基于二部图匹配的车载网络分布式存储机制

现有的车载网络中对数据存储机制的研究大多以移动车载节点作为数据载体,然而车载节点的快速移动、存储空间有限、存在安全风险等特性,限制了车载网络数据存储性能的进一步优化.针对部署有路边基础设施的车载网络场景,以路边单元作为存储节点,提出了基于二部图匹配的车载网络分布式存储机制（distributed storage scheme,简称DSS）.在车载网络中,以最大化数据响应率为目标,路边单元的数据存储问题是NP完全问题.首先,依据请求分割规则将原问题转化为二部图最大匹配问题,其中,二部图左顶点代表车载节点的请求,右顶点代表路边单元的存储单元;进而,利用Hungarian算法在多项式时间内求得最优解.由于问题转化可能造成不同路边单元存储相同数据的冗余问题,设计了冗余副本清理算法,依据不同副本的响应因子排序,检查并清理冗余副本.实验结果表明：DSS能够提高数据响应率,降低响应时延,并保持较小的网络资源开销.     

车载自组网中可撤销的聚合签名认证方案

为解决车载自组网（VANET）面临的通信安全和隐私保护方面的问题,提出了一种车载自组网中可撤销的聚合签名认证方案。该方案通过匿名认证保障用户隐私,通过使用防篡改设备和聚合签名技术提高认证效率。为实现车辆撤销,要求车辆使用路边单元发放的成员密钥生成签名,当车辆进入路边单元的通信范围时,路边单元实时审查车辆身份,拒绝为撤销列表中的车辆发放成员密钥,使其无法生成合法签名。当仿真区域内各个进口道的输入车流量为每小时600辆时,相较于同类型的几种方案,该方案降低了至少33.77%的认证开销。仿真实验结果表明,该方案适用于资源受限的车载自组网环境。     

车联网络通过两级量化自适应卡尔曼滤波实现车辆状态预测

随着城市化和机动化的快速发展,交通安全越来越受到人们的关注。利用车载网络系统获取车载数据来预测车辆下一时刻的车载状态,对于提高运输路段的交通安全起着重要作用。文中提出一种基于自回归滑动平均(Auto-Regressice Mo-ving Average,ARMA)模型的两级量化自适应卡尔曼滤波算法,来预测车辆的行车状态(行驶的方向、行驶的车道、车辆的速度和加速度)。首先,开发了一个车载网络系统,通过交换车载单元(On-Board Unit,OBU)和路边单元(Roadside Unit,RSU)之间的交通数据来获取车辆数据;然后,通过配置在路边单元的边缘云服务器来预测车辆状态;最后,边缘服务器把预测到的状态信息广播给其他路边单元,以便交叉口其他车辆获取车辆信息。实验结果验证了用于预测加速度的自回归移动平均模型的有效性。此外,文中还评估了所提算法的有效性。与其他3种预测算法相比,所提算法的速度预测精度分别提高了90.62%,89.81%,82.76%,这说明该算法在车载网络中能有效预测车辆状态。     

车载容迟网络中一种基于真实轨迹的车辆移动模型

车辆移动模型的选择会严重影响车载容迟网络中关键技术的仿真研究结果.现有车辆移动模型大多属于合成移动模型,不符合真实环境.基于车辆真实移动轨迹建立车辆移动模型,考虑了道路拓扑选择、车辆速度控制、车辆初始位置选择以及路口转向选择等因素.在此基础上,进一步分析了模型对实际车辆行为模拟的接近程度、车辆的分布特性,以及基于该模型的网络连接特性.结果表明,提出的模型能够真实地逼近现实环境中车辆的实际行为.     

基于微粒群模型的移动传感器网络部署研究

传感器节点的部署是无线传感器网络中的很重要的问题,因为它反映了传感器网络的成本和监视能力.为了减少传感器节点部署时产生的覆盖盲区,提高网络的覆盖率,提出了一种新的基于微粒群模型的移动传感器节点位置优化配置算法.该算法根据节点的位置信息建立节点部署优化模型.利用微粒群算法求解该优化模型,优化过程中的最优解作为节点的最终配置位置.仿真结果表明该算法最大可能地减少了网络中的覆盖盲区,有效改善了网络的覆盖率.     

一种新的适用于车载Ad-hoc网络的位置服务机制

提出了一种新的适用于车载Ad-hoc网络的位置服务机制ILSV(道路交叉路口位置服务),该机制充分利用了车载网络环境的特点如存在十字路口,受交通规则约束等,将网络中节点的位置信息分布地存储在位于十字路口的位置服务器上。在大规模城市仿真场景下的仿真结果表明:通过与GLS和HLS相比,ILSV获得了相当高的查询成功率,并且在网络半径很大的情况下具有较优的可缩放性。     

一种改进的无线传感器网络节点部署方案

现有的无线传感器网络节点部署方案需要额外探测和修复边界上的覆盖空洞,增加了网络部署的成本,且节点分布不均匀.为此,提出一种改进的节点部署方案.通过边界部署保证边界上的完全覆盖和连通,在感应区域内生成一个新的凸多边形区域,在新区域上递归调用边界部署算法,直到整个感应区域被完全覆盖.理论分析和仿真实验结果表明,该方案能够保证网络的1-连通性和完全覆盖,消除任务区域存在的边界效应,在部署节点个数和可扩展性方面均优于已有的部署方案.     

