面向車聯(lián)網(wǎng)安全環(huán)境的V2V信息傳輸與可變限速控制研究
發(fā)布時間:2023-03-03 19:59
信息時代的到來,推動了智慧城市的發(fā)展,人們對于出行的滿意度要求越來越高,智能交通的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。在信息技術(shù)的不斷發(fā)展下,下一代交通系統(tǒng)的設(shè)想是車輛可以隨時隨地的將自己的各種信息廣播出去,同時也可以收到來自于周圍車輛以及互聯(lián)網(wǎng)中的各種交通信息,這樣所有的車輛連成網(wǎng)絡,形成一個龐大的交互網(wǎng)絡-車聯(lián)網(wǎng)(?Internet of Vehicles,IoV)。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要作用是進一步保障交通的安全性和效率性,減少天氣以及其他原因造成的交通事故。與此同時車聯(lián)網(wǎng)還能盡量提高交通運輸效率,降低能耗以及減小交通行為對環(huán)境的污染。車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的其中一個技術(shù)難點是車對車信息傳輸問題,包括無線信號在車流中的傳播特性,以及車輛快速移動造成的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的快速變化,這些都會對車聯(lián)網(wǎng)底層的信息傳輸造成很大影響。因此,本文針對車聯(lián)網(wǎng)中的交通安全和交通效率以及車聯(lián)網(wǎng)中車對車通信的問題進行深入研究。主要的研究成果總結(jié)如下:(1)研究各種天氣狀況以及道路擁堵對交通的影響,提出不利天氣條件下兼顧安全性和通行效率的安全限速值和擁堵影響的分析技術(shù)方法。研究內(nèi)容首先從天氣對駕駛員以及車輛的影響機理入手,研究了不同天氣條件對交...
【文章頁數(shù)】:167 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 課題來源
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其標準化進程
1.2.1 基于車聯(lián)網(wǎng)的車輛協(xié)同控制系統(tǒng)
1.2.2 車聯(lián)網(wǎng)無線通信系統(tǒng)
1.3 車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其研究現(xiàn)狀
1.3.1 車聯(lián)網(wǎng)中無線通信信道研究現(xiàn)狀
1.3.2 車載自組織網(wǎng)絡研究現(xiàn)狀
1.3.3 車聯(lián)網(wǎng)可變限速控制研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要工作及章節(jié)安排
1.4.1 主要工作內(nèi)容
1.4.2 主要章節(jié)安排
第2章 車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下安全限速限流分析與危險預判研究
2.1 引言
2.2 不同天氣條件對交通影響
(1) 雨天對交通影響
(2) 冰雪對交通影響
(3) 大霧沙塵對交通的影響
(4) 強風對交通的影響
2.3 安全行車速度
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標準及其對交通量影響
2.4.1 不利天氣下安全建議限速值
2.4.2 限速對交通通行量的影響
2.4.3 瓶頸路段造成的交通擁堵對道路的影響
2.5 基于交通流數(shù)據(jù)的危險性預判研究
2.5.1 交通流數(shù)據(jù)與道路安全性關(guān)系
2.5.2 層次分析法
2.5.3 仿真評價
2.6 本章小結(jié)
第3章 車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的V2V信道模型與性能分析
3.1 引言
3.2 測量設(shè)備及其原理
3.2.1 信道探測儀信號原理
3.2.2 掃頻信號原理
3.2.3 測試數(shù)據(jù)校正以及預處理
3.3 測量場景描述以及無線信道分析基礎(chǔ)
3.3.1 場景描述及測試參數(shù)
3.3.2 廣義非平穩(wěn)相關(guān)散射假設(shè)
3.3.3 信號衰落分布常用概率分布
3.4 信號小尺度特性
3.4.1 小尺度衰落分布和萊斯K因子分析
3.4.2 功率時延分布
3.4.3 時延擴展
3.4.4 多普勒擴展
3.4.5 電平通過率和平均衰落時間
3.5 無線信道大尺度特征
3.5.1 路徑損耗建模方法及模型分析
3.5.2 大尺度路徑損耗選擇算法
3.5.3 路徑損耗分析
3.5.4 陰影衰落
3.6 本章小結(jié)
第4章 不同車流密度和不利天氣條下車聯(lián)網(wǎng)VANETS連通性模型研究
4.1 引言
4.2 VANETs特點及其連通性概念
4.2.1 VANETs特點
4.2.2 VANETs連通性
4.2.3 交通流中V2V無線鏈路連通模型
4.3 VANETs 網(wǎng)絡鏈路連通性分析
4.3.1 基于移動模型單跳鏈路在無線信道下連通性
4.3.2 考慮車輛遮擋的單車通信范圍內(nèi)車對車鏈路連通性
4.4 VANETs連通性仿真結(jié)果與分析
4.4.1 鏈路持續(xù)連通概率仿真結(jié)果
4.4.2 單車通信范圍和車對車鏈路連通概率仿真結(jié)果
4.5 不利天氣對車聯(lián)網(wǎng)VANETS連通性影響
4.5.1 雨天霧天對車聯(lián)網(wǎng)V2V通信影響
4.5.2 雪天對車聯(lián)網(wǎng)V2V通信影響
4.5.3 沙塵天對車聯(lián)網(wǎng)V2V通信影響
4.6 本章小結(jié)
第5章 基于車聯(lián)網(wǎng)應用的可變限速控制研究與實例分析
5.1 引言
5.2 交通模型設(shè)計
5.2.1 METANET模型及其改進型
5.2.2 METANET模型參數(shù)標定
