城市场景下车联网数据收集方案研究
发布时间：2020-12-16 09:21
近年来,随着社会的发展,城市交通拥堵、交通事故频发等一系列问题随之而来。作为移动自组织网络（Mobile Ad-hoc Network,MANET）中的一种特殊网络,车联网（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）可以利用智能车辆的原始感知数据完成各类交通信息的共享,为智能交通系统（Intelligent Transportation Systems,ITS）中众多应用的实现提供一个基础和前提。然而,VANET中车辆移动性高、通信拓扑变化频繁,给数据收集带来了很大的挑战。因此,城市场景下VANET数据收集的研究对于解决城市间的交通问题有着重要的意义。（1）使用智能车辆存储-转发方式进行数据收集时,车辆高速移动导致通信链路间歇连通,数据的收集率较低。针对这一问题,提出了受限通信场景和非受限通信场景下创建动态聚集路由树的数据收集算法。算法利用车辆的实时交通信息,在数据收集过程中动态判定数据的传输策略,并基于贪心算法的思想递归地寻找父节点,构建一棵动态聚集路由树。在模拟轨迹数据集上进行的对比实验表明,该收集算法可以提高数据的收集率。（2）使用智能车辆存储-转发方式进行数...
【文章来源】： 杨焕焕 河南理工大学
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能车辆结构图
河南理工大学工学硕士学位论文62.1.1.体系结构车联网是物联网(InternetofThings，IOT)在交通领域的一个重要分支，参考物联网的分层结构，车联网也同样可以分为感知层、网络层和应用层三层架构[16-17]。将这三层结构进行逐级分层，即得到图2-2所示的车联网分层结构图。图2-2车联网分层结构图Fig.2-2HierarchicalarchitectureofVehicularAd-hocNetwork各层的功能可以简介如下：（1）感知层：位于车联网体系结构中的最底层，是车联网的核心技术。车载终端设备、路侧单元以及各种传感器是数据感知层的主体单元，通过射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)、GPS、智能设备等，实时感知车辆、道路、环境的相关信息，包括车辆当前位置信息、车辆所在路段交通信息以及各类环境信息，进而为车联网的应用提供较为全面的信息。（2）网络层：位于车联网体系结构的中间层，负责接入下层数据至互联网中，为上层提供服务。网络接入层通过无线局域网技术(WirelessLocalAreaNetworks，WLAN)、现有的移动通信网络及其长期演进技术(LongTermEvolution，LTE)等通信网络，如3G/4G/5G、Wi-Fi、WiMAX，实现了随时随地的网络接入服务。网络传控层需要整合感知层的感知数据，并通过IP核心网对其进行远距离的传输，同时需要屏蔽网络接入层中通信网络的类型，以便为应用层提供透明的传输服务。网络层对于车联网中各类数据信息的共享起着关键性的作用。
2概述7（3）应用层：位于车联网体系结构的最高层，其作用是为不同的用户提供各类服务。信息服务支撑层通过中间件、云计算中心、车联网信息库、专家数据库等将大规模的数据高效地组织起来，以便为上层应用提供可靠地数据支撑。信息开放平台层则涵盖了车联网中的各类应用，如交通监控系统、不停车收费系统(ElectronicTollCollection，ETC)、导航定位系统、智能停车系统等。通过这些应用，为车联网的不同用户提供了不同的服务，实现了信息的共享。2.1.2.通信架构车联网的通信架构可以分为集中式网络通信架构、分布式网络通信架构以及混合式网络通信架构三种[18]，下面将分别进行介绍。（1）集中式网络通信架构：其模型图如图2-3所示。图2-3集中式网络通信架构模型图Fig.2-3Communicationstructureofcentralnetwork在集中式网络通信架构中，通信方式是V2I通信。通过车辆与道路基础设施，如AP、基站(BaseStation，BS)或RSU等的通信，维持了高质量的网络连接。该模型对道路基础设施的部署数量要求较高，当部署数量较少时，网络的性能急剧下降；但部署数量较多时，不仅部署费用高，而且会受到多个因素的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解背包问题的演化算法[J]. 王熙照,贺毅朝. 软件学报. 2017(01)
