辆不稳定的速度范围,CACC车辆比例增加以及平衡态速度远离9.6—18.6 m/s速度范围,均能够改善异质流的不稳定性.通行能力随着CACC车辆比例的增加而提高.此外,CACC模型的期望车间时距越大,异质流稳定域越大,但通行能力降低.因此,恒定车间时距CACC控制策略下的期望车间时距取值应权衡异质流稳定域和通行能力两个方面的影响. 展开更多
关键词 异质交通流 稳定性解析 协同自适应巡航控制 基本图
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CACC车辆跟驰建模及混合交通流分析 被引量:26
4
作者 秦严严 王昊 冉斌 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期60-65,共6页
建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,并分析不同CACC比例下的混合交通流通行能力,尾部碰撞安全及交通排放.考虑车辆期望车头间距随速度动态变化的交通流特性,建立基于非线性动态车头间距策... 建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,并分析不同CACC比例下的混合交通流通行能力,尾部碰撞安全及交通排放.考虑车辆期望车头间距随速度动态变化的交通流特性,建立基于非线性动态车头间距策略的CACC跟驰模型,推导不同CACC比例下的混合交通流基本图模型,分析CACC提高通行能力的交通流运行机理.设计高速公路上匝道瓶颈数值仿真实验,评估不同CACC比例下的车辆尾部碰撞安全隐患,以及油耗、CO、HC、NOx的排放.研究结果表明,本文建立的CACC模型能够在交通流速度基本不变的情况下,以较高的交通流密度显著提升通行能力,同时有利于车辆尾部碰撞安全风险及交通排放的降低. 展开更多
关键词 交通工程 跟驰模型 数值仿真 协同自适应巡航控制
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智能网联环境下的混合交通流LWR模型 被引量:19
5
作者 秦严严 王昊 王炜 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期147-156,共10页
LWR(Lighthill, Whitham and Richards, LWR)模型可推演交通流宏观状态演化过程,在智能网联环境下混有协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC)车辆混合交通流LWR模型的研究,可为该混合交通流的宏观动力学特性... LWR(Lighthill, Whitham and Richards, LWR)模型可推演交通流宏观状态演化过程,在智能网联环境下混有协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC)车辆混合交通流LWR模型的研究,可为该混合交通流的宏观动力学特性分析提供理论工具。应用加州伯克利PATH真车试验验证的CACC模型作为CACC车辆跟驰模型,采用智能驾驶人模型(Intelligent Driver Model, IDM)模拟驾驶人在智能网联环境中的"智能"驾驶特性。基于不同CACC车辆比例下的混合交通流基本图,证明混合交通流基本图的切线斜率为交通波在混合车队中传播的波速,建立混合交通流LWR模型的一般性解析框架,得到混有CACC车辆的混合交通流LWR模型。最后,针对LWR模型冲击波特性,在6组平衡态条件下进行数值仿真试验。研究结果表明:所建立的混合交通流LWR模型可较好地描述不同CACC车辆比例时冲击波在混合车队中的传播波速;冲击波波速理论值与仿真均值的相对误差基本控制在10%以内,当冲击波处于由正向波转变为反向波的过渡阶段时,相对误差较大,为19%~26%,但绝对误差仍然较小。研究结果一方面可为混有CACC车辆的交通流宏观状态演化提供理论参考,具有推动该混合交通流其他宏观模型研究进展的积极作用;另一方面,建立的混合交通流LWR模型解析框架能够适应CACC车辆与人工-网联车辆跟驰模型选取的多样性,同时可为其他类型混合交通流LWR模型的建立提供理论支撑。 展开更多
关键词 交通工程 LWR模型 理论分析 混合交通流 协同自适应巡航控制 车联网
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CACC车头时距与混合交通流稳定性的解析关系 被引量:18
6
作者 秦严严 胡兴华 +1 位作者 何兆益 冉斌 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期61-67,共7页
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,PAT... 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. 展开更多
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
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混有CACC车辆和ACC车辆的混合交通流驾驶舒适性 被引量:11
7
