车联网系统：车辆移动建模仿真

本章旨在针对多车协同行进的特征进行模拟仿真，基于群体智能、鱼群行为、鱼群算法、势场力模型、多车协同移动模型、车车无线通信等理论，针对车辆行驶时间长、行驶效率低、易造成驾驶人疲劳并引发交通事故等问题，以及提高交通安全、增加交通通行效率等方面展开研究。

首先，本章提出一种改进的、基于鱼群行为的、适应于车辆巡航状态的受力模型来实现车辆的队列保持。利用人工鱼群算法收敛速度快且能够解决实时性问题的优势，以及结合车流和鱼群的相似性与不同点来进行研究，对现有鱼群模型进行分析并进行针对性改进，生成全新的适应性受力模型，并验证模型的正确性、可行性，运用仿真软件对模型的轨迹、速度变化情况、间距变化情况、车数变化产生的影响进行仿真和分析，证明本章中提出改进模型的可行性以及相较于其他模型在时间上、效率上、自组织能力上的优势。本章针对鱼群模型应用于交通领域研究的不足做出了一定的弥补，同时也能开创一种新的模式以供参考，为车队自适应行驶方式研究提供了一种新的思路，从而达到提高行驶效率，增强驾驶舒适性，实现无人驾驶的目的，同时对驾驶安全、能源节约也有一定的裨益。

其次，本章提出了一个新的模型来描述多车协同行进，该模型是借鉴鱼群移动机制，用这种机制来描述在车车通信条件下多车协同的自组织效应现象。其中，很多影响车辆动力学特征的量都用力来表示，尽可能地考虑所有可能的情况。这些因素包括来自目的地的吸引力、驱动车辆达到期望速度的驱动力、障碍物的斥力、车车之间避免碰撞的斥力和成为团队的吸引力，以及车道的约束力。(www.xing528.com)

最后，为了证明提出模型的合理性，我们做了大量的仿真实验，设置了不同的交通场景和不同的交通流条件。此外我们在车辆间有无通信的条件下分别进行实验并进行对比和比较来探究有无通信对多车行进的影响。仿真实验的结果证明该模型可以有效地描述在车车通信条件下多车协同行进的行为及多车协同避障，并且说明车辆间的无线通信可以提高交通安全和交通效率。