车辆通信网络在动态交通流中的性能研究

论文摘要

车载通信网络作为智能交通领域的一个新兴的研究方向,在提高行车安全、减少交通事故和提升驾驶舒适度方面具有重要的应用价值。车辆移动模型是车载通信网络的基础,而通信获得的信息对于驾驶员改变行车行为也具有重要的指导价值。为了实现交通仿真和通信网络仿真的结合生成更符合真实交通状况的车载通信网络,本文首先分别研究交通流仿真和无线通信网络仿真,并使用城市交通流仿真器SUMO和网络仿真器NS-2相结合的方法,分析不同场景下的车载通信网络性能,这些结果可以为实现车载通信网络的标准化和应用化提供依据。论文的主要研究成果如下:1.利用网络仿真器NS-2研究不同路由协议用于车—车间无线通信网络时的性能,通过对封包到达率、平均端到端延迟、第一个封包到达时间三个性能参数的比较,选择了适合车—车间通信网络仿真的路由协议。2.提出了一种在NS-2中仿真车与路边设施通信的方法,利用网络吞吐量来评价混合通信网络的性能,指出车与路边设施通信仿真的可行性。3.利用TraNS设计一种带有四个交叉路由的道路网络,并生成随机交通流和均匀交通流,比较两种场景下车载通信网络性能。同时,利用曼哈顿真实地图道路网络研究不同车辆数、不同最大联机数和不同封包发送率对车载通信网络的性能影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 车载通信网络的研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文章节安排
• 第2章 交通流基本理论与模型
• 2.1 交通流模型概述
• 2.2 交通流基本参数
• 2.3 宏观仿真模型
• 2.3.1 LWR 模型
• 2.4 微观仿真模型
• 2.4.1 车辆跟驰模型
• 2.4.2 元胞自动机模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 交通场景的仿真研究
• 3.1 交通流移动模型
• 3.1.1 移动模型的框架
• 3.1.2 移动模型的分类
• 3.2 城市交通流仿真器
• 3.2.1 城市交通流仿真器的介绍
• 3.2.2 车辆─驾驶员模型
• 3.3 仿真结果分析
• 3.3.1 SUMO 仿真方法
• 3.3.2 简单场景下的仿真分析
• 3.3.3 复杂场景下的仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 通信网络的仿真研究
• 4.1 车载通信网络架构
• 4.1.1 移动自组织网络简介
• 4.1.2 车载通信网络的协议架构
• 4.2 无线网络仿真器
• 4.2.1 NS-2 介绍
• 4.2.2 无线网络仿真
• 4.3 车—车间通信的仿真
• 4.3.1 移动场景设置
• 4.3.2 仿真结果分析
• 4.4 车与路边设施通信的仿真
• 4.4.1 混合网络仿真
• 4.4.2 仿真结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 不同交通场景下的通信性能研究
• 5.1 动态交通流与通信网络仿真的结合
• 5.1.1 移动模型与网络仿真器关系
• 5.1.2 交通控制工具架构
• 5.1.3 交通控制工具协议
• 5.2 四交叉路口的车载通信网络仿真
• 5.2.1 移动模型的参考因素
• 5.2.2 交通场景建立
• 5.2.3 通信网络仿真分析
• 5.3 真实地图下车载通信网络仿真
• 5.3.1 真实道路地图
• 5.3.2 车辆移动场景
• 5.3.3 仿真性能研究
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
• 在读期间参与的科研项目