一种基于边数随机增长的BA网络模型

针对基本BA网络模型模拟现实网络的局限性, 采用新节点的度数增加服从泊松分布的随机函数来代替传统BA模型中的常数, 修改了节点度数的增长方式, 提出了一种基于边数随机增长的改进网络模型。从理论分析和实验验证两方面对该模型进行了分析和研究。理论证明过程中, 利用率方程法计算度分布并得到了解析解, 而计算机仿真则验证了度分布解析解的正确性。仿真结果表明改进后的网络模型符合现实网络的一定特性。     

衰落信道下无线多跳网络的连通性研究

基于齐次泊松点过程的节点分布模型,在不同的衰落信道模型下推导了网络无孤立点概率的闭型表达式,用作网络连通概率的上界。特别分析了对数正态阴影衰落和瑞利衰落信道的相关物理参数对连通性的影响。此外,还讨论了协作通信对于网络连通性能的提高作用。最后,在仿真构造的无线网络中测试得到的连通性能的仿真值与理论分析结果吻合。     

基于车队模型的车辆与车辆通信网络连通度研究

车联网节点密度动态变化及节点快速移动,使得连通度成为影响其通信质量的重要因素。车辆以车队的形式在道路上行驶可以减少交通堵塞,同时降低燃油的消耗。研究了单车道和双车道的基于车队模型的车辆与车辆通信网络的连通度概率。研究和仿真结果表明,在有车队存在的VANETs中,网络的连通度概率比没有车队的网络有显著提高;同时,双车道网络的连通度概率比单车道网络也要高。该研究结果能够为未来的智能交通系统设计提供强有力的理论支持。     

一种无线传感器网络的簇数目优化方法

针对LEACH算法中无线传感器网络分簇数目的确定问题,提出了一种节点服从泊松分布的情况下最优簇数目的计算方法。该方法利用节点的通信能耗模型,从能耗最小的角度给出了网络的最优簇数目,并证明最优簇数目与监测区域面积、节点数目和泊松分布强度有关,而不是LEACH算法中的固定值,从而为优化网络簇头数提供了一定的依据。仿真表明,在该方法上设计的LEACH算法减少了网络的总能量消耗,有效延长了网络生命周期。     

基于移动模型的车载自组织网络连通特征

针对车载自组织网络(VANET)的连通性问题,分析了其拓扑动态变化过程中网络的连通性的演化特征。首先,提出以连通分支数、连通概率及连通长度为评价指标的VANET拓扑连通性参数;然后,结合车辆换道功能的智能驾驶移动模型(IDM-LC),应用VanetMobiSim仿真软件建立VANET;最后,通过仿真实验分析了节点通信半径与平均连通分支数、平均连通率及平均连通长度之间的关系,同时分析了VANET连通分支数的统计分布特征,用Q-Q图和T检验验证得出结论:连通分支数服从正态分布,且该统计分布特征与节点通信半径无关。     

扩展目标跟踪的PCRLB

在杂波和漏检的环境下针对扩展目标估计的性能评价问题, 提出求扩展目标跟踪估计的后验克拉美罗界(PCRLB) 的方法. 该方法假设单个扩展目标的量测个数服从泊松分布, 杂波的个数也服从泊松分布, 给出在有漏检和杂波环境下求PCRLB 的方法—–信息约减因子法(IRF). 算例展示了不同的检测概率和杂波密度对PCRLB 的影响. 仿真结果表明, 所提出方法能有效反映扩展目标跟踪所能达到的最优性能, 检测概率越高, PCRLB 越小; 杂波密度越大, PCRLB 越大.

     

传感器网络定位问题的概率特征

无线传感器网络技术在国民经济建设和军事领域有着非常重要的应用价值,网络化传感器节点的自身定位问题是传感器网络运行的一个基本和关键问题,主要是研究了定位问题的概率性行为特征.采用概率论进行数理证明和模拟实验验证.提出在一定条件下,通常定位算法产生的节点估计位置的线性变换形式服从χ2分布,另外传感器网络的节点连接度服从泊松分布,理论上严密证明了结论的正确性,并对传感器网络定位的节点部署密度所需要的条件进行模拟实验和讨论.得出了定位误差的概率分布特征,以及传感器网络节点部署密度的一些结论,对设计和评价传感器网络的定位算法具有指导作用.     

无线传感器网络的连通性问题研究

无线传感器网络的初始配置最优可以减少传感器网络的拓扑变化和降低网络重置的能量消耗.对初始均匀随机分布的无线传感器网络的连通性进行了研究.运用覆盖理论给出了传感器节点的连通度概率分布模型,并在此模型基础上推导出传感器节点的通信半径与期望连通度概率最大之间的关系.仿真结果表明了结论的正确性.     