一种无线传感器网络的概率覆盖增强算法

覆盖与连通问题是无线传感器网络的基本问题.研究考虑连通性的概率覆盖增强算法,构建覆盖空洞的修补半径,提出了移动距离和修补半径的关系模型.通过这个关系模型,移动节点在修补圆上选择保持连通的修补位置;根据这个移动距离和空洞面积,移动节点进一步创建空洞的优先级,选择优先级最高的空洞进行修补,节能而高效地实现覆盖增强.仿真结果表明,所提出的算法既能得到较高的覆盖率,又能保证整个网络的连通性.     

COBRA:车载网络中基于协作的大数据传输增强机制

车载网络利用车载无线通信设备在车辆移动过程中组网.研究者们已提出了大量的路由算法用于车载网络中的多跳数据传输,但是这些算法大都假设车辆间传输带宽不受限制,从而其性能会随转发数据量的增加而降低.车载网络中用于大数据量传输的路由增强机制COBRA,利用同向行驶车辆间的拓扑稳定特性延长数据在车辆间的传输时间,利用擦除编码增加传输可靠性.实验证明,当传输数据量较大或带宽受限时,COBRA机制能以较低的开销提升现有典型车载网络路由协议的传输延时与可靠性能.     

VANET中基于动态生成组的位置隐私保护方案*

针对现有的车载自组织网络(VANETs)位置隐私保护方案在假名更新时受到时间和邻居数目限制的问题,提出了一个基于邻近车辆的假名交换方案(PSNV)。在该方案中车辆在同一组内交换假名,并沿着移动路径累积所有的假名混合的机会,最大程度地提高位置隐私保护效果。此外,本文采用单向哈希链生成和更新假名,显著降低了假名管理的成本。大量的仿真和分析结果表明该方案有较好的隐私保护性能。     

MP2P在车载物联网中的应用

车联网（VANET：VehicleAd—hocNetwork）是物联网在汽车领域的一个应用,但是由于车辆的高速移动性,导致网络拓扑变化快,网络环境不稳定,传统的路侧设施（RSU：Road—SideUnit）与车载设备（OBU：On-BoardUnit）之间的C／S（客户端与服务器）架构不能为用户提供可靠的服务、本文提出一种在车联网环境中应用MP2P进行车辆间信息传输的架构,该架构采用半分布式的P2P结构,使同一路侧单元覆盖范围内的车辆进行资源共享,减小了路侧单元的带宽压力,从,而为用户提供了可靠的服务     

一种基于GPS轨迹的道路拓扑生成方法

复杂路网拓扑的自动生成建立在道路提取和交叉路口识别的基础之上,是智能交通控制和自动导航服务等领域的研究热点之一,基于浮动车或出租车的GPS轨迹可以反映交通路网的拓扑结构。为此,提出了一种基于GPS轨迹的道路拓扑生成方法,即在无道路地图辅助的情况下,该方法基于大规模GPS轨迹,能够快速提取路口交叉点,自动构建具有地理位置信息的拓扑结构和计算相邻路口的网络距离。实验结果表明,该方法能够提取出各个道路交叉点并建立各点之间的拓扑关系。在提取主干道路拓扑实验中,在设置路宽为55米的情况下提取路口交叉点的正确率达到了87.08%,各路口之间的平均网络距离误差率为8.87%,并且能够正确地得到交叉点之间的连通关系。     

车联网下道路交叉口车速引导信息管理系统

为了实现车联网交叉口应用场景中车速信息的快速引导和高效管理,提出了一种基于车联网环境的道路交叉口车速引导信息管理系统。首先通过对车联网中道路交叉口的分析,引入舒适加速度概念,提出了一种实时对车辆进行车速引导的模型;其次设计和实现了车联网环境下道路交叉口车速引导信息管理系统的各个模块,主要包括系统用户信息管理模块、车辆动态信息管理模块、交叉口处路侧设备信息管理模块以及车速引导模块;最后采用Java和MySQL搭建实验平台,完成系统的功能测试和性能分析。测试结果表明,所设计的系统能够高效地实现对用户、车辆以及路侧设备信息的管理;在引导区域长度为100 m时,车辆从进入引导区域到通过交叉口的平均通行时间降低约7%,有效提高了道路交叉口的车辆通行率。     

Automatic intersection and traffic rule detection by mining motor-vehicle GPS trajectories

