这篇文章是我最近在做车辆队列中文综述时的一次阶段性整理。它不直接替代正式综述,而是想先回答一个更基础的问题:如果只把车辆队列研究看作“纵向跟驰控制”,我们会漏掉什么?
我的判断是:会漏掉很多。近两年的代表性文献已经相当清楚地表明,这个领域虽然仍以安全、串稳定和协同控制为核心,但它的研究边界已经明显向 V2X、云控、协同感知、数字孪生测试平台乃至信息物理系统(CPS)语境外扩了 121213。
换句话说,车辆队列研究今天最值得重新梳理的地方,不是“又多了几个控制器”,而是研究对象、本体、方法与问题意识都在一起变化。更进一步说,仅仅把四大话语静态地并排摆出来还不够,关键还要看到:正是这些话语位置的动态轮转,把这个领域一步步推出了原先的纵向控制边界。文中的引用编号都可以直接点击,跳到文末的参考索引部分。
为什么现在要重写车辆队列研究
如果把较新的研究放在一起看,会发现一个非常明显的变化:车辆队列不再只是“若干辆车按某种间距稳定跟驰”的问题,而越来越像一个受通信、计算、感知、基础设施和部署条件共同塑造的系统问题。
一方面,综述型工作已经不再只谈控制策略,而是主动把建模、通信与系统前景放进同一框架 1。另一方面,V2X 与协同安全研究也开始把“安全”从单车感知问题改写为跨车—路—云协作的智能问题 2。再往外看,匝道云控中的异构车辆群体控制、含真人在环的混合数字孪生测试平台,也说明所谓“车队控制”正从单纯算法问题转成系统组织问题 1213。
因此,如果今天还用一套过于狭窄的目录去写综述,很容易把真正重要的变化压扁成“补充材料”。我更愿意把当前的研究状态概括成一句话:
车辆队列研究正在从“纵向控制问题”转化为“通信—计算—控制协同的网络化 CPS 问题”。
车辆队列研究已经形成了哪些研究类型
把 2025–2026 年的主线核心与次级相关文献合起来看,至少可以分出五类工作。它们不是彼此割裂的,而是共同构成了今天这个领域的知识图景。
| 研究类型 | 核心关切 | 代表文献 |
|---|---|---|
| 综述与问题框定型 | 界定车辆队列研究的对象、边界与未来方向 | 1, 2, 16 |
| 稳定性与控制器设计型 | 在时延、切换与不确定性下保证安全与串稳定 | 3, 4, 10, 11 |
| 鲁棒预测与数据驱动控制型 | 处理非线性、模型失配、扰动、攻击与异构性 | 5, 6, 12 |
| 学习增强与知识融合型 | 将 DRL、知识蒸馏、自学习纳入稳定性与部署约束 | 7, 8, 9, 15 |
| 系统协同与实验平台型 | 将车、路、云、感知与测试平台纳入统一语境 | 2, 13, 14 |
1)综述与问题框定型
这类工作真正决定的是:什么才算车辆队列研究的“正题”。Vehicle platoon in road traffic 这篇综述最重要的贡献,并不只是罗列文献,而是把建模、通信、控制与前景放进一个共同叙述里 1。中文专著《考虑通信延时的货车队列纵向控制优化》则更集中地展示了国内控制脉络中对通信延时、信息流拓扑与稳定性补偿问题的系统组织方式 16。
这类工作有一个基础作用:它们为整个领域提供了一个“读图方式”。研究者不是先面对杂乱无章的论文,而是先被告知,哪些问题是主线,哪些问题是扩展,哪些问题构成未来方向。
2)稳定性与控制器设计型
这是车辆队列研究中最经典、也最“硬”的一条主线。它的核心问题非常明确:在通信延迟、系统不确定性、控制切换和队形变化存在的情况下,如何维持车队安全与串稳定 341011。
比如,ruan2025stability 使用 Lyapunov–Krasovskii 方法与 H∞ 控制处理时变通信延迟和不确定性 3;tian2026mpcbased 则关注当通信延迟越过理论边界时,如何从 CACC 切换到 ACC 以维持安全运行 4。这说明领域中的问题表述已经不只是“设计一个更优控制器”,而是“系统在边界状态下如何有序降级”。
3)鲁棒预测与数据驱动控制型
如果说上一类工作强调可证性,那么这一类工作强调的是:现实世界并不满足理想模型。混合交通、非线性、扰动、攻击与模型失配迫使研究者把数据驱动与鲁棒控制真正接起来 5612。
li2025robust 将 T-S 模糊模型与鲁棒 MPC 结合,用来处理混合车队中前后车不确定动力学 5。li2026robust 更进一步,引入 Koopman 算子与可达性分析,把数据驱动预测控制推进到含噪声、扰动和攻击的安全约束场景 6。而 shi2026robust 把问题放入匝道云控与异构车辆群体中,说明所谓“车队控制”已经开始外扩为更一般的车群协同轨迹跟踪问题 12。
