基于道路分簇的多属性决策VDTN路由协议研究

发布时间：2020-05-16 09:27

【摘要】：近年来,城市车辆数目快速增长,造成道路拥堵、交通事故等现象频繁发生。在此背景下,车载自组织网络(Vehicular Ad hoc Networks,VANETs)应运而生,VANETs能够为用户提供多样的移动车载服务,是智能交通系统的重要组成部分。车载时延容忍网络(Vehicular Delay Tolerant Network,VDTN)作为一种车辆间歇连通 VANETs,能够在受限网络中实现消息的稳定传输,受到了越来越多研究者的重视。现有大多VDTN路由协议较少考虑对局部网络内消息副本数量的控制,可能会造成距离目的节点较远的局部网络中存在大量冗余消息副本,影响路由性能。本文以控制局部网络内冗余消息副本为目标设计了一种基于分簇的多属性决策路由算法。然后,应用此路由算法,设计了一种基于询问-回复模式的车间协作感知交通状态方法,车辆不仅能够感知经过路段的交通状态,而且能够感知距离自己较远的兴趣路段的交通状态。同时,为了更准确的评价该方法感知交通状态的准确性,设计了一种基于车辆真实轨迹时空分布规律的移动模型。本文研究成果如下:(1)设计了一种基于分簇的多属性决策路由算法,首先,对网络中的节点基于道路分簇。其次,节点通过车间协作感知消息对所属簇的覆盖情况,并将获取的消息覆盖率作为节点转发消息的依据,以控制局部网络内冗余消息副本的数量,同时利用一跳邻居节点属性、节点自身属性及道路属性建立多属性转发模型,使路由决策更加准确。(2)基于实现的路由算法,本文设计了一种基于询问-回复模式的车间协作感知交通状态方法,首先,基于移动目标无线定位技术,并通过与邻居节点进行周边交通状态信息交换,车辆能够感知到其周围区域道路上的交通状态信息,并维护一张交通状态信息表。其次,基于询问-回复模式,车辆能够获取并预测兴趣路段的交通状态。(3)为了反映现实场景下车辆的行驶行为以及交通流变化规律,本文设计了一种基于车辆真实轨迹时空分布规律的移动模型,首先,依据车辆真实的轨迹数据挖掘上海市早高峰车流量随时间的变化规律并设计了车流量随时间变化的二次函数模型。其次,基于城市区域热度设计了一种行程规划方案。最后在车辆行驶过程中,基于高斯-马尔科夫模型周期性的更新节点的运动速度。(4)在机会网络仿真器(Opportunistic Network Environment,ONE)上实现了设计的路由算法、车辆协作感知交通状态方法以及车辆移动模型,同时通过对比实验验证了各方案的可行性及高效性。
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图１．２截止２０１７年３月汽车保有量超过２００万的城市逡逑以ＤＴＮ网络的路由协议需要重新设计。其应用场景很广泛，包括野生动市网络、星际网络、野战军事网络、车载自组织网络等。ＶＡＮＥＴｓ具有ＤＴ，是一种典型的ＤＴＮ应用场景，所以我们将满足ＤＴＮ网络特性的ＶＡＮＥＴｓ容忍网络。为了在受限网络中进行消息的有效投递，ＶＤＴＮ采用“携带－

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本文编号：2666524