作者 秦严严 王昊 +1 位作者 王炜 万千 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期103-108,173,共7页
为了探索协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆对交通系统的潜在影响,分析了CACC车辆市场普及过程中存在的CACC车辆、自适应巡航控制(adaptive cruise control,ACC)车辆与人工驾驶车辆混合交通流驾驶舒适... 为了探索协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆对交通系统的潜在影响,分析了CACC车辆市场普及过程中存在的CACC车辆、自适应巡航控制(adaptive cruise control,ACC)车辆与人工驾驶车辆混合交通流驾驶舒适性.应用加州伯克利PATH实车验证的ACC模型和CACC模型进行数值仿真实验,采用国际ISO-2631-1标准评价混合交通流舒适性,并对ACC和CACC期望车间时距进行参数敏感性分析.最后,从交通流稳定性的角度,对舒适性仿真结果进行了讨论.结果表明:随着CACC市场率的增加,舒适性呈现先恶化、再逐渐提升的趋势.较大的ACC车间时距有利于抑制舒适性的恶化程度,CACC车辆对舒适性的提升作用不受其车间时距取值的影响.混合交通流稳定性定性地决定了舒适性的变化趋势,人工车辆安装车车通信设备,有助于舒适性的逐渐提升. 展开更多
关键词 混合交通流 舒适性 稳定性 跟驰模型 协同自适应巡航控制 自适应巡航控制
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不同CACC渗透率条件下的混合交通流稳定性分析 被引量:12
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作者 秦严严 王昊 +1 位作者 王炜 万千 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期63-69,104,共8页
未来协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆和传统车辆混合交通流的稳定性决定了CACC技术对交通拥堵、能耗排放的改善程度.鉴于此,研究不同CACC渗透率时这种混合交通流的稳定性.应用基于轨迹数据标定的IDM(... 未来协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆和传统车辆混合交通流的稳定性决定了CACC技术对交通拥堵、能耗排放的改善程度.鉴于此,研究不同CACC渗透率时这种混合交通流的稳定性.应用基于轨迹数据标定的IDM(Intelligent Driver Model,IDM)模型和由加州伯克利PATH实验室实车测试验证的CACC模型分别作为传统车辆跟驰模型和CACC车辆跟驰模型.依据传统车辆在扰动下的稳定性,确定高稳态速度和低稳态速度,并考虑两种车型相对数量、相对位置的随机性,设计数值仿真实验.实验结果表明,在高稳态速度下,不同CACC渗透率时混合车队均整体稳定;在低稳态速度下,当CACC渗透率较小时,车队整体不稳定,CACC渗透率需达到50%以上时,才有可能使得混合车队由不稳定转变为稳定. 展开更多
关键词 交通工程 稳定性 跟驰模型 混合交通流 协同自适应巡航控制 稳态速度
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智能网联混合交通流CO_(2)排放影响及改善方法 被引量:4
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作者 秦严严 杨晓庆 王昊 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期150-158,共9页
智能网联环境下协同自适应巡航控制(CACC)车辆和人工驾驶(MD)车辆将构成混合交通流,针对该混合交通流的CO_(2)排放开展研究。首先,考虑智能网联环境特征,界定本文混合交通流的研究范围,并应用基于实测数据标定的跟驰模型描述混合流中各... 智能网联环境下协同自适应巡航控制(CACC)车辆和人工驾驶(MD)车辆将构成混合交通流,针对该混合交通流的CO_(2)排放开展研究。首先,考虑智能网联环境特征,界定本文混合交通流的研究范围,并应用基于实测数据标定的跟驰模型描述混合流中各车型车辆的跟驰行为。然后,考虑周期性边界条件设计数值仿真实验,基于仿真轨迹数据,采用CO_(2)排放模型计算混合交通流CO_(2)排放影响。最后,从混合交通流稳定性层面考察CO_(2)排放的影响机理,同时提出降低CO_(2)排放的改善方法。研究结果表明:混合交通流CO_(2)排放随着CACC渗透率p的增加呈现先上升后下降的影响趋势,且与交通流稳定性存在定性的影响关系,在本文方法下,混合交通流CO_(2)排放将随着p值增加而逐渐下降,相比p=0时的MD车流,p=1时的CACC车流可将CO_(2)排放降低约19.35%。研究结果可从降低CO_(2)排放层面为智能网联混合交通流管理策略提供参考。 展开更多
关键词 交通运输规划与管理 混合交通流 CO_(2)排放 跟驰模型 协同自适应巡航控制