[2]基于二进制差分进化算法的MIMO雷达阵列优化[J]. 刘浩淼,贾维敏,张峰干,潘嶙. 微波学报. 2016(04)
[3]基于移动云服务的车联网数据上传策略[J]. 刘冰艺,吴黎兵,贾东耀,聂雷,叶璐瑶,汪建平. 计算机研究与发展. 2016(04)
[4]Advances in Vehicular Ad-hoc Networks（VANETs）:Challenges and Road-map for Future Development[J]. Elias C.Eze,Si-Jing Zhang,En-Jie Liu,Joy C.Eze. International Journal of Automation and Computing. 2016(01)
[5]车载自组织网络中基于停车骨干网络的数据传输[J]. 朱金奇,马春梅,刘明,陈贵海,龚海刚,刘斌. 软件学报. 2016(02)
[6]无线移动多信道感知网络上的数据聚集传输规划[J]. 冯诚,李治军,姜守旭. 计算机学报. 2016(05)
[7]无线移动感知网络上的数据聚集传输规划[J]. 冯诚,李治军,姜守旭. 计算机学报. 2015(03)
[8]车联网综述(英文)[J]. 杨放春,王尚广,李静林,刘志晗,孙其博. 中国通信. 2014(10)
[9]无参数变异的二进制差分进化算法[J]. 孔祥勇,高立群,欧阳海滨,葛延峰. 东北大学学报(自然科学版). 2014(04)
[10]Distributed Aggregation Algorithms for Mobile Sensor Networks with Group Mobility Model[J]. Qianqian Ren 1,2 , Longjiang Guo 1,2 , Jinghua Zhu 1,2; , Meirui Ren 1,2 , Junqing Zhu 1 1. School of Computer Science and Technology, Heilongjiang University, Harbin 150080, China; 2. Key Laboratory of Database and Parallel Computing of Heilongjiang Province, Harbin 150080, China. Tsinghua Science and Technology. 2012(05)
博士论文
[1]大规模VANET数据传输策略的研究[D]. 刘海青.山东大学 2015
硕士论文
[1]车联网环境下的动态自适应路由方法研究[D]. 牛红莉.天津理工大学 2018
[2]车联网路口场景下分簇算法的研究[D]. 刘越甲.北京交通大学 2016
[3]车联网中多媒体合作共享的研究[D]. 陈娜.大连理工大学 2014
[4]车联网中继选择算法研究[D]. 杨宾.重庆邮电大学 2014
本文编号：2919925
【文章来源】： 杨焕焕 河南理工大学
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能车辆结构图
河南理工大学工学硕士学位论文62.1.1.体系结构车联网是物联网(InternetofThings，IOT)在交通领域的一个重要分支，参考物联网的分层结构，车联网也同样可以分为感知层、网络层和应用层三层架构[16-17]。将这三层结构进行逐级分层，即得到图2-2所示的车联网分层结构图。图2-2车联网分层结构图Fig.2-2HierarchicalarchitectureofVehicularAd-hocNetwork各层的功能可以简介如下：（1）感知层：位于车联网体系结构中的最底层，是车联网的核心技术。车载终端设备、路侧单元以及各种传感器是数据感知层的主体单元，通过射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)、GPS、智能设备等，实时感知车辆、道路、环境的相关信息，包括车辆当前位置信息、车辆所在路段交通信息以及各类环境信息，进而为车联网的应用提供较为全面的信息。（2）网络层：位于车联网体系结构的中间层，负责接入下层数据至互联网中，为上层提供服务。网络接入层通过无线局域网技术(WirelessLocalAreaNetworks，WLAN)、现有的移动通信网络及其长期演进技术(LongTermEvolution，LTE)等通信网络，如3G/4G/5G、Wi-Fi、WiMAX，实现了随时随地的网络接入服务。网络传控层需要整合感知层的感知数据，并通过IP核心网对其进行远距离的传输，同时需要屏蔽网络接入层中通信网络的类型，以便为应用层提供透明的传输服务。网络层对于车联网中各类数据信息的共享起着关键性的作用。
