车队跟驶模型中振荡扰动的比较研究
系统与控制
2025-10-20 v1 系统与控制
摘要
随着联网与自动驾驶技术的普及，车队化驾驶已成为提升道路通行Capacity、降低燃料消耗并增强交通流动性的关键策略。然而，车队的优势高度依赖其维持稳定性的能力。不稳定状态会导致车辆间安全距离不足以及能源消耗增加。本文研究车队不稳定现象，分析其发生的根本原因，以及对后续车辆的影响。为实现上述目标，我们提出一种比较性研究方法，考察多种车队跟驶模型，包括智能驾驶员模型（IDM）、最优速度模型（OVM）、通用汽车模型（GMM）以及合作式自适应巡航控制（CACC）。在研究方法中，我们通过改变领车车辆的速度来引入扰动，以可视化后续车辆的行为响应。为评估各模型对扰动传播的动态响应，我们在领车车辆速度上施加受控扰动，具体包括正弦振荡和离散速度变化。随后，对结果中的车辆轨迹与车辆间距变动进行分析，以评估各模型对扰动容忍性。研究发现，提供了有关模型灵敏性、稳定性特征以及设计具备鲁棒性车队控制策略的见解。
引用
@article{arxiv.2510.15190,
title = {A Comparative Study of Oscillatory Perturbations in Car-Following Models},
author = {Oumaima Barhoumi and Ghazal Farhani and Taufiq Rahman and Mohamed H. Zaki and Sofiène Tahar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15190},
year = {2025}
}