公路运输作为国民经济和现代化服务的重要产业，也是物流运输系统中，最基本和最主要的流程之一，同时公路运输也是运输体系中能源消耗最大的运输方式。如何提高交通运输效率成为目前研究的热点，随之产生的智能交通系统则通过先进的科学技术，形成一种保障安全、提高效率、节约能源的综合运输系统。本文主要是通过设计一种基于交通信息物理系统(Transportation Cyber Physical Systems, TCPS)的大规模车辆编队行驶策略及协同优化调度方案，解决运输道路网络中车辆的运输问题，以最大限度降低车辆燃油从而减少碳排放量。
　　首先，本文以节约路网车辆燃料消耗问题为主线展开。提出一种基于智能交通系统下车辆在自动驾驶环境中编队行驶使其减小尾随车辆所受空气阻力从而节约能耗的运输方案，该方案通过对车辆行驶过程量化分析，得到车辆编队行驶时能耗最优化的路径与速度，完成车辆调度。通过仿真验证了本文方案的有效性及可靠性。
　　其次，针对单独分散在道路运输网络中的车辆通过选择调整行驶路径组成车队行驶的问题，提出了一种基于车辆行驶速度和路网车辆整体能耗为基础的车辆最优编队行驶策略及编队控制设计方案。该方案以两辆车为例，设计出最优编队条件、编队加/减速度、编队形成前后速度及编队形成位置，并将上述研究结果进一步推广到多车辆编队行驶问题之中，使其具有普遍性及一般性。仿真实验表明，通过本文方法将分散的车辆行驶问题转化为多车辆编队行驶组合，不仅可显著降低运输成本并可减少路网车辆整体油耗。
　　最后，结合小间距车队行驶的优势及车辆调度的可行性，提出了一种大规模车辆协同运行优化调度方案。根据部分车辆调度策略，领队车辆选择算法及聚类分析，将分散在道路中的车辆划分为可编队行驶车辆集合；通过非线性规划方法、遗传算法实现每个车队集合中所有车辆路径与速度的改进优化处理；证明本文调度策略的可扩展性。仿真实验表明，用本文的协同调度方案将分散的车辆编组合并成车队行驶，较固定路径合并策略相比可显著降低路网中分散车辆的整体能耗。