4)学习增强与知识融合型
近两年真正值得注意的变化,不是简单地“深度学习进来了”,而是学习方法开始被要求服从稳定性、安全性和部署约束。换句话说,学习不是替代控制,而是在控制框架中寻找可接受的位置。
pan2026reinforcement 用分散式强化学习处理混合车队中的生态安全控制问题 7;wang2025knowledgeguided 在含通信延迟的混合车队中引入知识引导的自学习控制,使学习策略被稳定性、舒适性与能耗共同约束 8;wang2025knowledgeinformed 则进一步利用大语言模型抽取交通知识,并通过蒸馏将这些知识压入轻量级、稳定性敏感的模型结构中 9。再加上 liu2025robust 这类在车路协同感知误差下做意图预测的工作,可以看出学习线已经从控制决策延伸到感知与行为建模 15。
5)系统协同与实验平台型
这是最能说明领域边界外扩的一类工作。它们不再满足于“算法在仿真里有效”,而是开始重写实验对象本身:测试平台如何搭,云控如何接,车辆和基础设施如何共同构成系统,风险又如何被概念化 21314。
zhang2025cooperative 用 SPD 框架组织 V2X 协同安全智能,把感知、预测与决策之间的跨层耦合明确地说了出来 2。dong2026multisource 用 mixed digital twin + human-in-the-loop 平台把物理车、虚拟车和真人驾驶放进一个统一的实验回路 13。gao2026concept 则从“人—车—路耦合”出发提出驾驶风险熵,提示研究正在从控制性能评价走向更广义的系统风险表征 14。
方法谱系:这个领域是如何组织自己的
从方法上看,当前车辆队列研究并不是“传统控制”和“AI 方法”彼此替代的简单叙事,而更像一个多层缠绕的结构。
控制理论仍然是规范中心
无论研究者采用的是 MPC、H∞、切换控制、ADRC、Youla 参数化,还是数据驱动预测控制,最后都必须回到几个几乎不可绕开的评价标准:安全、串稳定、鲁棒性与可部署性 34911。也就是说,控制理论依然是这个领域最稳固的规范中心。
纯模型方法正在被混合方法改写
与此同时,纯粹依赖理想化模型的研究框架正在被混合方法改写。模型、数据、知识与实验平台不再彼此分离,而是越来越多地被组织成“控制骨架 + 数据增强 + 学习补偿 + 系统验证”的复合结构 681213。这不是某种风格偏好,而是现实部署复杂性倒逼出来的方法变形。
学习方法进入了“受约束的位置”
这一点尤其重要。当前更有价值的学习工作,不是声称“端到端更强”,而是主动回答:学习在多大程度上可以被安全、稳定与部署约束驯化?wang2025knowledgeinformed 的意义就在这里——它让知识蒸馏与稳定性目标共同进入训练过程 9。这种研究路线比“把黑箱模型直接接到控制器输出端”更接近工程上真正可接受的方向。
验证方式正在成为方法问题的一部分
过去我们可能把验证当作附属环节,但新近文献表明,验证方式本身已经变成研究方法的一部分。台架、缩比实验、真实数据集、human-in-the-loop 与混合数字孪生平台,不只是“多做一点实验”,而是在重新定义什么样的证据才足以支撑“可部署”这个判断 12131516。
场域—本体论—认识论—目的论:这个领域正在怎样改写自己
如果说研究类型与方法谱系回答的是“有哪些工作、它们怎么做”,那么场域—本体论—认识论—目的论这条线回答的就是:这个领域究竟把什么当作自己的世界、什么当作真实对象、用什么方式去认识它、又为了什么组织这些知识。 从这一层看,车辆队列已经不能只被理解为控制理论内部的一个局部专题,而更像一个处在控制理论、交通工程、车联网、车路协同、云控、数字孪生平台与 CPS 语言交叉处的复合场域 12121314。
| 层次 | 当前主导变化 | 典型体现 |
|---|---|---|
| 场域 | 从单纯控制子领域外扩为控制—交通—通信—计算—基础设施的交叉场 | 综述开始并列建模、通信、控制与系统前景;V2X 与云控文献进入主线 12 |
| 本体论 | 从“线性车队”转向“车—路—云—人耦合的异构协同系统” | 混合车队、异构车辆群、human-in-the-loop 数字孪生、风险耦合对象 121314 |
| 认识论 | 从“模型 + 稳定性证明”扩展为“证明 + 预测 + 数据 + 知识蒸馏 + 平台验证”的混合证据结构 | Lyapunov/MPC、Koopman 数据驱动预测、知识引导学习、数字孪生平台 368913 |