The generation of road networks from ubiquitous motor-vehicle GPS trajectories has recently gained wide interest. However, few attempts have been made to automatically extract road network properties such as intersections and traffic rules to facilitate the production of high-quality routable maps. For urban street networks, the vehicle trajectory logged by a GPS receiver tends to be straight on streets and curved at intersections although the local deviation exists due to vehicle paths deviating from road centrelines and GPS positioning errors. This paper uses large curved trajectories at traffic intersections and presents novel algorithms for automatically detecting road intersections and traffic rules. Two inherent issues related to GPS trajectories have been resolved using the proposed approach. First, the serious fluctuations of vehicle trajectories due to multipath reflectivity from high-rise buildings have been eliminated, thereby enabling the effective detection of real curved trajectories occurring at traffic intersections. Second, the heterogeneity of traffic density has been considered when using the curved trajectories to automatically detect road intersections. The proposed algorithm was implemented using open-source software libraries and tested using large taxi trajectories collected in Suzhou City, China. A total of 285 at-grade intersections were detected automatically, and dynamic traffic rules were elucidated for each intersection. Compared with the manually interpreted results, the detection results were high quality and provided detailed information for the construction of a routable map.     

无线传感网络中部分覆盖与拟连通冗余节点的研究

随机部署的无线传感网络通常包含大量的覆盖与连通冗余节点,这些节点不仅造成大量的能源浪费,同时影响网络的性能。为此,需要对网络中的覆盖与连通冗余节点进行有效的调度配置。考虑到无线传感网络中覆盖与连通冗余节点识别算法的复杂性,提出了一个新的“部分覆盖与拟连通的冗余节点”概念,它对网络具有同覆盖与连通冗余节点类似的影响,与覆...     

路口中继辅助车载自组织网络路由算法

车载自组织网络具有节点移动速度快、链路拓扑结构变化剧烈等特点,传统的城市道路环境车载自组织网络路由算法在路口经常会遇到局部最大化问题。根据城市道路环境的特点,利用路口的交通信号灯系统提供的空间支撑和供电条件,提出了路口中继辅助路由算法IRAR。该算法通过建立消息在道路上的转发时延统计模型,得到全局最优转发路径,并利用路口中继辅助路由设施解决路口局部最大化问题。另外,针对消息位于路口和道路的不同情况,分别设计路口转发模式和贪婪直路转发模式。最后,通过仿真实验将所设计的算法与典型算法进行对比。实验结果表明,所提出的路由算法实现了较高的投递成功率和较低的投递时延。     

单交叉口公交优先双系统模糊控制策略研究

公交系统能够显著地提高城市客运量,有效缓解日益增长的交通需求压力.交叉口公交优先是公交优先发展的一个重要措施,传统的交叉口控制方案将公交车辆与其他类型车辆同等对待,对于载客量较大的公交车辆是不公平的.以人均延误最小为目标,提出了一种单交叉口公交优先的双系统模糊控制模型,其相位模糊控制系统负责对相位方案进行优化,延时抉择模糊控制系统优化各相位的绿灯时间.仿真结果表明,相对于定时控制的公交优先机制,模型在正常交通流的情况下能够有效的减少人均延误.     

Multiagent driven dynamic clustering of vehicles in VANETs

Cluster formation in vehicular ad hoc networks (VANETs) is a challenging problem due to rapidly changing network topology and frequent network disconnections of vehicles. Dynamic clustering is a technique to form grouping of vehicles on the fly. We propose a multiagent driven dynamic clustering scheme for VANETS on a lane between two intersections by considering vehicle speed, direction, connectivity degree to other vehicles and mobility pattern. The scheme comprises of heavy-weight static and light-weight mobile agents. Initially, cluster members are identified based on vehicle's relative speed and direction for dynamic clustering. Cluster head is selected among the cluster members based on stability metric derived from connectivity degree, average speed and time to leave the road intersection. Cluster head predicts future association of cluster members based on mobility patterns. The announcement of cluster mobility pattern to all cluster members is made by cluster head. The cluster members with similar mobility pattern can reconnect with cluster head after passing an intersection of the lane. We have evaluated the performance and effectiveness of proposed scheme by comparing with an existing clustering scheme. It is observed that proposed scheme performs better than existing stable clustering scheme in terms of cluster formation time, cluster member selection time, cluster head selection time and control overheads.     

诱导系统数据模型在城市指路标志智能布设中的应用

为了实现指路标志系统的智能化管理, 以指路标志诱导系统数据模型为基础, 提出了基于道路指示等级的指路标志自动布设算法。该算法是以道路交叉口为研究对象, 根据指路标志指引信息与路网拓扑的关系, 将指路标志指引信息分成连接性标志和方向性标志两种, 定义了基于道路指示等级的方向性标志选择规则, 并设计了生成方向性标志的算法模型。最后以广州大学城为实验区域, 实验结果表明诱导系统数据模型可有效支持指路标志的生成及分析评价。