本文關(guān)鍵詞：車載自組網(wǎng)中交通流擁塞建模理論與技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： VANETs 交通流擁塞 通信半徑 擁塞傳播 確定性理論模型

【摘要】：隨著汽車產(chǎn)業(yè)和無線通訊技術(shù)的發(fā)展,車載自組網(wǎng)(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)已經(jīng)成為了一個廣泛研究并且前景廣闊的領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)不同,VANETs中的車輛配備了通信設(shè)備從而允許它們之間(V2V)以及和路邊的基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間進行通信,所以在VANETs中的車輛通過彼此間交換信息可以獲得一定范圍內(nèi)的周圍道路的車流信息并且這將會對移動產(chǎn)生一定的影響,從而影響到整個網(wǎng)絡(luò)中的交通擁塞產(chǎn)生以及傳播情況。交通擁塞現(xiàn)象是影響日常的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個主要因素,因為交通擁塞現(xiàn)象的產(chǎn)生會導(dǎo)致日常的出行時間延長、車輛速度減緩、出行體驗大打折扣。另外當(dāng)某一條道路中的到達(dá)的車輛數(shù)目過多,道路的實際負(fù)荷已經(jīng)不能及時的將車輛周轉(zhuǎn)出去,那么就會引起這條道路上的車輛移動緩慢,甚至出現(xiàn)停滯的現(xiàn)象。同時,一條道路發(fā)生了擁塞會影響其周圍道路的車輛的移動,即其他的相鄰道路也會發(fā)生擁塞,那么擁塞現(xiàn)象就會在整個交通網(wǎng)絡(luò)中傳播開,嚴(yán)重影響整個交通網(wǎng)絡(luò)的性能。在VANETs中,通信半徑、車流密度、交通信號燈,以及車輛的移動策略(例如時間最短,距離最短,費用最省等)的不同,會對整個系統(tǒng)中的交通流擁塞現(xiàn)象起到一定的影響。但是在以往的VANETs中交通擁塞的研究中,大多數(shù)只考慮到某一個因素對于交通擁塞現(xiàn)象的影響,缺乏綜合化的對比,并且一些研究人員認(rèn)為大的通信半徑會有利于更多數(shù)量的車輛之間彼此間交換信息,因此有利于減緩交通擁塞現(xiàn)象的產(chǎn)生以及傳播,但是目前為止對于交通擁塞和通信半徑卻沒有一個確定性的理論模型的推導(dǎo)。本文以VANETs中互聯(lián)車輛(Connected Vehicles)為基礎(chǔ),即每個車輛都可以獲得一定范圍內(nèi)的其他車輛的位置信息,通過以下兩個方面對交通流擁塞進行理論建模分析以及仿真:(1)在時間偏好和空間偏好兩種策略下考慮不同因素對于交通流擁塞的影響,這些因素包括:交通燈、移動模式、車流密度以及通信半徑等。本文將實際的交通網(wǎng)絡(luò)通過一定的步驟抽象成晶格系統(tǒng),并且引入一些相似的概念來模擬實際的車輛移動過程。在交通流擁塞分析模型中采用兩種現(xiàn)有的優(yōu)化算法來對比分析車-車通信對于擁塞傳播過程的影響。(2)在晶格系統(tǒng)中定量化地推導(dǎo)出交通流擁塞和通信半徑的理論模型。因為交通擁塞可以通過系統(tǒng)中的車輛的平均速度的快慢來進行反映,即速度越快,代表交通擁塞現(xiàn)象越輕微,而速度越慢代表擁塞現(xiàn)象越嚴(yán)重,因此我們推導(dǎo)出速度和通信半徑的理論模型,從而進一步推導(dǎo)出交通流擁塞和通信半徑的定量化關(guān)系。在推導(dǎo)理論模型的過程中我們采用介數(shù)和排隊論的有關(guān)知識來做假設(shè)和進一步的分析,使得推導(dǎo)過程清晰嚴(yán)謹(jǐn),有效地保證了模型的正確性和合理性。通過在仿真軟件Matlab上運行本文所提出的理論模型以及相應(yīng)的移動規(guī)則,預(yù)想的結(jié)果都得到確認(rèn)。實驗結(jié)果表明交通燈、車流密度、移動模式以及通信半徑對于交通流擁塞都會產(chǎn)生一定的影響,但是通信半徑對于擁塞的影響卻并如同預(yù)想的那樣,即當(dāng)擁塞半徑達(dá)到一個最優(yōu)值以后擁塞值最小,但是當(dāng)通信半徑繼續(xù)增大時,擁塞值反而會變大,這說明通過尋找一個理想的通信半徑可以改善擁塞情況。對比已有的交通擁塞改善算法,我們發(fā)現(xiàn)VANETs中車-車通信過程可以進一步的提高車輛的移動速度從而達(dá)到減緩擁塞的目的,因此,本文有利于幫助理解VANETs中的交通流擁塞產(chǎn)生以及傳播的過程。
【關(guān)鍵詞】：VANETs 交通流擁塞 通信半徑 擁塞傳播 確定性理論模型
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.67;U495;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.2 本文的主要工作13-14
• 1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第2章 問題描述15-19
• 2.1 交通流擁塞問題的引出15
• 2.2 交通流擁塞的影響因素15-16
• 2.3 交通流擁塞的理論建模16-18
• 2.4 亟需解決的問題18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 交通流擁塞模型19-32
• 3.1 抽象過程19-21
• 3.1.1 晶格系統(tǒng)19-20
• 3.1.2 交通燈描述20-21
• 3.2 移動策略以及通信半徑描述21-23
• 3.3 交通流擁塞量化過程23-24
• 3.4 仿真實驗24-31
• 3.4.1 空間偏好策略26-27
• 3.4.2 時間偏好策略27-28
• 3.4.3 通信半徑對交通流擁塞的影響28-29
• 3.4.4 不同優(yōu)化算法對比29-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第4章 交通流擁塞模型分析32-42
• 4.1 晶格模型32-33
• 4.2 移動過程33-34
• 4.3 交通流擁塞推導(dǎo)過程34-38
• 4.4 理論分析和證明38-39
• 4.5 仿真實驗39-41
• 4.5.1 v(i)的變化規(guī)律39-40
• 4.5.2 交通流擁塞變化情況40-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 第5章 總結(jié)與展望42-44
• 5.1 全文總結(jié)42-43
• 5.2 未來工作43-44
• 參考文獻(xiàn)44-49
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果49-50
• 致謝50

