吴利刚，乔 栋，周 倩

(1.山西大同大学机电工程学院，山西大同037003；2.山西大同大学建筑与测绘工程学院，山西大同037003；3.山西大同大学商学院，山西大同037009)

随着城市化进程的快速发展，道路拥挤问题已成为中国各大城市面临的主要交通问题，每年由交通拥挤、交通事故及环境污染所造成的损失耗资达数十亿美元。仅仅通过增加道路面积来提升道路的通行能力，是指标不治本的。通过智能交通系统中的自主车队控制（控制车辆以队列的形式自主安全行驶）来增加交通流量，减少交通事故是首选方法[1-3]。

关于自主车队的控制研究已经取得大量的成果[4-5]，但现有的研究大多忽视了以下两个方面：（1）在已有的研究成果中，大多是基于领头车-前车通信策略的前提，对车辆的网络受限进行研究的，这在实际中是难以应用的；（2）车辆间通讯问题不仅仅是只于前车或领头车有关系，应考虑整个车队间的车辆通信，来最大限度的增大道路的通行能力。

针对上述两个问题，本文采用动态的通讯策略，且车辆间的网络通讯策略的切换可用Markov过程描述，并将自主车队控制系统建模为Markovian跳变系统，并为跟随车辆设计了分布式切换控制器。

1 车队建模和基础知识

1.1 图论

车辆间的相互关系，可以用有向图G(υ,ε,Λ)建模，顶点υ∈{υ1,…,υN}代表N辆车组成的集合，边ε⊆υ×υ表示车辆间通讯关系的集合，Λ=[aij]表示权重连接矩阵。例如，(υi,υj)∈ε，aij＞0表示车辆i可以接收到车辆j的状态信息；否则(υi,υj)∉ε和aij=0。对于网络化自主控制车队，aii=0成立。……