在传统车辆构成的交通系统中,车辆在信息角度被视为相互独立的信息个体节点,车辆与车辆之间、车辆与道路之间是通过环境感知作为检测手段,但并无信息数据交互。而环境感知仅仅是依靠于驾驶员的主观判断或简单的传感器检测,如驾驶人员视角和测距雷达等,从而致使车辆的获取信息渠道和能力有限,并不能达到复杂交通环境中的队列控制的信息要求。在车辆互联环境下,车辆安装有无线通信功能的车载设备,路侧设备均匀部署在道路上,即可进行一定范围内的车车/车路信息交互,从而实现交通环境的整体感知,为匀质车辆队列的实现奠定了有利的基础。为此,研究车辆互联环境下匀质车辆队列协同控制,具有重要的理论和实际意义,可为未来智能网联交通系统的规模化发展和决策提供理论和实验依据。本文主要以宏微观并举的方式对车辆互联环境下匀质车辆队列协同控制展开研究,具体来讲,一方面,在微观层面,本文基于匀质车辆队列的典型场景设计车辆队列协同控制策略,在此基础上,考虑到车车/车路通信环境,设计通信消息及相应的消息转发机制。进一步,基于TransModeler交通仿真软件和DSRC技术分别搭建车辆队列协同控制仿真平台和实验平台,并设计相应的仿真实验和真车实验,对所提出的车辆队列协同控制策略的有效性进行验证。另一方面,从宏观层面出发,对车辆队列所形成的交通流演变进行认知研究,考虑到道路结构对匀质交通流演变的影响,建立考虑双边侧隙的流体力学格子模型,对模型的稳定性进行线性和非线性分析,并通过数值仿真实验对所提模型的稳定性进行验证,以实现对交通流现象的准确认知。为此,论文的主要工作包括:1.车辆互联环境下的车辆队列协同控制策略研究现有关于车辆队列控制的研究主要集中于如何使车辆队列保持稳定的行驶状态,较少对车辆队列在车辆互联环境下的各个场景的综合控制进行研究,为此,针对该问题,本文考虑到车辆队列的典型控制场景(车辆队列形成、车辆入队、队列稳定行驶以及车辆出队),并借鉴了Leader-Follower模型和MHVAD模型作为车辆队列的控制算法,基于车辆互联环境设计车辆队列协同控制策略。此外,考虑车辆互联特性,对车辆队列控制典型场景的基础消息进行设计,并提出各个场景的通信拓扑与消息转发机制,为后期的仿真验证和真车实验实现奠定基础。2.车辆互联环境下的车辆队列协同控制仿真平台构建与与仿真实验在现阶段的车辆队列控制的研究中,主要集中于理论研究阶段,为此,为了使得车辆队列控制策略更加贴近真实的交通环境,本文基于TransModeler交通仿真软件对车辆队列协同控制控仿真平台进行研究,通过TransModeler软件自身的仿真特性构建实验场地的电子地图与仿真环境,采用GISDK与TmsAPI工具箱构建车辆队列协同控制界面和算法接口,最终构建车辆队列协同控制控仿真平台,进一步地,展开了对所提出的车辆队列协同控制策略的仿真实验。利用C#语言将所提出的控制策略程序化,并利用车辆队列协同控制仿真平台对协同控制策略进行仿真,验证所提出的控制策略在实际交通环境下的有效性。3.车辆互联环境下车辆队列协同控制实验平台开发与真车实验为了更进一步模拟真实的车辆互联环境下的车辆队列控制,通过差分GPS技术作为车辆的运动信息采集的手段,利用DSRC技术作为车辆间交互信息的方式,搭建由车载设备和路侧设备构成的车辆队列协同控制实验平台。进一步地,展开了对所提出的车辆队列协同控制策略的真车实验,利用C语言将所提出的控制策略程序化,并移植车载设备和路侧设备中,并利用车辆队列协同控制实验平台对控制策略进行真车实验,验证该控制策略在真实的车辆互联环境下的有效性。4.考虑双边侧隙影响的匀质车辆队列宏观交通流模型研究上述1、2及3从微观角度对车辆队列协同驾驶进行以相关研究,从宏观角度,考虑实际交通中的车道线不清晰或无车道线的非结构化道路环境,通过定义变量,以表征跟驰车辆与左右两侧前导车辆之间的侧向间距,将基于车道线的交通流情形扩展至无车道线情形,从而提出了考虑双边侧隙影响的交通流格子模型,进而,运用微小扰动法和约化摄动法对所提模型分别进行线性稳定性分析和非线性稳定性分析,得出该模型的稳定性条件。对所提出的模型进行仿真验证,并与现有模型进行比较,以验证所提出模型的动态性能。