协调车辆队列以缓解高速公路瓶颈拥堵并提升通行能力
最优化与控制
2020-03-25 v2 信号处理
摘要
卡车队列行驶是一项预计在未来几年内将广泛普及的技术。除其带来的诸多益处外，其对整体交通状况的潜在影响仍需进一步研究，尤其是在瓶颈和匝道处。假设我们能够从基础设施控制队列，则它们可用作受控移动瓶颈，对其余交通施加控制作用，并有可能提升整个系统的通行能力。本文中，我们使用多类元胞传输模型来刻画卡车队列与背景交通之间的相互作用，并提出相应的排队模型，用于控制器设计。我们以队列速度和队列所占车道数作为控制输入，设计了针对含瓶颈高速公路路段的通行能力提升控制策略。通过推迟并整形流入瓶颈的交通量，我们得以避免交通崩溃与通行能力骤降，从而显著减少所有车辆的总行程时间。我们推导了应用所提控制律所能实现的通行能力估计提升量，随后在仿真研究中进行了测试，发现所有车辆的中位延误相比无控制情形降低了75.6%。值得注意的是，尽管队列车辆在施加控制作用时速度被降低，但其经历的延误仍少于无控制情形，因为它们避免了经过瓶颈处的拥堵。
引用
@article{arxiv.1907.13049,
title = {Coordinating Vehicle Platoons for Highway Bottleneck Decongestion and Throughput Improvement},
author = {Mladen Čičić and Li Jin and Karl Henrik Johansson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13049},
year = {2020}
}