5.2.3 基于擁堵現(xiàn)象的優(yōu)化建模
5.3 多目標優(yōu)化
5.3.1 多目標優(yōu)化算法
5.3.2 目標函數(shù)的建立
5.4 約束條件及其在算法中的解決
5.4.1 約束條件
5.4.2 變異與交叉
5.5 仿真方案設(shè)計及其與懲罰函數(shù)法對比
5.5.1 仿真方案設(shè)計
5.5.2 對比算法-懲罰函數(shù)法
5.5.3 仿真結(jié)果及其分析
5.6 吐烏大高速公路動態(tài)協(xié)同限速控制系統(tǒng)實例分析
5.6.1 基于車載無線終端的路況監(jiān)控以及危險性預告系統(tǒng)
5.6.2 動態(tài)限速協(xié)同控制系統(tǒng)
5.7 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及獲得的科研成果獎勵
參考文獻
本文編號:3753016
【文章頁數(shù)】:167 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 課題來源
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其標準化進程
1.2.1 基于車聯(lián)網(wǎng)的車輛協(xié)同控制系統(tǒng)
1.2.2 車聯(lián)網(wǎng)無線通信系統(tǒng)
1.3 車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其研究現(xiàn)狀
1.3.1 車聯(lián)網(wǎng)中無線通信信道研究現(xiàn)狀
1.3.2 車載自組織網(wǎng)絡研究現(xiàn)狀
1.3.3 車聯(lián)網(wǎng)可變限速控制研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要工作及章節(jié)安排
1.4.1 主要工作內(nèi)容
1.4.2 主要章節(jié)安排
第2章 車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下安全限速限流分析與危險預判研究
2.1 引言
2.2 不同天氣條件對交通影響
(1) 雨天對交通影響
(2) 冰雪對交通影響
(3) 大霧沙塵對交通的影響
(4) 強風對交通的影響
2.3 安全行車速度
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標準及其對交通量影響
2.4.1 不利天氣下安全建議限速值
2.4.2 限速對交通通行量的影響
2.4.3 瓶頸路段造成的交通擁堵對道路的影響
2.5 基于交通流數(shù)據(jù)的危險性預判研究
2.5.1 交通流數(shù)據(jù)與道路安全性關(guān)系
2.5.2 層次分析法
2.5.3 仿真評價
2.6 本章小結(jié)
第3章 車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的V2V信道模型與性能分析
3.1 引言
3.2 測量設(shè)備及其原理
3.2.1 信道探測儀信號原理
3.2.2 掃頻信號原理
3.2.3 測試數(shù)據(jù)校正以及預處理
3.3 測量場景描述以及無線信道分析基礎(chǔ)
3.3.1 場景描述及測試參數(shù)
3.3.2 廣義非平穩(wěn)相關(guān)散射假設(shè)
3.3.3 信號衰落分布常用概率分布
3.4 信號小尺度特性
3.4.1 小尺度衰落分布和萊斯K因子分析
3.4.2 功率時延分布
3.4.3 時延擴展
3.4.4 多普勒擴展
3.4.5 電平通過率和平均衰落時間
3.5 無線信道大尺度特征
3.5.1 路徑損耗建模方法及模型分析
3.5.2 大尺度路徑損耗選擇算法
3.5.3 路徑損耗分析
3.5.4 陰影衰落
3.6 本章小結(jié)
第4章 不同車流密度和不利天氣條下車聯(lián)網(wǎng)VANETS連通性模型研究
4.1 引言
4.2 VANETs特點及其連通性概念
4.2.1 VANETs特點
4.2.2 VANETs連通性
4.2.3 交通流中V2V無線鏈路連通模型
4.3 VANETs 網(wǎng)絡鏈路連通性分析
4.3.1 基于移動模型單跳鏈路在無線信道下連通性
4.3.2 考慮車輛遮擋的單車通信范圍內(nèi)車對車鏈路連通性
4.4 VANETs連通性仿真結(jié)果與分析
4.4.1 鏈路持續(xù)連通概率仿真結(jié)果
4.4.2 單車通信范圍和車對車鏈路連通概率仿真結(jié)果
4.5 不利天氣對車聯(lián)網(wǎng)VANETS連通性影響
4.5.1 雨天霧天對車聯(lián)網(wǎng)V2V通信影響
4.5.2 雪天對車聯(lián)網(wǎng)V2V通信影響
4.5.3 沙塵天對車聯(lián)網(wǎng)V2V通信影響
4.6 本章小結(jié)
第5章 基于車聯(lián)網(wǎng)應用的可變限速控制研究與實例分析
5.1 引言
5.2 交通模型設(shè)計
5.2.1 METANET模型及其改進型
5.2.2 METANET模型參數(shù)標定
5.2.3 基于擁堵現(xiàn)象的優(yōu)化建模
5.3 多目標優(yōu)化
5.3.1 多目標優(yōu)化算法
5.3.2 目標函數(shù)的建立
5.4 約束條件及其在算法中的解決
5.4.1 約束條件
5.4.2 變異與交叉
5.5 仿真方案設(shè)計及其與懲罰函數(shù)法對比
5.5.1 仿真方案設(shè)計
5.5.2 對比算法-懲罰函數(shù)法
5.5.3 仿真結(jié)果及其分析
5.6 吐烏大高速公路動態(tài)協(xié)同限速控制系統(tǒng)實例分析
5.6.1 基于車載無線終端的路況監(jiān)控以及危險性預告系統(tǒng)
5.6.2 動態(tài)限速協(xié)同控制系統(tǒng)
5.7 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及獲得的科研成果獎勵
參考文獻
本文編號:3753016
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