考虑拥塞的车辆网络多级预警控制系统

发布时间：2019-09-18 01:48

【摘要】：车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Networks, VANETs)是一种用于道路上的汽车之间信息交互且支持动态、随机、多跳拓扑结构的新兴移动Ad Hoc网络,在安全预警、协助驾驶、汽车协调、多媒体资源共享等服务上具有广阔的应用前景。一方面,VANETs中车辆作为节点,车与车(V2V)之间的信息交互采用的是无线广播传播,因为无线传播的路径损耗、远近效应以及多普勒效应,所以可能导致车辆节点之间交互信息的不准确,甚至造成数据转发失败,导致车辆无法获得相关交通信息。再因为车辆之间通信的信道采用的是不需授权的5.8GHz的信道,因此在车辆密集场景下,由于信息的传递率增大,但是信道带宽有限,可能会导致拥塞。另一方面,近几年我国高速公路上交通流量明显增大,追尾和交叉碰撞事故的数目迅猛增长。高速公路的事故类型多数为追尾碰撞事故,因此,分析如何在车辆密集场景下,保证车辆之间信息交互的有效性和准确性,并且在保证车辆信息交互畅通的情况下,驾驶员能够更好的获知行车环境信息,这对防止紧急情况的发生有着重要的意义。在此基础上,进一步研究高速公路行车安全距离及其影响因素,并对其作出车辆的安全状况作出预警,协助驾驶员控制车辆,避免碰撞也是很有意义的。本文针对车载自组织网络VANETs和无线通信的特点,提出一种考虑拥塞的车辆网络多级预警控制系统。该系统由两部分组成,第一部分是拥塞博弈的车辆网络数据分发控制方法；该方法的主要思想将拥塞博弈理论应用到车辆网络的数据分发中,得到最优的数据分发时隙分配矩阵,从而保证每辆车都能得到最大的效用。为了考虑到不同车辆有不同的服务要求,因此将安全质量(QoS)引入到效用函数中。本文中提出的拥塞博弈算法能有效减小网络拥塞,可用于车辆网络密集场景中与安全相关应用数据分发的拥塞控制。第二部分是基于AHP-灰色模糊的车辆主动安全预警控制系统,该方法以第一部分为基础,在保证车对车(V2V)和车对基础设施(V2I)之间信息交互的有效性和准确性的基础上,通过车对车(V2V)的通信以及各种传感器获得自车和周围车辆的速度、加速度、位置信息以及通过与基础设施的通信得到的,例如：G PS, GIS等获得天气、交通流量以及行人等信息。在接收到这些信息后,结合层次分析法和灰色模糊的方法,计算车辆的绝对安全距离和相对安全距离,接着根据两种安全距离对车辆的安全状态进行判断和预警,最后根据车辆的状态辅助驾驶员对车辆进行控制以保证行车的安全。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U495

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