非一様確率的通信遅延下における接続自動運転車両のストリング安定プラトーニング制御

要旨 本論文は非一様かつ確率的な車車間（V2V）通信遅延下における接続自動運転車両（CAV）のプラトーニング制御問題を扱う。多くの既存研究は遅延を一様または決定論的、あるいは緩やかに変化するものとして仮定するか、最悪ケースの遅延境界に基づくプラトーン制御器を設計しており、このため過度に保守的な解析と設計基準を生じている。このギャップに対応するため、まず複数V2Vリンク間の異種かつ時間変動する遅延を確率分布を用いて特徴付ける確率的遅延モデルを構築する。このモデルを基に、遅延の確率的特性と改良された一定時間ヘッドウェイスペーシング政策を制御則に明示的に組み込み、頑健な追従性能を可能にしつつ、個々車両の安定性とストリング安定性の両方を確保する分散型プラトーニング制御戦略を提案する。さらに厳密な安定性解析により、遅延の統計特性と制御器ゲイン設計を結ぶ十分条件を確立し、頑健性と性能のトレードオフに関する洞察を提供する。最後に広範なシミュレーション研究を通じて提案手法の有効性を実証する。