不同车辆密度下的车联网最大路由跳数仿真研究

为提高车联网通信在智能交通系统及无人驾驶应用中的通信质量和可靠性,通过将网络最大路由跳数参数选择与车辆密度相关联,研究在不同的车辆密度情况下,选择不同的最大路由跳数参数对网络各项性能指标的影响.利用泊松分布模型,建立了最大路由跳数和车辆密度的节点连接性概率及数据包投递率的数学模型,在理论上分析了最大路由跳数参数和车辆密度对通信质量的影响.基于Veins仿真平台,分别对不同车辆密度下的直道场景和城市道路场景做仿真实验,并对数据包投递率、平均路由跳数和平均端到端延时做统计分析.结果表明,最大路由跳数参数地选择对网络的性能有着重要影响,越小的车辆密度通常对应于越大的最大路由跳数最佳数值,在车辆密度一定时,实验中选择的最佳最大路由跳数可以将直道场景下的平均包投递最大提升约20%,城市场景下的实时包投递率最大提升约6%.      

基于启发式算法的VANETs性能优化研究

车载自组织网络(VANETs)是驾驶员在路上进行沟通和确保安全的革命性飞跃。针对VANETs的数据包传输问题,提出了一种改进的启发式算法,该算法考虑了干扰因素,基于碰撞丢包率,SINR和队列溢出,根据网络和交通情况优化传输功率和竞争窗尺寸。用Vanet Mobi Sim交通仿真软件构建VAENTs网络场景。结果表明,与传统的启发式算法比较,改进的启发式算法在端到端延迟影响较小的情况下,能够有效地降低数据包丢包率,提高数据包传递率和可靠性,进而提高吞吐量、降低端到端延迟和提高数据包传输的可靠性。     

基于启发式算法和自适应模糊逻辑方案优化VANET性能

固有的高速移动节点和不可预测的环境使得车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,简称VANET)拓扑结构不断变化。为了确保有效的数据包传输,VANET中的节点应能适应VANET拓扑结构的变化。本文提出一种新的启发式和自适应模糊逻辑方案,根据网络和交通情况调整竞争窗尺寸和传输功率。现有的VANET方案只从一个参数优化竞争窗尺寸和传输功率,未考虑干扰这一主要因素在VANET劣化传输时的影响。在VANET中,由于干扰或在运行的时间内数据丢包可以出现在不同的传输阶段,在方案中,基于3个参数(即碰撞丢包率、信噪比和队列溢出),代表不同传输阶段的数据包丢包,模糊逻辑自适应地优化数据包竞争窗尺寸。传输功率通常是静态参数,在考虑了VANET干扰影响的情况下,也可以用启发式和自适应模糊逻辑方案优化。启发式和自适应模糊逻辑方案能评估道路交通仿真网络和城市交通网络仿真,其仿真结果表明,与默认的IEEE802.11P和现有的方案比较,此方案能提高吞吐量,降低端到端延迟和提高数据包传输成功率。     

面向时间敏感网络的车载以太网网络架构多目标优化

车载电子电气架构的网络架构深刻影响智能网联车辆的通信安全性和确定性。针对面向时间敏感网络（TSN）的区域-功能域电子电气架构，本文首次建立了以端口数均匀、负载均衡和信息流端到端延时最低为优化目标的网络架构多目标优化框架。通过求解TSN流量调度问题获得信息流延时，将流量调度抽象为周期性车间作业调度问题（JSP），提出适用于流量调度的多种群遗传算法（MPGA），相比于传统遗传算法求解效果提高16%。为了快速求解多目标优化问题，设计了改进的快速非支配排序遗传算法（NSGA-II），通过引入迭代因子和拥挤因子对算法进行自适应交叉变异概率改进，优化效率提高了25%。仿真验证了多目标优化框架的有效性并为面向TSN的车载以太网网络架构优化提供了一种设计思路。     

基于疏散连通度的干线路网疏散能力计算方法研究

为了保证路网中各节点间的连通,在路网连通度的计算基础上,进一步讨论干线公路中断条件下周边剩余路网的连通情况,并使用概率解析法对剩余路网的疏散连通度进行计算。考虑到概率法计算各小节点疏散连通度的繁杂性,本文对此计算方法进行优化,提出了逐步缩减计算范围的方法,便于使用者快速地确定连通薄弱路段。     

基于XC2268N的独立网关设计与实现

针对整车信息化多种网络和多网段数据信息交流的需要,开发和实现以XC2268N为主控制器的车载独立网关,该系统包含6路独立CAN节点, 4路独立LIN节点,并基于USIC (ASC)技术实现整车基于网关的数据和信号交换,以达到路由信息在不同通信协议间进行转换的目的,且具有整车网络管理、 UDS诊断、 BT下载、休眠唤醒等功能。经过对某车辆独立网关系统的台架试验与实车验证,表明该系统具有实时性好、可靠性高、性价比高的优点。     

基于区块链的车联网节点数据安全通信模型研究

为解决车联网通信架构中心实体负载过大和数据安全风险高等问题,提出一种基于区块链的车联网节点数据安全通信模型(DSCM).首先,考虑车联网数据的实时性和车辆节点的移动性,设计了普通数据和紧急数据的区块结构和数据包格式,并针对节点存储问题提出一种节点数据更新方法.其次,提出一种基于云服务器和区块链的节点身份认证方案,解决用...     

