车载自组网中车辆信息获取的路由协议与碰撞预警算法

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随着社会经济快速发展,人们生活水平不断提高,汽车数量急剧増加,带来了很多交通问题,尤其是交通安全问题受到了人们广泛关注。为了更好地应对交通安全问题,车载自组织网络作为智能交通系统的一个重要分支应运而生,车载自组网中的车辆可以通过无线通信的方式获取与分享交通信息,从而改善交通状況。本文在有交通信号灯影响的情况下,将车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network, VANET)中信息获取方法与车辆碰撞相结合,提出了防碰撞车辆信息获取的路由协议和车辆碰撞预警算法,尽可能地帮助驾驶员避免车辆碰撞。
  首先,提出了一种防碰撞车辆信息获取的路由协议。根据车辆行驶状态和交通信号灯状态分析了十字路口车辆碰撞情况,确定了备选碰撞集合,以便于更有针对性的收集车辆信息。在路由发现阶段,结合车辆的行驶方向和数据的传输方向对车辆通信范围的转发节点进行了优化,确定了有效节点,降低数据冗余,减小路由开销。在路由优化阶段,提出了行驶状态函数优先的下一跳节点选择策略,减小了数据传输时延。
  其次,在防碰撞车辆信息获取的基础上,为了解决城市路口车辆碰撞问题,提出了一种车辆碰撞预警算法。在考虑交通信号灯影响的情况下,分析了路口车辆可能碰撞的情況,建立了车辆行驶轨迹模型和碰撞点时间模型,根据已获取的车辆信息计算碰撞点时间(time to collision point, T T C P ) ,建立以TTCP之差为输入的车辆碰撞预警触发函数,以此来判断车辆之间是否有碰撞危险。若有危险,则利用车载通信单元发送预警消息,提醒驾驶员采取措施安全通过十字路口。该算法能有效的避免车辆碰撞,改善交通环境。
  接着,通过SUMO和NS-2仿真工具对本文提出的防碰撞车辆信息获取的路由协议进行实验仿真。仿真结果表明,改进的路由协议能够降低路由开销,减小数据传输时延。另外,利用MATLAB对本文提出的车辆碰撞预警算法进行了数值仿真。結果表明,本文提出的车辆碰撞预警算法能够避免碰撞。
  最后,对本文的工作进行了总结,还指出了一些有待解决和完善的问题,为后续的深入研究指出了方向。
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