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.
李松;张开碧;李永福;黄龙旺
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
交通运输
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
intelligent transportation;CT switching;generic CF mode;mixed traffic flow;spatial distribution
《交通运输工程与信息学报》 2023 (003)
31-58 / 28
国家自然科学基金项目(62273067,U1964202);国家重点研发计划项目(2018YFB1600500)
10.19961/j.cnki.1672-4747.2022.11.001
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