非理想车载网络状况下四轮独立电驱动车辆的动力学控制

以直接横摆转矩控制为例,通过仿真初步分析了四轮独立电驱动车辆分布式控制系统中车载通信网络的非理想状况(延时、丢包等)对车辆动力学控制的影响。仿真结果表明,通信延时等非理想网络状态会对车辆动力学的控制效果和稳定性产生显著影响,而基于网络预测的直接横摆转矩控制算法,可有效补偿通信延时和丢包等的不利影响,获得较好的控制效果。     

基于DSRC的车辆防追尾预警算法CSCD

为弥补传统防追尾预警算法在兼顾虚警率与及时性方面的不足,提出一种新的基于前方车辆的防追尾预警算法。利用专用短程通信技术(DSRC)实现车车之间的信息交互;通过安全车距预警模型计算临界安全车距,自车车载单元(OBU)利用自适应广播算法将安全情况信息发送给前车OBU;通过运用移动节点轨迹的生成工具(Vanet Mobi Sim)和面向对象的网络仿真器-2(NS2)进行联合仿真分析,以及主动安全系统开发工具Pre Scan与Matlab/Simulink进行联合仿真分析。结果表明:自适应广播算法的可行性和有效性得到验证;预警算法较好地解决了传统预警算法在虚警率和报警及时性方面的矛盾,这对发展与完善汽车防追尾预警系统具有重要意义。     

基于车辆被盗追踪系统的车载通讯模块架构设计

车辆被盗追踪系统是由车载端控制器(TBOX) 、后台呼叫中心、手机端应用程序组成。基于整个系统功能，简要介绍了TBOX的系统架构。     

车载自组织网络中车辆路径预测序列模式数据挖掘方法

为了向交通参与者提供实时、可靠的交通状况信息,提高出行效率,根据车辆序列模式特点,联系车载自组织网络拓扑结构与实际车辆运动路径,提出车载自组织网络环境下序列模式定义,采用基于路侧单元(RSU-Based)和基于车辆(Vehicle-Based)两种方案收集车辆路径信息,建立车辆行驶路径数据库,进行序列模式数据挖掘,评估其通信开销,计算车辆路径模式生成的运动规则的支持度和置信度,提取车辆频繁行驶路径及其概率。案例分析表明,在动态路网中使用序列模式数据挖掘方法能有效解决单车路径选择问题。     

基于NS2的车载MFlood通信协议仿真与分析

针对城市车栽通信网络拓扑结构变化快的特点及将通用路由协议和评价标准用于所有车栽应用的弊端，提出了一种基于NS2的洪泛路由协议，介绍了该协议的实现过程；通过对节点不同最大运动速度下通信速率的仿真、分析和对比，得出洪泛路由协议下节点间平均通信速率随节点的最大移动速度变化趋势，以便于用户对网络性能进行评价及对洪泛路由算法进行优化。     

地铁线网结构对连通可靠性影响评价

地铁是现代大城市最重要的公共交通系统之一,其线网连通可靠性不但受到运营故障、恐怖袭击、踩踏事故等不确定性因素影响,也与线网结构有密切关系。为评价线网结构(表示为网络的线路组成)对地铁线网连通可靠性的影响,基于传统的节点连通可靠度概念定义了"线路连通重要度"新概念及其计算模型,即线路增减/失效前后网络平均连通可靠度的变化(百分比)。采用基于排序的ORDER方法和网络连通判断算法求解上述模型。以广州规划年地铁线网为例验证了所提模型的有效性,并分析了地铁线路特征(站点类型和数量)对网络连通可靠性的影响。结果显示,3号线的线路连通重要度最大(99.84%)为关键线路。研究发现而线路连通重要度受到线路中换乘站数量和中间站数量的综合影响,且前者的影响高于后者。研究结论值得交通规划和管理决策者在制定地铁建设和维护优先政策时参考和借鉴。     

基于PCIe总线的车载高速网络设计与实现

为了满足自动驾驶汽车在行驶过程中对摄像头数据传输高速可靠等要求,设计了一种基于PCI-Express的高速实时视频传输系统。硬件上选用两块NXP的SBC-S32V234开发板作为PCIe的节点,端点（End Point, EP）通过MAX9286解串器连接路摄像头进行视频采集,完成摄像头串行接口2(Camera Serial Interface-2, CSI-2)与PCIe的协议转换;根联合体（Root Complex, RC）一端作为数据接收端,接收EP端发送过来的视频;EP与RC之间通过两块透传芯片连接,两块芯片之间进行透明传输。软件上对嵌入式Linux系统进行了构建与部署,并设计了摄像头驱动程序与PCIe发送的应用程序。测试结果表明,PCIe传输速率最高达到1.5 Gb/s,实现了视频数据高效、稳定、低延时传输,为车载视频传输提供一个新的解决方案。     

