随着无线通信和智能信息技术的发展及应用,完全的协同式自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆行驶是未来交通领域的一大趋势。基于国内的交通道路设施和环境,对人工车辆和CACC车辆混合车流量釆用实地和实时的研究与测试,可行性不高。交通仿真技术是运用现代计算机技术建立能够替代实际交通系统的计算机模型的研究过程,它具有可控性、实时性、成本低和交通数据易获取的特点,此技术为分析人工车辆和CACC车辆混合流的行为研究提供了可行性。本文主要通过基于VISSIM仿真框架进行软件设计和编码实现,进而实现对人工车辆和CACC车辆之间的行为研究。研究内容主要包括:(1)基于VISSIM仿真框架的交通仿真软件的设计与实现。VISSIM微观交通仿真软件,能够提供精确的交通环境仿真、微观模拟现实路网车流的运行和提供严谨的评价计算方法,但是,VISSIM的车辆模型只提供widesman74和widesman99两种模型,不能满足我们所需的车辆控制模型。因此,通过VISSIM软件的API接口开发基于VISSIM仿真框架的的交通仿真软件,使其具备VISSIM的微观仿真和无偏评价的特性,同时能够运用VISSIM软件的仿真评价模块对检测的交通数据进行仿真评价。(2)纵向控制理论的研究。首先,研究和分析了标准巡航控制系统的纵向控制系统架构。在此基础上,又分别研究了自适应巡航控制和协同式巡航控制的理论。其次,针对纵向控制车辆间距策略研究,提出基于车头时距的车间距控制策略作为本文的车间距控制策略。最后,提出了车辆队列形成的协同式巡航控制系统控制算法体系结构,以此实现车辆队列的形成和巡航行驶控制。(3)建立高速公路路网。人工车辆和CACC车辆在高速公路路网中行驶,在路网中不同位置设置数据采集点,对数据进行采集。通过对采集数据进行分析,相比于道路中车辆输入量为纯人工车辆交通流,在道路车辆输入量中随着CACC车辆的比例增加,道路的通行能力也随着增强;相比于三车道的通行车辆数量,在道路中车辆输入量中CACC车辆比例相同时,车道参数的增加可以增强道路的通行能力;车道转化对道路的通行能力存在一定的影响,道路车辆输入量中CACC车辆在较低的比例下对通行车辆数量的增长幅度影响更加明显。(4)建立交叉口路网。人工车辆和CACC车辆通过交叉路口,在交叉口建立四相位信号控制机和对交叉口进行节点采集,统计东西南北四个进入口的交通数据。通过对采集数据分析,道路车辆输入量中CACC车辆的比例对交叉口处的通行能力有一定的影响;随着道路车辆输入量中CACC车辆占有比例增加,车辆排队长度出现先增加后减少的趋势。