2概述7（3）应用层：位于车联网体系结构的最高层，其作用是为不同的用户提供各类服务。信息服务支撑层通过中间件、云计算中心、车联网信息库、专家数据库等将大规模的数据高效地组织起来，以便为上层应用提供可靠地数据支撑。信息开放平台层则涵盖了车联网中的各类应用，如交通监控系统、不停车收费系统(ElectronicTollCollection，ETC)、导航定位系统、智能停车系统等。通过这些应用，为车联网的不同用户提供了不同的服务，实现了信息的共享。2.1.2.通信架构车联网的通信架构可以分为集中式网络通信架构、分布式网络通信架构以及混合式网络通信架构三种[18]，下面将分别进行介绍。（1）集中式网络通信架构：其模型图如图2-3所示。图2-3集中式网络通信架构模型图Fig.2-3Communicationstructureofcentralnetwork在集中式网络通信架构中，通信方式是V2I通信。通过车辆与道路基础设施，如AP、基站(BaseStation，BS)或RSU等的通信，维持了高质量的网络连接。该模型对道路基础设施的部署数量要求较高，当部署数量较少时，网络的性能急剧下降；但部署数量较多时，不仅部署费用高，而且会受到多个因素的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解背包问题的演化算法[J]. 王熙照,贺毅朝. 软件学报. 2017(01)
[2]基于二进制差分进化算法的MIMO雷达阵列优化[J]. 刘浩淼,贾维敏,张峰干,潘嶙. 微波学报. 2016(04)
[3]基于移动云服务的车联网数据上传策略[J]. 刘冰艺,吴黎兵,贾东耀,聂雷,叶璐瑶,汪建平. 计算机研究与发展. 2016(04)
[4]Advances in Vehicular Ad-hoc Networks（VANETs）:Challenges and Road-map for Future Development[J]. Elias C.Eze,Si-Jing Zhang,En-Jie Liu,Joy C.Eze. International Journal of Automation and Computing. 2016(01)
[5]车载自组织网络中基于停车骨干网络的数据传输[J]. 朱金奇,马春梅,刘明,陈贵海,龚海刚,刘斌. 软件学报. 2016(02)
[6]无线移动多信道感知网络上的数据聚集传输规划[J]. 冯诚,李治军,姜守旭. 计算机学报. 2016(05)
[7]无线移动感知网络上的数据聚集传输规划[J]. 冯诚,李治军,姜守旭. 计算机学报. 2015(03)
[8]车联网综述(英文)[J]. 杨放春,王尚广,李静林,刘志晗,孙其博. 中国通信. 2014(10)
[9]无参数变异的二进制差分进化算法[J]. 孔祥勇,高立群,欧阳海滨,葛延峰. 东北大学学报(自然科学版). 2014(04)
[10]Distributed Aggregation Algorithms for Mobile Sensor Networks with Group Mobility Model[J]. Qianqian Ren 1,2 , Longjiang Guo 1,2 , Jinghua Zhu 1,2; , Meirui Ren 1,2 , Junqing Zhu 1 1. School of Computer Science and Technology, Heilongjiang University, Harbin 150080, China; 2. Key Laboratory of Database and Parallel Computing of Heilongjiang Province, Harbin 150080, China. Tsinghua Science and Technology. 2012(05)
博士论文
[1]大规模VANET数据传输策略的研究[D]. 刘海青.山东大学 2015
硕士论文
[1]车联网环境下的动态自适应路由方法研究[D]. 牛红莉.天津理工大学 2018
[2]车联网路口场景下分簇算法的研究[D]. 刘越甲.北京交通大学 2016
[3]车联网中多媒体合作共享的研究[D]. 陈娜.大连理工大学 2014
[4]车联网中继选择算法研究[D]. 杨宾.重庆邮电大学 2014
本文编号：2919925
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