- عنوان کتاب: Control, Learning and Optimization with Applications in Connected and Autonomous Vehicles
- نویسنده: Weinan Gao, Zhong-Ping Jiang
- حوزه: اتومبیل خودران
- سال انتشار: 2026
- تعداد صفحه: 459
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 18.7 مگابایت
حوزه حمل و نقل در حال گذار از یک تحول عمیق است که توسط همگرایی سیستمهای کنترل، یادگیری ماشین و بهینهسازی سیستم هدایت میشود. این همافزایی، تکامل وسایل نقلیه متصل و خودران (CAV) را تسریع میکند، که فراتر از وابستگی شدید به رانندگان انسانی حرکت میکنند. وسایل نقلیه خودران (AV) وظایف رانندگی را با حداقل دخالت انسان انجام میدهند، در حالی که وسایل نقلیه متصل (CV) به ماژولهای ارتباطی مجهز شدهاند تا تبادل اطلاعات را امکانپذیر سازند. ادغام این دو فناوری – CAV – وسایل نقلیه را به عنوان عوامل تصمیمگیری در سیستمهای شبکهای حیاتی برای ایمنی تبدیل میکند و راه را برای ساخت یک سیستم حمل و نقل که ایمنتر، کارآمدتر و پایدارتر است، هموار میکند. این کتاب بررسی میکند که چگونه کنترل، یادگیری و بهینهسازی با چالشهای اصلی مقیاسپذیری، هماهنگی و عدم قطعیت تحت محدودیتها در CAVها مقابله میکنند. نظریه کنترل، تضمینهای ایمنی رسمی و رضایت از محدودیتها را فراهم میکند. در سطح وسیله نقلیه، الگوریتمهای کنترل مبتنی بر مدل و تطبیقی برای تحقق ردیابی مسیر، جبران اختلالات ناشناخته و تضمین استحکام توسعه داده میشوند. در سطح سیستم، این فلسفه به پایداری و قابلیت اطمینان جریانهای ترافیکی گسترش مییابد. یادگیری ماشین، به ویژه یادگیری تقویتی (RL)، الگویی برای مدیریت عدم قطعیت ارائه میدهد. از طریق شبیهسازیها و آزمایشهای با دقت بالا، CAVها یاد میگیرند که در محیطهای ترافیکی پیچیده و مختلط، تصمیمات ایمن، کارآمد و شبیه به انسان بگیرند. CAVها با بهکارگیری مدلسازی پیشبینیکننده، یادگیری ماشین و ادغام حسگرهای پیشرفته، میتوانند موقعیتهای خطرناک را با دقت و سرعت بیشتری نسبت به روشهای سنتی پیشبینی و به آنها پاسخ دهند. با این حال، تنشی بین سازگاری و تضمین وجود دارد که انگیزه چندین رویکرد یکپارچه در کتاب است. بهینهسازی، بهرهوری ترافیک را از دیدگاه یک وسیله نقلیه منفرد به یک هدف در سطح سیستم بهبود میبخشد. CAVها با استفاده از دادههای بلادرنگ و الگوریتمهای پیشرفته، مصرف انرژی را بدون به خطر انداختن عملکرد، به طور قابل توجهی کاهش میدهند. ارتباط وسیله نقلیه با همه چیز (V2X) امکان همکاری بدون درگیری در تقاطعها و مناطق ادغام را فراهم میکند، در حالی که سازمانهای حمل و نقل میتوانند استفاده و تخصیص زیرساختها را بهینه کنند. با این حال، ترجمه از طراحی نظری به استقرار گسترده و واقعی CAVها با موانع قابل توجهی روبرو است، مانند تضمین همزیستی ایمن وسایل نقلیه خودران و انسانمحور، دستیابی به هماهنگی بلادرنگ در بین دستههای CAV در مقیاس بزرگ، تقویت سیستمها در برابر تهدیدات سایبری و امکانپذیر کردن تصمیمگیری قوی در شرایط عدم قطعیت. این مسائلِ حلنشده، محرک تحقیقات گستردهی ارائه شده در این کتابِ ویرایششده هستند.
The field of transportation is undergoing a profound transformation driven by the convergence of control systems, machine learning, and system optimization. This synergy is accelerating the evolution of connected and autonomous vehicles (CAVs), which are moving beyond heavy reliance on human drivers. Autonomous vehicles (AVs) execute driving tasks with minimal human intervention, while connected vehicles (CVs) are equipped with communication modules to enable information exchange. The integration of these two technologies—CAVs—makes vehicles as decision making agents in safety-critical networked systems, paving the way for building a transportation system that is safer, more efficient, and sustainable. This book explores how control, learning, and optimization tackle the core challenges of scalability, coordination, and uncertainty under constraints in CAVs. Control theory provides the formal safety guarantees and constraint satisfaction. At the vehicle level, model-based and adaptive control algorithms are developed to realize trajectory tracking, compensate for unknown disturbances, and ensure robustness. At the system level, this philosophy extends to the stability and reliability of traffic flows. Machine learning, particularly reinforcement learning (RL), offers a paradigm for handling uncertainty. Through high-fidelity simulations and experiments, CAVs learn to make safe, efficient, and human-like decisions in complex, mixed traffic environments. By employing predictive modeling, machine learning, and advanced sensor fusion, CAVs can anticipate and respond to hazardous situations with greater precision and speed than traditions. However, there exists a tension between adaptability and guarantees, which motivates several integrated approaches in the book. Optimization ameliorates traffic efficiency from an individual vehicle’s perspective to a system-level objective. Leveraging real-time data and advanced algorithms, CAVs significantly reduce energy consumption without compromising performance. Vehicle-to-everything (V2X) communication allows conflict-free collaboration at intersections and merging zones, while transportation agencies can optimize infrastructure utilization and allocation. However, the translation from theoretical design to widespread, real world deployment of CAVs encounters significant obstacles, such as ensuring the safe coexistence of autonomous and human-driven vehicles, achieving real-time coordination across large-scale CAV platoons, fortifying systems against cyber threats, and enabling robust decision making under uncertainty. These open issues drive the extensive research presented in this edited book.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Control, Learning and Optimization with Applications in Connected and Autonomous Vehicles





نظرات کاربران