面向车联网安全环境的V2V信息传输与可变限速控制研究
发布时间：2023-03-03 19:59
信息时代的到来,推动了智慧城市的发展,人们对于出行的满意度要求越来越高,智能交通的需求呈现爆发式增长。在信息技术的不断发展下,下一代交通系统的设想是车辆可以随时随地的将自己的各种信息广播出去,同时也可以收到来自于周围车辆以及互联网中的各种交通信息,这样所有的车辆连成网络,形成一个庞大的交互网络-车联网(?Internet of Vehicles,IoV)。车联网系统主要作用是进一步保障交通的安全性和效率性,减少天气以及其他原因造成的交通事故。与此同时车联网还能尽量提高交通运输效率,降低能耗以及减小交通行为对环境的污染。车联网实现的其中一个技术难点是车对车信息传输问题,包括无线信号在车流中的传播特性,以及车辆快速移动造成的网络拓扑结构的快速变化,这些都会对车联网底层的信息传输造成很大影响。因此,本文针对车联网中的交通安全和交通效率以及车联网中车对车通信的问题进行深入研究。主要的研究成果总结如下:(1)研究各种天气状况以及道路拥堵对交通的影响,提出不利天气条件下兼顾安全性和通行效率的安全限速值和拥堵影响的分析技术方法。研究内容首先从天气对驾驶员以及车辆的影响机理入手,研究了不同天气条件对交...
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 车联网系统及其标准化进程
1.2.1 基于车联网的车辆协同控制系统
1.2.2 车联网无线通信系统
1.3 车联网关键技术及其研究现状
1.3.1 车联网中无线通信信道研究现状
1.3.2 车载自组织网络研究现状
1.3.3 车联网可变限速控制研究现状
1.4 本文主要工作及章节安排
1.4.1 主要工作内容
1.4.2 主要章节安排
第2章 车联网环境下安全限速限流分析与危险预判研究
2.1 引言
2.2 不同天气条件对交通影响
(1) 雨天对交通影响
(2) 冰雪对交通影响
(3) 大雾沙尘对交通的影响
(4) 强风对交通的影响
2.3 安全行车速度
2.3.1 一般安全速度
2.3.2 防追尾安全速度
2.3.3 充分安全速度
2.4 基于安全考量的限速标准及其对交通量影响
2.4.1 不利天气下安全建议限速值
2.4.2 限速对交通通行量的影响
2.4.3 瓶颈路段造成的交通拥堵对道路的影响
2.5 基于交通流数据的危险性预判研究
2.5.1 交通流数据与道路安全性关系
2.5.2 层次分析法
2.5.3 仿真评价
2.6 本章小结
第3章 车联网环境下的V2V信道模型与性能分析
3.1 引言
3.2 测量设备及其原理
3.2.1 信道探测仪信号原理
3.2.2 扫频信号原理
3.2.3 测试数据校正以及预处理
3.3 测量场景描述以及无线信道分析基础
3.3.1 场景描述及测试参数
3.3.2 广义非平稳相关散射假设
3.3.3 信号衰落分布常用概率分布
3.4 信号小尺度特性
3.4.1 小尺度衰落分布和莱斯K因子分析
3.4.2 功率时延分布
3.4.3 时延扩展
3.4.4 多普勒扩展
3.4.5 电平通过率和平均衰落时间
3.5 无线信道大尺度特征
3.5.1 路径损耗建模方法及模型分析
3.5.2 大尺度路径损耗选择算法
3.5.3 路径损耗分析
3.5.4 阴影衰落
3.6 本章小结
第4章 不同车流密度和不利天气条下车联网VANETS连通性模型研究
4.1 引言
4.2 VANETs特点及其连通性概念
4.2.1 VANETs特点
4.2.2 VANETs连通性
4.2.3 交通流中V2V无线链路连通模型
4.3 VANETs 网络链路连通性分析
4.3.1 基于移动模型单跳链路在无线信道下连通性
4.3.2 考虑车辆遮挡的单车通信范围内车对车链路连通性
4.4 VANETs连通性仿真结果与分析
4.4.1 链路持续连通概率仿真结果
4.4.2 单车通信范围和车对车链路连通概率仿真结果
4.5 不利天气对车联网VANETS连通性影响
4.5.1 雨天雾天对车联网V2V通信影响
4.5.2 雪天对车联网V2V通信影响
4.5.3 沙尘天对车联网V2V通信影响
4.6 本章小结
第5章 基于车联网应用的可变限速控制研究与实例分析
5.1 引言
5.2 交通模型设计
5.2.1 METANET模型及其改进型
5.2.2 METANET模型参数标定
5.2.3 基于拥堵现象的优化建模
5.3 多目标优化
5.3.1 多目标优化算法
5.3.2 目标函数的建立
5.4 约束条件及其在算法中的解决
