车辆的队列化对提升交通流效率、燃油经济性和驾驶安全性具有显著的意义。随着车车通信技术的普及,队列车辆之间的信息流拓扑结构也日渐复杂,这对队列的性能具有很大的影响。为探索车车通信技术的拓扑设计准则,本文研究了典型信息流拓扑结构与队列性能(如队列稳定性、燃油经济性和交通流平顺性)的关系。假设车辆队列行驶于单车道高速公路,至少具备六种不同的信息流拓扑结构。论文首先建立了基于Matlab/Simulink环境的仿真软件平台,结合代数图论自动生成各类信息流拓扑结构的车辆队列。所设计的自动建模程序包含两大模块:(1)人机交互界面;(2)采集/执行算法。交互界面用于设置队列各项参数,而采集/执行算法则自动建立相应的队列仿真构型。为评估了同质化队列的性能表现,同时设计了包括队列稳定性,燃油经济性和交通流平顺性三类指标。队列性能的评价仿真分为两大类,包括无头车拓扑结构(含前车跟随结构、双向结构和双前车跟随结构)和带头车拓扑结构(含前车-引导车跟随结构、双向头车结构和双前车引导车跟随结构)。同时,论文设计了分布式队列控制器,属于线性反馈结构,车间距离选为固定时距策略。仿真结果表明,同等的控制增益和车距条件下,无头车拓扑结构可同时保证队列内稳定性和队列稳定性,而带头车拓扑结构只能保证队列内稳定性,反而不易保证队列稳定性。另外,随着信息拓扑结构的复杂化,队列稳定性、燃油经济性和交通流平顺性三者反而不容易得到全面保障。