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面向新型混合交通流的快速路合流区通行能力建模 被引量:8
10
作者 胡笳 安连华 李欣 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2021年第1期137-144,共8页
面向人类驾驶和具备协同自适应巡航功能的网联自动驾驶组成的新型混合交通流,考虑道路交通特性、道路结构以及匝道汇入前主线交通状态等因素的交互作用机理,基于概率统计理论解析网联自动驾驶渗透率和编队长度间的耦合关系,进一步基于... 面向人类驾驶和具备协同自适应巡航功能的网联自动驾驶组成的新型混合交通流,考虑道路交通特性、道路结构以及匝道汇入前主线交通状态等因素的交互作用机理,基于概率统计理论解析网联自动驾驶渗透率和编队长度间的耦合关系,进一步基于间隙接受理论分析匝道汇入交通对合流区通行能力的折减效应,建立快速路合流区通行能力模型,定量描述不同道路条件下合流区通行能力如何随网联自动驾驶渗透率和编队长度变化。模型中的道路交通特性、道路结构及匝道汇入前部分交通状态参数根据实际道路交通环境标定,提升了模型的通用性与可迁移性。搭建内嵌车辆动力学模块的Vissim仿真平台进行模型评估,结果表明,模型精度在80%以上,且在不同网联自动驾驶渗透率和编队长度条件下皆表现良好。 展开更多
关键词 交通控制 协同自适应巡航控制 通行能力 渗透率 编队长度
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A Progressive Deployment Strategy for Cooperative Adaptive Cruise Control to Improve Trafc Dynamics 被引量:7
11
作者 Georges M.Arnaout Shannon Bowling 《International Journal of Automation and computing》 EI CSCD 2014年第1期10-18,共9页
Cooperative adaptive cruise control(CACC)vehicles are intelligent vehicles that use vehicular ad hoc networks(VANETs)to share trafc information in real time.Previous studies have shown that CACC could have an impact o... Cooperative adaptive cruise control(CACC)vehicles are intelligent vehicles that use vehicular ad hoc networks(VANETs)to share trafc information in real time.Previous studies have shown that CACC could have an impact on increasing highway capacities at high market penetration.Since reaching a high CACC market penetration level is not occurring in the near future,this study presents a progressive deployment approach that demonstrates to have a great potential of reducing trafc congestions at low CACC penetration levels.Using a previously developed microscopic trafc simulation model of a freeway with an on-ramp—created to induce perturbations and trigger stop-and-go trafc,the CACC system s efect on the trafc performance is studied.The results show signifcance and indicate the potential of CACC systems to improve trafc characteristics which can be used to reduce trafc congestion.The study shows that the impact of CACC is positive and not only limited to a high market penetration.By giving CACC vehicles priority access to high-occupancy vehicle(HOV)lanes,the highway capacity could be signifcantly improved with a CACC penetration as low as 20%. 展开更多