| 目的论 | 从“保持车距与串稳定”扩展为“可部署安全、协同智能、能效优化与系统风险治理” | eco-safe control、协同安全智能、风险熵与部署导向验证 2714 |
先看场域。今天的车辆队列研究已经不再只在控制理论的内部循环,而是在智能交通、V2X、云控、协同感知和 CPS 的共同语境中重新被命名。也就是说,它的“领域位置”本身正在变化:研究者越来越需要同时说控制、通信、感知、计算与部署,而不能只说控制器。
再看本体论。过去最典型的对象,是一列车辆及其纵向间距;现在越来越多的论文其实把对象重写成异构车辆群、车路协同系统、云端调度下的群体轨迹,甚至人—车—路耦合的风险结构 121314。对象不再只是“几辆车怎么跟”,而是“多种主体如何在信息、控制和基础设施约束下协同运行”。
认识论层面也同样在移动。可证性仍然重要,但单一的稳定性证明已经不足以独占真理位置。新的知识形态更像是证明、预测、数据、蒸馏和验证平台的组合:控制理论给出规范中心,数据驱动和知识蒸馏补足理想模型之外的复杂性,平台与实验则重新界定什么样的证据才算“足够可信” 68913。
目的论的变化则最能解释整个领域为什么会外扩。若目标只是保持车距和串稳定,那么很多外围材料都可以被视为附属;但当目标变成可部署安全、协同智能、生态效率与系统风险治理时,V2X、云控、风险熵、human-in-the-loop 与数字孪生就不再是“补充方向”,而会变成主线的一部分 2714。
为什么这种分层阅读本身已经是一种“大学话语式”的前沿解读
需要特别说明的是:上面这种场域—本体论—认识论—目的论的分层图,本身就已经是一种典型的表层科学阅读方式。它的优点是,把一个复杂领域整理成专家可识别、可比较、可继续推进的地图;它的风险则是,容易把仍在运动中的裂口和症状,暂时冻结成整齐的分类框架。
也正因为如此,我更愿意把这一步叫作一种大学话语式的前沿解读:它先把对象、方法、证据和目标组织成一个可教学的知识盘面,让我们先看清“这个领域表面上是如何被组织的”;但如果只停在这里,我们仍然看不见:究竟是谁在设题,哪些裂口在逼问,为什么新的锚点会反复生成。于是,下一步就必须进入更深一层的四大话语分析。
用四大话语看这个领域:谁在组织问题,谁在逼迫扩张
如果只从技术分类看,车辆队列研究会显得像一套不断累加的方法清单;但如果从学术话语结构看,它其实由四种不同的位置共同组织。
| 话语 | 它在领域中做什么 | 它遮蔽了什么 | 它生产了什么 |
|---|---|---|---|
| Master | 规定什么问题最重要 | 高位命名并不等于真实可解 | 研究合法性与主线方向 |
| University | 将对象分类、建模、标准化 | 知识背后的规范性命令 | 论文、综述、指标、控制器谱系 |
| Hysteric | 用现实裂口持续追问现有答案 | 不存在一次性终结的总答案 | 更多问题与更多知识增殖 |
| Analyst | 从症状出发重写问题结构 | 综述并非中立镜像 | 新的锚点与新的问题表述 |
Master:高位能指如何规定主线
在车辆队列研究中,最典型的主导能指就是:安全、串稳定、协同、效率、零事故、可部署。这些词并不只是“目标描述”,它们实际上在规定:哪些问题天然值得研究,哪些技术路线更容易获得正当性 2347。
一旦这些词占据中心,后续的知识工作就会围绕它们展开。也正因为如此,很多论文虽然方法不同,但摘要里的问题设置却高度相似——它们首先要向这些高位能指对齐。
University:当前领域的主导盘面
从现实的论文生产方式看,车辆队列研究最主要的运作方式其实是 University discourse。领域的大多数工作都在做同一件事:把对象分类、把问题标准化、把方法放入可比较矩阵,然后产出可评审、可教学、可复现的知识装置 15616。
这正是为什么我们总能看到相似的结构:对象模型、信息拓扑、时延设定、控制器设计、稳定性分析、仿真对比。它高效、必要,但也容易把对象客体化为“工况”和“指标”,从而遮蔽掉真正推动领域变化的裂口。
Hysteric:现实中的裂口如何不断逼出新问题
真正推动领域不断外扩的,不是知识本身的自然增长,而是现实中的剩余物总在逼问现有框架:通信时延怎么办?混合交通怎么办?异构车群怎么办?感知误差怎么办?云控规划与实际轨迹偏差怎么办?真实部署如何验证 67121315?