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 易濤,熊堅,萬華森;高速公路基本路段交通流微觀仿真建模與實現(xiàn)[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報(理工版);2004年03期

2 庹滿先;彭光含;;考慮相對流量影響的交通流合作駕駛格子模型[J];四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

3 杉崎昭生;;海上船舶交通流模擬器[J];中國航海;1986年02期

4 洪濤;;從“交通流”的調(diào)查談公路建設(shè)[J];公路;1989年03期

5 袁秀湘;人工智能在交通流管理中的應(yīng)用[J];中南公路工程;2001年02期

6 熊烈強,陳明昭,嚴(yán)新平;實際交通流的運動微分方程[J];交通運輸工程學(xué)報;2001年03期

7 俞禮軍,嚴(yán)海,嚴(yán)寶杰;最大熵原理在交通流統(tǒng)計分布模型中的應(yīng)用[J];交通運輸工程學(xué)報;2001年03期

8 廣曉平,錢勇生,趙鵬;交通流中的回波及其傳播特征(英文)[J];蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報;2001年01期

9 賀國光,馬壽峰,馮蔚東;對交通流分形問題的初步研究[J];中國公路學(xué)報;2002年04期

10 張鵬,劉儒勛;交通流問題的有限元分析與模擬(Ⅱ)[J];計算物理;2002年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董壘;鄭小平;;交通流中的力學(xué)模型模擬與仿真[A];北京力學(xué)會第15屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2009年

2 王進;史其信;陸化普;;交通流可預(yù)測性分析[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運輸工程學(xué)科）論文集（上冊）[C];2005年