关键词 Intelligent transportation systems TELEMATICS vehicular adhoc networks cooperative adaptive cruise control trafc simulation agent-based trafc simulation
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自动驾驶专用车道影响下的CACC车流管理策略 被引量:7
12
作者 郝威 俞海杰 +2 位作者 高志波 张兆磊 黄中祥 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期230-242,共13页
自动驾驶专用车道对混合交通流的作用与协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车流大小相关。为分析已存在自动驾驶专用车道场景下CACC车流在各车道上的分布情况对交通流的影响,利用已有的人工驾驶车辆(Human-d... 自动驾驶专用车道对混合交通流的作用与协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车流大小相关。为分析已存在自动驾驶专用车道场景下CACC车流在各车道上的分布情况对交通流的影响,利用已有的人工驾驶车辆(Human-driving Vehicle,HV)和CACC跟驰模型建立平衡态条件下的异质交通流平均车头时距表达式,并考虑CACC车辆因跟随HV而退化为自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)车辆的情况和由此导致的车距误差,进而解析混合流车道与自动驾驶专用车道的通行能力变化。在此基础上,考虑交通需求、CACC车辆渗透率与通行能力关系,提出双车道(1条混合流车道与1条自动驾驶专用车道)下优先为自动驾驶专用车道分配CACC车辆需求的固定车流管理策略和优先为混合流车道分配CACC车辆需求的可变车流管理策略。基于交通量最大的目标,对比论证不同交通需求和渗透率下的最优车流管理方法,并将所提出的研究方法扩展到多车道场景。案例结果表明:固定车流管理策略因在专用车道通行能力限制条件下引导了CACC车流优先行驶于专用车道,可以实现交通量的最大化;而可变车流管理策略中无专用车道通行能力限制条件且是优先为混合流车道分配CACC车辆,因此CACC车辆需求分配方案的变化导致了该策略下的交通量始终小于等于固定车流管理策略的结果;具有1条自动驾驶专用车道的三车道交通流仿真试验证明了理论分析结果的正确性;仿真中HV的扰动使车流无法到达理论上的平衡态,因此在专用车道和混合流车道通行能力方面,其仿真结果小于理论值;在此影响下,仿真得到的最优管理策略的最大交通量小于理论值,最优分配比例的仿真结果略大于理论值。参数敏感性分析结果表明:只有渗透率、车流平均速度的增大和车间时距的减小才有助于提高交通量,交通量对间� 展开更多
关键词 交通工程 车流管理 理论分析与仿真验证 协同自适应巡航控制 自动驾驶专用车道
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增程式电动物流车队列的能量管理策略研究 被引量:1
13
作者 王刚 王洪亮 +2 位作者 皮大伟 孙晓旺 王显会 《农业装备与车辆工程》 2024年第2期53-58,共6页
以增程式电动物流车队列为研究对象,为提高整个队列的燃油经济性,从队列的协同自适应巡航控制和能量管理策略两方面进行研究。利用车对车通信和前车领航车跟随式通信拓扑结构,基于分布式模型预测控制,设计了以稳定性、舒适性和经济性为... 以增程式电动物流车队列为研究对象,为提高整个队列的燃油经济性,从队列的协同自适应巡航控制和能量管理策略两方面进行研究。利用车对车通信和前车领航车跟随式通信拓扑结构,基于分布式模型预测控制,设计了以稳定性、舒适性和经济性为优化目标的协同自适应巡航控制器。将增程式电动物流车队列的能量管理策略描述为一个完全合作类型的多智能体强化学习问题,所有智能体共同探索在不同车辆状态下的最优控制动作,提出了基于多智能体强化学习的能量管理策略。仿真结果表明,所设计的生态协同自适应巡航控制策略能够有效地平衡车辆队列的稳定性和经济性。以动态规划为基准,与单智能体算法相比,基于多智能体深度确定性策略梯度算法的能量管理策略可以在显著提高学习速率的同时获得近似最优解。 展开更多
关键词 增程式电动物流车队列 协同自适应巡航控制 分布式模型预测控制 能量管理策略 多智能体强化学习
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协同式多目标自适应巡航控制 被引量:7
14
作者 章军辉 李庆 陈大鹏 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期423-433,共11页