这些“怎么办”就是 Hysteric discourse 的动力来源。它不会让问题结束,反而会持续制造出新的知识生产要求。因此,那些看上去像“外围扩展”的论文,很多时候恰恰是在暴露主线内部无法被一次性吸收的剩余物。
Analyst:高质量综述真正应该占据的位置
如果综述只做一次更完整的分类,它当然有价值,但仍然停留在 University discourse 的内部。更进一步的工作,是把领域内部那些不断冒出来的裂口重新组织成问题结构:为什么稳定性总是回到中心?为什么学习方法总是被拉回到工程约束?为什么验证平台突然变得如此重要?为什么 V2X、云控和协同感知会逐步进入同一条线 214?
我越来越觉得,一篇有贡献的综述,不只是总结“已经知道什么”,而是指出:这个领域被什么驱动、遮蔽了什么、又因此生产了什么。 如果说前面的三种话语解释了领域如何运转,那么综述最好的位置,是尝试占据第四种——从症状出发,重写问题。
四大话语不是静态并列,而是一个动态轮转机制
真正让我觉得这篇文章前一版还差“画龙点睛”的地方,不是少了一张分类表,而是还没有把四大话语的动态轮转说透。形式上,四大话语来自同一组要素 S1、S2、$、a 在同一网格中的四分之一转位:
Master S1 -> S2 / $ X aUniversity S2 -> a / S1 X $Hysteric $ -> S1 / a X S2Analyst a -> $ / S2 X S1但落到车辆队列研究这一学术场域,更可读的并不是一个机械的公式,而是一条反复出现的结构链:主导能指设题 → 知识装置定型 → 现实裂口逼问 → 症状性重写与新锚点生成 → 再次设题。
这并不是说每篇论文都会整齐地走完一圈,也不是要把近两年的文献机械地切成几个年代阶段。更准确地说,不同论文和子方向会同时占据不同的话语位置;但如果从场域整体的运动看,这样的轮转确实在反复发生。
| 轮转环节 | 结构动作 | 在车辆队列研究中的体现 |
|---|---|---|
| Master → University | 高位能指把问题设成必须回答的主线 | 安全、串稳定、协同、可部署把方法研究拉入共同议程 2347 |
| University → Hysteric | 知识装置在对象化过程中遭遇无法彻底吸收的剩余物 | 时延、异构、混合交通、感知误差、部署落差不断返回 6121315 |
| Hysteric → Analyst | 症状不再只是边界工况,而被提升为重新组织问题的入口 | V2X SPD、数字孪生、人车路风险语言开始改变问题组织方式 21314 |
| Analyst → 新的 Master | 新锚点重新规定何为真正的前沿问题 | 车辆队列被重写为通信—计算—控制协同的网络化 CPS 单元 12121314 |
1)从 Master 到 University:主导能指把知识机器发动起来
当“安全”“串稳定”“协同”“可部署”占据高位时,它们并不直接给出答案,但会先把研究共同体组织起来。于是综述、专著、控制器谱系、性能指标、标准工况等知识装置被迅速建立,用来回答这些被设定为正当且紧迫的问题 13416。换句话说,Master discourse 的作用不是“求解”,而是“设题”;University discourse 则接过这个设题,把它翻译成可建模、可证明、可比较的知识系统。
2)从 University 到 Hysteric:知识装置越完整,剩余物越清晰
但知识装置越成熟,它的边界也越清楚。正因为控制器、拓扑、指标和验证流程被组织得越来越规范,那些无法被完全吸收的东西才会不断显形:混合交通中的人类驾驶行为,感知误差带来的意图偏差,时延越界后的降级问题,异构车辆群在云端规划中的轨迹失配,以及“仿真有效”与“部署有效”之间的落差 46121315。这些剩余物就是 Hysteric discourse 的动力来源:它们不断逼问既有权威——你说安全、稳定、协同,那么这些裂口怎么解释?