基于Markov链模型的MANET连通性分析

提出一种基于Markov链模型的移动Ad hoc网络（MANET）连通性分析方法。建立节点可靠性分析的Markov链模型,使之便于计算节点的可靠性概率。基于此,建立网络剩余节点数以及故障节点数状态转移的Markov链模型,并推导出计算节点随机网络连通概率的公式。通过Matlab仿真验证了理论分析的正确性。     

采用随机移动模型的无线自组织仿真网络连通性分析

以无线自组织网络的连通性作为研究对象,根据几何随机图中最小度原理,结合均匀分布、泊松分布、随机点模型网络、随机方向模型网络等几种网络的节点概率分布,计算网络中节点的最小度,得到网络1-连通度与节点数和通信半径的定量关系,证明网络连通性按照均匀网络、随机方向模型网络和随机点模型网络的次序减弱。     

基于实时路况的电动汽车充电调度算法

随着电动汽车行业在我国蓬勃发展, 电动汽车的"充电难"问题逐渐显现, 已经逐步成为限制电动汽车行业发展的瓶颈. 电动汽车充电时间长, 城市充电桩数目不足且时空分布不均等问题是导致"充电难"的直接原因. 本文提出一种基于路况的电动汽车充电调度算法, 通过综合考虑路网内的实际情况, 对充电车辆进行统一调度. 文章建立了车辆调度模型并进行了仿真模拟, 结果表明: 该算法能够有效降低电动汽车的充电时间、平衡区域内充电站的负载、提升全局的充电效率.     

周期性移动公交车载网络路由协议

公交车载网络作为城市车载网络中的重要组成部分,由于具有周期性移动规律,能为城市车载网络的大范围通信提供支撑,而复杂的城市道路环境给公交车载网络的高效可靠路由协议带来了极大的挑战。针对具有周期运动特征的公交车载网络,设计单跳与实时改进的多跳路由协议SRMHR,保证单跳转发的链路生存时间以及多跳转发有限延时内的提交概率;根据城市信号传播衰减特征和车辆移动模型设计单跳链路筛选机制,并结合改进的多跳延时相关概率转发模型,保证公交转发的高效、可靠。在城市交通模拟仿真平台上,结合微调的真实道路交通数据,分别测试了方案中信号衰减模型、不同车流密度下候选筛选以及红灯延时修正的性能参数,验证了方案中各环节的有效性;最后与SF和SW协议的性能进行了对比,结果表明SRMHR协议具有较高的数据传输成功率和较低的递交延时。     

智能网联车环境下基于路段评分的数据转发模型

智能网联车之间的拓扑快速变化导致车间链路质量不稳定,从而使得数据转发的效率降低。对此,本文面向城市路网提出一种基于路段实时评分的智能网联车数据转发模型(Road section scoring-based data forwarding model for intelligent connected vehicles,RSSM)。首先,根据车辆密度将路段分为两部分,并分别对两部分路段上节点间的连通性进行建模,之后得到整条路段上节点间的连通性作为该路段的得分。然后,计算整个路网中所有路段上节点间的连通性并将其作为上述路段的得分,依据整个路网对路段的评分实现源节点到目的节点的动态路径规划,保障所规划的数据转发在整体上最优。最后,在结合实验平台NS3与SUMO上进行仿真对比,实验结果表明：与同类算法相比,本文提出的数据转发模型RSSM在数据投递成功率和时延方面均优于同类数据转发方法。     

基于TCPN的交叉口信号控制模型与优化

针对城市路网中交叉口车辆通行效率低下,交通信号控制策略难于满足输入路段上车流变化的问题,本文提出了一种基于时延赋色Petri网的交叉口交通流优化控制模型。首先建立路段车流、交叉口车流和交通信号控制的TCPN模型,其次建立以交叉口输入路段车辆数最小为目标的车流优化方程。在假设信号周期固定的前提下,利用15个周期采集的交叉口输入、输出路段车辆数,求解满足优化目标的相位配时,确保交叉口输出车辆数最大,且输入路段上待通过车辆平均数最小。仿真结果表明,交叉口的通行能力显著提高,各输出路段上的车辆平均数分别增加了13.3%,9.7%,9.8%和4.3%。     

车载自组织网络中基于停车骨干网络的数据传输

车载自组织网络(vehicular ad hoc networks,简称VANETs)具有网络间歇连通、节点高速移动及动态的网络拓扑结构等特性,如何有效地实现车辆间的数据传输,成为VANETs的重大挑战.现有研究工作基于历史交通流量或历史延迟预测路段当前交通状况的方法并不可靠.此外,要实现高效的数据路由传输,配置大量路边基础设施节点(deploying roadside unit,简称RSU)是一种可行方案,但通常需要额外开销.基于城市区域长时间拥有大量地上停放车辆这一事实,提出了基于停车骨干网络的数据传输策略PBBD(parking backbone based data delivery),不需要配置任何地面基础设施,而是把地面的停放车辆组成一个虚拟的停车覆盖网络,通过该停车覆盖网实现数据的传输.为此,首先,对于每一条道路,把路边和非路边停放车辆组成一个尽可能长的停车簇,并基于这些停车簇组织城市停车骨干网络.其次,设计基于停车覆盖网络的全新数据传输算法来实现车辆间的有效数据传输.基于真实城市地图和交通数据的模拟实验结果表明,与现有的几种数据传输算法相比,PBBD能够以较低的网络传输开销和较小的传输延迟获得较高的数据传输成功率.     

