基于枢纽的编队形成：最优放行策略与近似解

本文研究了在高速公路沿线枢纽处，在分散式、分布式和集中式策略下的基于枢纽的最优编队形成。枢纽是高速公路沿线的地点，卡车可在此等待其他卡车以形成编队。每个枢纽的协调员决定卡车的出发时间，从枢纽放行的卡车将形成编队。该问题被构建为一个以最大化编队奖励为目标的优化问题。我们首先证明，在枢纽间不交换信息的分散式情形下，最优放行策略是当枢纽内卡车数量超过由动态规划计算的阈值时放行所有卡车。我们利用该结果为相关到达情形开发了高效的近似放行策略。为研究枢纽间信息交换对编队形成的价值，我们接下来研究需要枢纽间信息交换的分布式和集中式编队形成策略。为此，我们利用动态规划技术为枢纽的分布式和集中式编队形成开发了滚动时域解。最后，我们在瑞典北部的三个枢纽上进行了仿真研究。结果表明，分散式策略的利润比分布式策略低约 3.5%，比集中式放行策略低 8%。这一观察表明，分散式策略是基于枢纽的编队行驶的突出解决方案，因为它们不需要枢纽间信息交换，并且能与分布式和集中式策略取得相近的性能。