5.4.1 约束条件
5.4.2 变异与交叉
5.5 仿真方案设计及其与惩罚函数法对比
5.5.1 仿真方案设计
5.5.2 对比算法-惩罚函数法
5.5.3 仿真结果及其分析
5.6 吐乌大高速公路动态协同限速控制系统实例分析
5.6.1 基于车载无线终端的路况监控以及危险性预告系统
5.6.2 动态限速协同控制系统
5.7 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及获得的科研成果奖励
参考文献
本文编号：3753016
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 车联网系统及其标准化进程
1.2.1 基于车联网的车辆协同控制系统
1.2.2 车联网无线通信系统
1.3 车联网关键技术及其研究现状
1.3.1 车联网中无线通信信道研究现状
1.3.2 车载自组织网络研究现状
1.3.3 车联网可变限速控制研究现状
1.4 本文主要工作及章节安排
1.4.1 主要工作内容
1.4.2 主要章节安排
第2章 车联网环境下安全限速限流分析与危险预判研究
2.1 引言
2.2 不同天气条件对交通影响
(1) 雨天对交通影响
(2) 冰雪对交通影响
(3) 大雾沙尘对交通的影响
(4) 强风对交通的影响
2.3 安全行车速度
2.3.1 一般安全速度
2.3.2 防追尾安全速度
2.3.3 充分安全速度
2.4 基于安全考量的限速标准及其对交通量影响
2.4.1 不利天气下安全建议限速值
2.4.2 限速对交通通行量的影响
2.4.3 瓶颈路段造成的交通拥堵对道路的影响
2.5 基于交通流数据的危险性预判研究
2.5.1 交通流数据与道路安全性关系
2.5.2 层次分析法
2.5.3 仿真评价
2.6 本章小结
第3章 车联网环境下的V2V信道模型与性能分析
3.1 引言
3.2 测量设备及其原理
3.2.1 信道探测仪信号原理
3.2.2 扫频信号原理
3.2.3 测试数据校正以及预处理
3.3 测量场景描述以及无线信道分析基础
3.3.1 场景描述及测试参数
3.3.2 广义非平稳相关散射假设
3.3.3 信号衰落分布常用概率分布
3.4 信号小尺度特性
3.4.1 小尺度衰落分布和莱斯K因子分析
3.4.2 功率时延分布
3.4.3 时延扩展
3.4.4 多普勒扩展
3.4.5 电平通过率和平均衰落时间
3.5 无线信道大尺度特征
3.5.1 路径损耗建模方法及模型分析
3.5.2 大尺度路径损耗选择算法
3.5.3 路径损耗分析
3.5.4 阴影衰落
3.6 本章小结
第4章 不同车流密度和不利天气条下车联网VANETS连通性模型研究
4.1 引言
4.2 VANETs特点及其连通性概念
4.2.1 VANETs特点
4.2.2 VANETs连通性
4.2.3 交通流中V2V无线链路连通模型
4.3 VANETs 网络链路连通性分析
4.3.1 基于移动模型单跳链路在无线信道下连通性
4.3.2 考虑车辆遮挡的单车通信范围内车对车链路连通性
4.4 VANETs连通性仿真结果与分析
4.4.1 链路持续连通概率仿真结果
4.4.2 单车通信范围和车对车链路连通概率仿真结果
4.5 不利天气对车联网VANETS连通性影响
4.5.1 雨天雾天对车联网V2V通信影响
4.5.2 雪天对车联网V2V通信影响
4.5.3 沙尘天对车联网V2V通信影响
4.6 本章小结
第5章 基于车联网应用的可变限速控制研究与实例分析
5.1 引言
5.2 交通模型设计
5.2.1 METANET模型及其改进型
5.2.2 METANET模型参数标定
5.2.3 基于拥堵现象的优化建模
5.3 多目标优化
5.3.1 多目标优化算法
5.3.2 目标函数的建立
5.4 约束条件及其在算法中的解决
5.4.1 约束条件
5.4.2 变异与交叉
5.5 仿真方案设计及其与惩罚函数法对比
5.5.1 仿真方案设计
5.5.2 对比算法-惩罚函数法
5.5.3 仿真结果及其分析
5.6 吐乌大高速公路动态协同限速控制系统实例分析
5.6.1 基于车载无线终端的路况监控以及危险性预告系统
5.6.2 动态限速协同控制系统
5.7 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及获得的科研成果奖励
参考文献
本文编号：3753016
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3753016.html