针对自动化高速公路(Automated highway system,AHS)车队稳定性问题,发展了一种多目标自适应巡航控制算法,根据李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论对该问题进行了量化分析,并给出了同质与异质车队稳定性的设计要求,基于模型预测控制(Model ... 针对自动化高速公路(Automated highway system,AHS)车队稳定性问题,发展了一种多目标自适应巡航控制算法,根据李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论对该问题进行了量化分析,并给出了同质与异质车队稳定性的设计要求,基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)理论,综合协调驾驶员期望响应、跟驰安全性、车队稳定性、车队整体品质等控制目标,采用加权二次型性能泛函以及线性矩阵不等式约束的形式,将协同式多目标自适应巡航(Adaptive cruise control, ACC)设计问题最终转化成带约束的在线凸二次规划问题.仿真结果表明,相比单车ACC而言,协同ACC的约束空间更为严苛,车队互联系统稳定性易受车间时距、车队规模、多目标权重、瞬态工况、车辆异质性等因素的影响,建议在跟驰安全性、车队稳定性良好的前提下寻求一定的驾乘舒适性与燃油经济性,以确保车队整体品质. 展开更多
关键词 自动化高速公路 车队稳定性 协同自适应巡航控制 模型预测控制
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异构通信网联车系统鲁棒协同自适应巡航控制 被引量:7
15
作者 宋秀兰 丁锋 +1 位作者 漏小鑫 何德峰 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期2407-2413,共7页
考虑异构通信下的不确定网联车系统协同自适应巡航控制(CACC)问题,提出一种网联车系统鲁棒协同自适应巡航控制器设计方法.采用伯努利随机过程和具有可变输入延迟的跟踪模型描述具有参数不确定性和丢包及时延的异构通信网联车系统.为降低... 考虑异构通信下的不确定网联车系统协同自适应巡航控制(CACC)问题,提出一种网联车系统鲁棒协同自适应巡航控制器设计方法.采用伯努利随机过程和具有可变输入延迟的跟踪模型描述具有参数不确定性和丢包及时延的异构通信网联车系统.为降低CACC控制器设计的复杂性,采用分散输出反馈控制结构和线性矩阵不等式技术,求解不确定异构通信网联车系统的CACC控制器.进一步,利用时滞系统方法和频域分析,建立保证闭环系统稳定和网联车辆系统弦稳定结果.最后通过一组四车辆三信道的网联车辆系统的仿真实验验证所提方法的有效性. 展开更多
关键词 网联车系统 协同自适应巡航控制 异构通信 不确定性 弦稳定性
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基于DMPC的智能汽车协同式自适应巡航控制 被引量:7
16
作者 鲁若宇 胡杰 +2 位作者 陈瑞楠 徐文才 曹恺 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1177-1186,共10页
本文中针对单向通信拓扑的非线性车辆队列协同式自适应巡航(CACC)控制问题,提出一种保证队列稳定且满足队列各车跟随性、安全性和乘员舒适性的分布式模型预测控制(DMPC)策略。首先建立了车辆队列的动力学模型和通信拓扑结构模型,并基于... 本文中针对单向通信拓扑的非线性车辆队列协同式自适应巡航(CACC)控制问题,提出一种保证队列稳定且满足队列各车跟随性、安全性和乘员舒适性的分布式模型预测控制(DMPC)策略。首先建立了车辆队列的动力学模型和通信拓扑结构模型,并基于队列系统的多项优化性能设计代价函数和系统约束,使队列中每一辆跟随车基于其接收到的有限信息求解一个开环局部最优问题,计算出当前时刻的最优控制量作为输入并不断重复这个过程,达到滚动优化的目的,实现车辆队列的协同式自适应巡航控制。其次通过CACC系统局部代价函数之和构建Lyapunov候选函数,证明了车辆队列系统渐进稳定性的充分条件。最后通过CarSim和Simulink联合仿真,分析了算法在理想状态下对不同形式单向通信拓扑车辆队列的控制性能;通过实车试验,验证了算法在实车条件下感知层存在抖动、底层控制存在延迟和误差时的控制性能。仿真和实车试验的结果表明,本文提出的控制策略能使队列车辆实现各项优化性能,同时对外部干扰有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 智能汽车 分布式模型预测控制 协同式自适应巡航 多目标优化
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基于人类驾驶员在跟车高风险情景中的经验轨迹数据优化智能网联车辆纵向控制模型参数 被引量:1
17
作者 邢璐 伍丹 +1 位作者 唐幼仪 李烨 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第8期2790-2802,共13页
智能网联车辆(CAV)具有提高驾驶安全性的巨大潜力,CAV的基本性能评估准则之一是其能否在真实的交通情景中比人类驾驶员更安全地行驶。本研究提出了一种基于人类驾驶员在跟车高风险情景中的经验轨迹数据来优化CAV纵向控制模型参数的方法... 智能网联车辆(CAV)具有提高驾驶安全性的巨大潜力,CAV的基本性能评估准则之一是其能否在真实的交通情景中比人类驾驶员更安全地行驶。本研究提出了一种基于人类驾驶员在跟车高风险情景中的经验轨迹数据来优化CAV纵向控制模型参数的方法。首先,从经验轨迹数据中提取初始跟车车组(I-CFP)。然后,基于模型默认参数值,采用自适应巡航控制模型(ACC)和协同自适应巡航控制模型(CACC)进行仿真,生成模拟跟车车组(S-CFP)的原始轨迹。最后,应用遗传算法来优化ACC和CACC模型的控制参数,并生成优化后的跟车车组(O-CFP)轨迹。结果表明,S-CFP的安全性优于I-CFP,而O-CFP具有最佳的安全性能。ACC/CACC模型中的优化参数多样且与默认参数不同,表明最佳模型参数会随跟车情景不同而变化,进而为减少追尾碰撞风险提供了有价值的视角。 展开更多