3 王正;;擁擠交通流非線性模型及仿真[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第五分冊）[東南大學(xué)學(xué)報（增刊）][C];2009年

4 溫偉剛;蔣海峰;魏學(xué)業(yè);;短期交通流的局部分形研究[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運輸工程學(xué)科）論文集（下冊）[C];2005年

5 余正;劉錦松;張志勇;;交通流問題數(shù)學(xué)模型的初級討論[A];魯冀晉瓊粵川六省金屬學(xué)會第十四屆礦山學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

6 鄭俊耀;余春艷;;數(shù)字荷爾蒙模型下的交通流誘導(dǎo)優(yōu)化算法[A];中國儀器儀表學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 崔洪軍;陸建;;大型活動交通流時空消散模型研究[A];第一屆中國智能交通年會論文集[C];2005年

8 廖大彬;馬萬經(jīng);;網(wǎng)絡(luò)交通流宏觀基本圖研究綜述[A];第七屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——智能交通技術(shù)[C];2012年

9 許巖巖;翟希;孔慶杰;劉允才;;基于分類回歸樹的交通流短時預(yù)測[A];第七屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——智能交通技術(shù)[C];2012年

10 魏超;陸Ym蕾;劉允才;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通流速度估計[A];第七屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——智能交通技術(shù)[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 記者 左燕東;全省旅游交通流預(yù)計呈現(xiàn)幾何劇增[N];山西日報;2014年

2 夏紅兵 沈后功;情況復(fù)雜多變化 科學(xué)組織交通流[N];揚州日報;2006年

3 黃霖 丁胤福;打造暢通工程 建設(shè)國際化城市[N];法制日報;2003年

4 記者 郭世鋒;濟南“全運交通圖”輪廓初現(xiàn)[N];濟南日報;2009年

5 深圳特區(qū)報記者 陳震;200萬輛是否已是承受上限？[N];深圳特區(qū)報;2012年

6 ;各大都市de汽車政策[N];江蘇經(jīng)濟報;2003年

7 本報記者 李林;鄭州地鐵2號線力爭不“添堵”[N];河南日報;2010年

8 新華;柏林道路疏堵：管理重于修路[N];中國交通報;2005年

9 本報記者;一項緩解交通擁堵的舉措[N];貴陽日報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陳昕;基于協(xié)同學(xué)的城市交通控制與誘導(dǎo)系統(tǒng)協(xié)同的理論與方法研究[D];吉林大學(xué);2006年

2 宋學(xué)文;高速公路擴建期交通流組織優(yōu)化研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

3 孟夢;組合出行模式下城市交通流分配模型與算法[D];北京交通大學(xué);2013年

4 彭博;大范圍交通控制與交通流誘導(dǎo)協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2011年

5 孔祥杰;城市路網(wǎng)交通流協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

6 劉玉印;出行者有限理性條件下的網(wǎng)絡(luò)均衡分析及其應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔皓瑩;基于多品種流方法的城市擁堵路段分流研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 劉夢露;基于實時交通流的大窯灣港區(qū)干線協(xié)調(diào)控制研究[D];大連海事大學(xué);2015年

3 于新蓮;考慮有限理性的交通流Day-to-day動態(tài)演化研究[D];南京大學(xué);2014年

4 占怡瑩;基于綠波原理的路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

5 孫莉;城市區(qū)域交通信號協(xié)同控制模型及方法[D];安徽師范大學(xué);2015年

6 江超陽;基于二型模糊集合理論的交通流長時預(yù)測方法研究[D];北京交通大學(xué);2016年

7 張百合;基于擁堵轉(zhuǎn)移矩陣的城市擁堵路段預(yù)測方法研究[D];東北大學(xué);2014年

8 劉昭;車載自組網(wǎng)中交通流擁塞建模理論與技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2016年

9 王中芳;城市動態(tài)路網(wǎng)優(yōu)化及交通流分配模型與算法研究[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

10 李強;交通流時間序列的聚類分析方法及應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2012年

，

本文編號：665101