概述#
集成的 CACC（协同自适应巡航控制）跟驰模型基于 Milanés & Shladover [1]、Xiao, Wang & van Arem [2] 以及 Xiao, Wang, Schakel & van Arem [3] 的研究成果，其中 CACC 控制算法中开发的控制律被明确划分为三种模式：(i) 速度（或巡航）控制、(ii) 间距控制和 (iii) 间距闭合控制。在项目 TransAID 中引入了第四种模式（即碰撞避免模式），当时 CACC 模型首次被集成到 SUMO 中 [4]。
另请参阅 ACC 模型。
(i) 速度控制模式#
速度控制模式旨在维持驾驶员预定义的期望速度，当传感器覆盖范围内没有前导车辆或时间间隙大于 2 秒时激活。
此外，为了确保在接近静止车辆时的平滑加速曲线，还会评估 speedControlMinGap 以激活速度控制模式。（我们发现默认值 1.66m 是可行的。）
(ii) 间距控制模式#
间距控制模式旨在维持 CACC 车辆与其前导车辆之间的恒定时间间隙，当间隙和速度偏差（相对于前导车辆）分别同时小于 0.2 米和 0.1 米/秒时激活。
(iii) 间距闭合控制模式#
间距闭合控制器能够实现从速度控制模式到间距控制模式的平滑过渡，当时间间隙小于 1.5 秒时触发。如果时间间隙在 1.5 秒到 2 秒之间，CACC 车辆将保留先前的控制策略，以在控制回路中提供滞后并在两种策略之间执行平滑转换。
(iv) 碰撞避免控制模式#
碰撞避免模式在安全关键条件下防止追尾碰撞。当时间间隙小于 1.5 秒且间隙偏差为负时激活此模式。
此外，如果 CACC 模型计算出的 followSpeed 高于默认 Krauss 模型计算出的安全 followSpeed 超过给定裕度（由 collisionAvoidanceOverride 配置），则速度将被限制为 Krauss-speed + 裕度的值。覆盖裕度默认为 2 米/秒。
注意事项#
- 已实现的模型可以在 <SUMO_HOME>/src/microsim/cfmodels/MSCFModel_CACC.cpp 中找到。
- SUMO 的这一部分是在项目 TransAID 中开发和扩展的。
- 该模型主要用于特定的交通场景。
- 当没有前导车辆时，该模型使用与 Krauss 模型相同的速度来接近交叉路口和速度限制。
Caution
已知该模型在默认的 1 秒步长下会产生碰撞。通过设置较低的步长可以获得更好的结果。
参考文献#
- Milanés, V., & Shladover, S. E. (2014). Modeling cooperative and autonomous adaptive cruise control dynamic responses using experimental data. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 48, pp. 285–300. https://doi.org/10.1016/j.trc.2014.09.001
- Xiao, L., Wang, M., & van Arem, B. (2017). Realistic Car-Following Models for Microscopic Simulation of Adaptive and Cooperative Adaptive Cruise Control Vehicles. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2623, pp. 1–9. https://doi.org/10.3141/2623-01
- Xiao, L., Wang, M., Schakel, W., & van Arem, B. (2018). Unravelling effects of cooperative adaptive cruise control deactivation on traffic flow characteristics at merging bottlenecks. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 96, 380–397.
- Porfyri, K. N., Mintsis, E., & Mitsakis, E. (2018). Assessment of ACC and CACC systems using SUMO. EPiC Series in Engineering, 2, 82-93. https://doi.org/10.29007/r343