区域高速公路网布局结构的连通度研究

公路网的连通度评价指标反映了网络中各节点的连通状况,体现了网络的结构特征。本文分析区域高速公路网布局结构的特点,评述现有的公路网连通度评价指标,并指出其存在的局限性。在此基础上提出路网加权模糊连通度的定义和计算方法,有效体现区域高速公路网布局结构评价中存在的节点重要度的差异性和线路连通度的模糊性。最后给出计算示例,说明该方法的有效性。     

车载低压电源管理系统的研究

为了节约整车燃油消耗量,延长电池和车载用电器,研究了车载低压电源管理系统。分析了车载低电压电源管理系统的结构组成,从硬件和软件两个方面进行研究。根据车载低压电源的使用工况,设计了基于分流器的负载端电流采样电路和发电机控制电路。提出了采用扩展Kalman滤波算法回归计算初始点的SOC算法;基于SOC窗口,提出了车载低压电源管理系统的四种工作模式。实验结果表明,本文提出的SOC算法具有很好的鲁棒性,计算误差可控制在4%以内,提出的车载电压电源管理模式可以根据外界负载的需求优化发电机的输出电压,控制蓄电池的充放电电流,节约整车油耗,道路实验表明,加装车载低压电源管理系统后,整车油耗可节约2.6%。     

耐候钢及其焊接节点大气腐蚀经时演化预测方法

为了给解决耐候钢桥在应用和发展中所面临的腐蚀问题提供理论方法与对策，针对耐候钢在大气环境中的腐蚀损伤演化特性，通过编制MATLAB程序，建立了基于三维元胞自动机技术的耐候钢焊接节点大气腐蚀经时演化模型。该模型根据耐候钢在大气腐蚀过程中发生的化学反应，将大气腐蚀系统中的关键元素抽象成4种元胞类型，并离散成元胞网格。对母材和焊缝分别定义了不同的元胞邻居类型，模拟了耐候钢焊接节点代表性体元在介观尺度上的腐蚀演化过程，并通过大气暴露试验验证了所提出方法的可行性和有效性，揭示了耐候钢焊接节点腐蚀动力学及蚀坑演化规律，分析了溶解氧浓度和溶解概率对腐蚀损伤的影响。在此基础上提出了耐候钢大气腐蚀经时演化预测方法。研究结果表明：所提出的耐候钢焊接节点经时演化模型稳定可靠，演化规律合理，当时间尺度和空间尺度分别设置为0.2年和100μm时，模拟结果与大气暴露试验数据吻合良好；耐候钢焊接节点的腐蚀损伤主要由溶解概率和溶解氧浓度决定，平均腐蚀深度随溶解概率和溶解氧浓度的增加而增大。所提出的耐候钢大气腐蚀演化预测方法能够较为准确地再现研究对象的大气腐蚀过程，描述和识别研究对象在大气中的腐蚀动力学、腐蚀形态和蚀坑...     

基于BATMAN的无线自组网系统中乒乓切换的研究

文章主要针对BATMAN协议在多节点移动组网应用场景中所在节点处于各种干扰环境中,导致路由乒乓切换的问题,提出了更新门限阈值的方案.方案的优势就是当路由节点受到干扰来回切换时,提供快速切换制度,提高数据传输效率.通过对无线自组网系统进行测试,表明文章所提出的优化方案能够有效地解决上述问题.     

一种基于蚁群算法的QoS多播路由算法

采用启发式算法中蚂蚁算法解决包含带宽、时延和最小代价约束条件在内的多播路由问题．章基于蚂蚁具有找到蚁巢与食物之间的最短路径原理工作．并在分析多约束OoS的多播路由的基础上，提出了一种基于蚁群算法的OoS多播路由算法(QMRA)．仿真实验表明了该算法是合理的和有效的。     

基于Monte Carlo模拟的公路网络震后连通性与通行时间分析

为评价公路网络系统震后功能保障能力,基于Monte Carlo(MC)模拟方法建立了路网震后连通可靠度和交通量通行时间分析模型。采用地震易损性曲线表示道路和桥梁的地震破坏状态及其对应的概率;采用道路和桥梁破坏状态对应的连通性、行车速度、通行能力折减系数,表示道路和桥梁结构地震破坏产生的路段通行能力下降;考虑道路和桥梁结构地震破坏不确定性,采用MC方法模拟路段通行能力下降后的路网震后功能。在每次MC抽样计算中,采用宽度优先搜索算法判别路网连通性,采用增量分配算法进行路网静态交通量分配,得到路网整体通行时间。以多次MC模拟计算的路网连通可靠度和通行时间均值,表示路网的震后通行状态,通过算例分析了路网连通性和通行时间分析模型的特点及其适用性。结果表明:路段震后通行能力下降是造成震后路网整体通行时间增加的主要原因,低连通可靠度节点的震后通行时间较高,增加路网交通流量服务供给点(源点)可以提升路网的震后保障能力;连通可靠度分析模型适用于路网参数较少情况下的初步分析;交通流量通行时间分析模型,考虑了路段的交通流通行属性和路网OD交通量参数,可提供较为精确的分析结果。