9、车队协同纵向控制器的仿真与测试

车队协同纵向控制器的仿真与测试

一、引言

道路交通事故数据显示，大部分致命事故发生在高速道路上，同时，车辆数量增加导致的交通拥堵问题也影响了道路运输系统的效率。为解决这些问题，智能交通系统（ITS）应运而生，其中，编队行驶（platooning）是一个有前景的 ITS 应用。它将高速公路上的车辆组织成紧密跟随的车队，使车辆能在较小间距下自动且安全地行驶，跟随由专业司机驾驶的领队车辆。这一复杂的 ITS 应用由车辆控制系统和车际通信（IVC）系统两部分组成，车辆控制通过合作自适应巡航控制（CACC）系统实现，该系统利用无线通信和车载传感器来提高系统反应能力。本文聚焦于 CACC 纵向控制系统，它能自动调节车辆加速度，以确保与前车保持期望的距离。在通信技术方面，短程专用短程通信（DSRC）和车载 LTE 目前都被视为 ITS 应用的可能通用解决方案，甚至可能组合成混合通信系统，但本文主要关注用于车载自组织网络（VANET）的 IEEE 802.11p 车对车（V2V）通信技术。

二、相关工作

• 反馈控制系统应用 ：R. Rajamani 的相关书籍涵盖了车辆上反馈控制系统的使用，为开发此类控制系统的研究人员提供了有用资源，也全面介绍了车辆控制系统和开发中使用的动态模型。
• CACC 系统设计与验证 ：Ploeg 等人描述了 CACC 系统的设计和实际验证，提出了具有有限通信结构的分散控制器设计，推导了串稳定性的充要条件，表明无线通信链路能使车辆在小间距下行驶并保证串稳定性。
• PLEXE 框架 ：Segata 的