生鲜电商配送的开放式时变车辆路径问题研究

针对生鲜电商配送的“最后一公里”难题,考虑到生鲜农产品的易腐易损性与生鲜电商通常采用普通车辆配送等现实情况,引入常温条件下生鲜农产品的鲜活度度量函数;分析城市路网的时变特性,设计时变路网条件下的车辆行驶时间计算方法;综合考虑客户需求量、时间窗、生鲜农产品送达客户时的鲜活度、开放式车辆路径与车辆灵活出发时间等因素,以总配送成本最小为目标构建具有鲜活度限制的开放式时变车辆路径问题优化模型,并根据模型特点设计一种改进蚁群算法求解。仿真实验结果表明：与封闭式车辆路径策略相比较,基于开放式车辆路径策略的改进蚁群算法能有效降低生鲜电商的总配送成本,减少车辆使用数量,缩短车辆行驶距离,具有合理性与可行性。     

RFID，GPS和GIS技术集成在交通智能监管系统中的应用研究*

为实现在城市复杂路网情况下对交通车辆的实时监控,并且能通过一定数量的车辆运行状态来判断道路交通的拥挤状况,采用射频识别技术(RFID)对道路上运行的车辆进行动态识别和数据信息交换;依靠全球定位系统(GPS)技术实时获得目标车辆的位置信息,并通过地理信息系统(GIS)将车辆的运行状况以及路网的交通状况以电子地图形式实时地展现给用户。将GPS、GIS与RFID技术综合应用于城市道路交通管理系统中,在此基础上设计出道路交通车辆的全程监控模型和系统框架。对交通监管的信息化建设具有一定的借鉴意义。     

基于城市交通监控大数据的工作位置推理方法

基于时空数据的用户位置推理在产品推荐、精确营销、交通调度及城市规划等实际应用中有着重要的作用,然而,基于城市交通监控数据的位置推理问题尚未被探索,因此,提出了一种面向稀疏摄像头交通监控数据的工作位置推理方法。首先,收集了路网、兴趣点（POI）等城市交通外围数据,并通过路网匹配的预处理方式获取到了一个含有摄像头、POI等丰富语义信息的真实路网;其次,通过聚类车辆轨迹中所提取的起点-终点（O-D）对来获得车辆重要的停留区域,即候选工作区域;之后,利用所提的in/out访问时间模式的约束,从多个候选区域中匹配出最大可能的工作区域;最后,利用所获取的路网信息和路网周中POI的分布信息提取出车辆的可达POI集合,从而进一步缩小车主的工作位置范围。在一个省会城市真实的交通监控数据集上的综合实验评估和案例分析验证了所提方法的有效性。     

公交移动协助城市车载网络分层路由协议

城市车载网络作为未来智能交通的重要组成部分,为解决城市交通问题提供了有效的解决方案.现有大部分路由方案未能很好地解决车辆高速移动、复杂城市交通环境和不同车流密度三大问题对路由转发的影响,导致路由协议的性能在高效和可靠性方面不足.根据城市交通信号传播环境、红灯等停以及公交运行轨迹固定、周期循环等特性,提出公交移动协助的城市车载网络路由协议,将车车之间的复杂、不确定路由转换为普通车辆-簇头-公交三层节点之间的确定、协作方式,发挥公交周期移动优势,并用簇头策略优化普通车辆与公交之间的通信.设计根据城市信号传播衰减与车辆移动相关的单跳链路筛选与多跳延迟相关的概率转发机制,保证公交转发的高效、可靠,并设计能自适应车流密度的簇头触发策略,仿真实验结果表明,整体方案转发跳数达到一定数量时,能取得较好的数据传输成功率和较低的网络延迟.     

智慧城市路网交通流量均衡性优化调度方法

早高峰和晚高峰时段的路网交通混乱,极易发生拥堵情况,为缓解交通系统压力,设计节点元胞划分下智慧城市路网交通流量均衡性优化调度方法。获取不同交通路线间的流量分离函数,定义路径交通流量和可用路段费用,得到出行者在某段路径上的概率函数,计算智慧城市路网各路段交通流量;获取流量守恒和车辆传递函数,计算可变元胞的单独序列,建立交通节点元胞划分模型;设计交通流量均衡性优化调度算法,得到城市路网均衡性的优化调度结果。设置仿真参数,对比优化前后三个路网模型的路径流量,仿真结果显示：早高峰和晚高峰时段路段内的路径流量明显降低,在其他时段,优化后的路径流量也不同程度下降,且路网模型越复杂,该优化方法的调度效果越好。