面向高速公路通行效率的V2X数据分发方法研究

发布时间：2020-10-13 17:13

　　 随着汽车产业的发展,道路与车辆之间的供需矛盾日益增长,如何提升道路通行效率成为亟需解决的问题。车路协同技术的出现为缓解这一问题提供了可靠技术支撑。在车路协同系统中,如何将路侧单元(RSU,Road Side Unit)获取的信息及时有效地分发给道路中的车辆节点,是必须解决的关键技术问题。目前,针对该问题的研究主要集中在交通安全信息分发方面,面向提升通行效率的数据分发方法研究相对较少。本文以车路协同技术为基础,以提升高速公路通行效率为目标,研究并提出了一种基于V2X(Vehicle to Vehicle or to Infrastructure)的数据分发方法:ATC-V2X(Adaptive Traffic and Channel data dissemination for V2X)。该方法分为两个模块,V2I模块和V2V模块,在V2I模块中,首先在车流上游方向定义一块服务区域(Region of Interest,ROI);然后利用RSU对ROI中车辆交通状态信息进行获取并处理,计算车辆驶出ROI的最短时间,并根据该时间初步确定RSU消息分发的时刻,同时感知ROI中车辆的信道繁忙度,计算消息失败重传需要的补偿时间,最后将车辆驶出的最短时间和补偿时间相结合,从而确定RSU消息分发的最终时刻。在V2V模块中,综合考虑车辆节点的交通状态和网络状态,为信息源车辆在其邻居节点中筛选下一跳转发节点,该节点可实现消息传输跨度、传播路径和接收成功率的平衡。V2V通信模式在扩大了V2I通信模式消息覆盖范围的同时,提升了V2I模式的消息传递成功率。为测试ATC-V2X数据分发方法的性能,本文利用OMNeT++网络仿真器搭建网络仿真环境,利用SUMO道路交通仿真器构建交通场景,并将交通场景导入网络仿真平台,实现双向耦合车联网仿真。在该仿真平台上,本文建立了面向高速公路拥堵路段和匝道瓶颈区的两个应用场景,并对ACT-V2X进行性能测试。测试结果表明:应用性能方面,使用ATC-V2X数据分发方法规划车辆行驶策略,车流量可分别提升28%和19%;网络性能方面,对比固定间隔发送信标方法和典型V2X数据分发方法ATB,ATC-V2X在保证服务覆盖率100%的条件下,降低RSU发包开销分别为30%～80%,30%～60%,降低移动节点接收冗余分别为20%～90%,20%～80%。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U495
【部分图文】：

逻辑链路控制层媒体访问控制层物理层图 1.3 WAVE 协议栈协同，开启 eSafety 项目[13]，ucture Systems）、PreVENT 协同项目 CVIS 侧重研究 V准使用各种通信接口支持车载。其子项目，无线本地危险警V2I 通信。WILLWARN 系统则协议相关细节如表 1.1 所示[础设施上[16]。

调整 Dijkstra 算法并引入线拓扑结构和交叉口处的锚点进行 协议中，两个连续节点之间的距离过可靠的骨干网络互连的。因此，被忽略。体现到网络图中，即，RSkbone gate）的虚拟节点中。因此，包含两个路边单元的城市路段场景。将锚点置于交叉口，计算源节点和目点 3 之间的路径将数据包从源节点干网络互连的，就会发现所选择的线图，其中两个路侧单元通过骨干降低通信开销的同时，提高了数据据分发范围。

自定义网络结构，圆圈表示网络中的节点。nodes edgesconnectionsroad networkNETCONVERT333435303132364344454041424653545550515256232425202122261314151011121603040501026364656162（a）net 文件的生成流程 (b)自定义网格结构图 3.3 使用 NETCONVERT 生成 net 文件.1 高速公路单向三车道场景搭建面向高速公路应用，建立简单的三车道高速公路场景，公路长度为 5000 米，设速路段存在一个长度为 500 米的拥堵区域 laneD2_0，在该区域内平均车速11m/s，如图 3.4（b）,其他路段参数如图 3.4（a）所示。
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本文编号：2839445