关键词 交通安全 智能网联车辆 自适应巡航控制 协同自适应巡航控制 纵向控制模型参数
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基于DMPC的多车协同自适应巡航控制研究 被引量:2
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作者 王世轩 汪怡平 +1 位作者 苏楚奇 张镇涛 《武汉理工大学学报》 CAS 2023年第4期72-79,共8页
针对多车协同自适应巡航控制系统(CACC)中车辆跟驰距离波动大的问题,提出了一种分布式模型预测控制(DMPC)策略。采用分层控制的思想对CACC系统进行控制。控制器分为上位控制器和下位控制器。上位控制器根据车队状态计算车辆的期望加速度... 针对多车协同自适应巡航控制系统(CACC)中车辆跟驰距离波动大的问题,提出了一种分布式模型预测控制(DMPC)策略。采用分层控制的思想对CACC系统进行控制。控制器分为上位控制器和下位控制器。上位控制器根据车队状态计算车辆的期望加速度,下位控制器根据期望加速度控制车辆的节气门开度和制动系统压力。首先,建立了车队的纵向动力学模型。其次,根据控制目标设计目标函数,使车队能够获得当前时刻的最优控制量。然后基于逆发动机模型和逆制动模型设计了下位控制器。最后,通过Carsim和MATLAB/Simulink的联合仿真,验证了所设计控制策略的有效性。结果表明,DMPC可以减小车辆跟驰距离误差的峰值、标准差和均方根值,提高跟驰稳定性。 展开更多
关键词 多车协同自适应巡航控制 分布式模型预测控制 跟驰稳定性 车队控制
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通信中断时的网联车辆协作自适应巡航控制 被引量:6
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作者 雷鸿博 郭戈 高原 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期933-939,共7页
针对自主巡航车队发生通信中断的情况,提出一种由协作式自适应巡航控制(CACC)模式切换至自适应巡航控制(ACC)模式的方法.当通信中断时,将车辆按照通信能力分组优化处理,并将通信中断车辆由CACC模式切换到ACC模式,且保持原CACC模式下的... 针对自主巡航车队发生通信中断的情况,提出一种由协作式自适应巡航控制(CACC)模式切换至自适应巡航控制(ACC)模式的方法.当通信中断时,将车辆按照通信能力分组优化处理,并将通信中断车辆由CACC模式切换到ACC模式,且保持原CACC模式下的时间间距不变;为了保证车队安全,结合避碰理论和拉格朗日中值定理,提出一种基于最小安全距离的时间间距切换策略;为了保证两次切换后混合巡航车队(车队中既有CACC车辆也有ACC车辆)的稳定性,结合终值定理和频域分析法设计了混合巡航模式下的CACC-ACC控制器.最后通过仿真与现有方法对比,验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 协作式自适应巡航控制 最小安全距离 避碰 时间间距 切换
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Paillier同态加密下车辆协同自适应预测巡航控制
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作者 杨敏艺 宋秀兰 +1 位作者 杨燕玲 柴伟豪 《计算机测量与控制》 2024年第8期153-160,共8页
车辆协同式自适应巡航控制(CACC)以其高效便捷的特点成为智能交通系统的研究热点,但随着车辆接入网络,网络攻击对车联网系统的安全性造成了很大威胁;针对传统方案较繁琐、密文密钥同时传输数据仍可能被篡改的问题,采用Paillier同态加密... 车辆协同式自适应巡航控制(CACC)以其高效便捷的特点成为智能交通系统的研究热点,但随着车辆接入网络,网络攻击对车联网系统的安全性造成了很大威胁;针对传统方案较繁琐、密文密钥同时传输数据仍可能被篡改的问题,采用Paillier同态加密算法对加速度进行加密,仅传输密文;针对控制目标设计一综合跟踪信号,并基于Paillier算法的同态性设计密文数乘运算,使加速度密文无须解密而直接用于自车构建跟踪信号;将跟踪信号与分布式模型预测控制(MPC)结合,采用线性矩阵不等式对控制策略的优化问题进行转化,求解最优控制输入,保证车辆队列的安全协同行驶;经Matlab仿真验证了控制系统的性能指标以及Paillier同态加密的有效性。 展开更多
关键词 Paillier同态加密 网络安全 协同自适应巡航控制 线性矩阵不等式 模型预测控制
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