3)从 Hysteric 到 Analyst:症状被提升为重新组织问题的入口
如果场域只能不断回答这些“怎么办”,它就会一直在 University discourse 内部加码,生产更多模型、更多控制器和更多补丁。真正的转折发生在某些工作开始把这些裂口本身当作诊断入口:为什么 V2X、协同感知、云控、数字孪生和风险熵会在同一时期同时涌现?这意味着问题对象已经不再是单纯的纵向控制链条,而是跨车、路、云、人、多源信息和实验平台的系统耦合 21314。在这个意义上,Analyst discourse 不是给出一版更细的分类,而是迫使场域承认:过去被当作边角料的“症状”,其实正在重写对象本身。
4)从 Analyst 回到新的 Master:新锚点如何开启下一轮循环
一旦这种重写被接受,一个新的 S1 就会出现。对当前车辆队列研究来说,这个新锚点可以表述为:车辆队列不是单纯的纵向控制问题,而是通信—计算—控制协同的网络化 CPS 单元。 这个新的主导能指并不会取消旧的安全与串稳定,恰恰相反,它会把它们重新安置到更大的系统框架里:为什么需要协同感知,为什么要引入边缘/云控,为什么验证平台会成为核心方法问题,为什么风险建模开始进入同一条研究线 12121314。而一旦这个新 S1 稳定下来,它又会召唤出下一轮 University discourse——新的分类、新的 benchmark、新的系统架构语言。
5)为什么这种轮转对综述写作尤其重要
这也是为什么我越来越不满足于把综述写成“方法大全”。如果只按控制器、学习算法、测试平台平铺展开,文章仍然主要停留在 University discourse。更强的写法,是把章节组织成一条轮转链:先写哪些高位能指在设题,再写知识装置如何定型,再写哪些现实裂口逼出了扩张,最后写这些裂口如何迫使领域生成新的问题锚点。这样写,综述就不只是“汇总已有知识”,而会显出这个领域如何动态发展、如何自我重组,以及为什么它今天必然走向网络化 CPS 的问题表述。
这对综述写作意味着什么
如果接受前面的判断,尤其接受四大话语不是静态并列而是动态轮转,那么一篇今天的车辆队列综述,最好不要再把全文仅仅写成“控制方法大列表”。更值得做的,是把以下几条主线同时写出来:
- 领域如何在“设题—体系化—裂口—重写—再设题”的轮转中生成新的研究前沿;
- 车辆队列为什么长期由安全与串稳定主导;
- 通信时延、信息流拓扑和异构性如何把纯控制问题转化为网络控制问题;
- 数据驱动、知识蒸馏与强化学习为什么没有替代控制理论,而是被拉进其约束框架;
- 车路协同、云控、协同感知和测试平台为什么正在把车队研究推向更完整的 CPS 语境。
如果把这些线索收束成一句能统领全文的话,我目前最认可的版本是:
车辆队列研究正在从“纵向控制问题”转化为“通信—计算—控制协同的网络化 CPS 问题”。
这句话的价值不在于取代所有既有分类,而在于它能把看似分散的材料重新放进同一个问题结构里:为什么控制理论仍然重要,为什么数据驱动方法会兴起,为什么学习方法必须被约束,为什么系统验证正在上升为核心议题。
结语
我现在越来越不把车辆队列研究看成一个狭义的小专题。它当然起源于跟驰、稳定和控制,但它今天正在变成一个非常典型的交叉场:控制理论、交通工程、车联网、边缘/云控、协同感知、风险建模、实验平台与 CPS 语言都在这里相遇。
所以,真正值得写清楚的,不只是“有哪些方法”,而是这些方法如何围绕某些高位目标被组织起来,又如何在现实部署的裂口面前不断分化、修补、重组,并在四大话语的轮转中生成新的研究锚点。 对我来说,这才是这条综述线最有意思的地方。
参考索引
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