一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制制造技术

本发明专利技术公开了一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，将长时间停放在道路两边和停车场内部的停放车辆组织成停车骨干网络，通过该网络实现交通数据的传输；该停车骨干网络包含物理层、逻辑层和应用层；其中物理层是由停放车辆和移动车辆构成的车载自组织自网络；逻辑层是由道路两边和停车场内的停放车辆构成的虚拟停车覆盖网络，该网络以停车簇为单位组织停放车辆，并由移动车辆充当各停车簇之间的虚拟链路；应用层主要是基于该停车骨干网络提供高效的数据传输服务，从而实现各种智能交通应用，如事故告警、停车导航等。

【技术实现步骤摘要】
一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制
本专利技术涉及城市基础设施建设领域，具体是一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制。
技术介绍
在车载自组织网络（VANETs）中，高效的数据传输是各种智能交通应用得以顺利实施的先决条件，例如，某一时刻，一条路段发生了交通事故，并引起局部的交通拥塞；为了减少事故对交通的影响，需要将该拥塞信息转发给一定范围内正驶向该区域的车辆，以协助车辆及时调整路线，从而缓解事故区域的拥塞程度。然而，VANETs具有节点高速移动、网络间歇性连通和拓扑结构高度动态变化等不利因素，难以保证移动节点间持续稳定的连接，这使得基于车辆间通信(V2V)的路由和数据传递极为困难。因此，现有的基于V2V的数据传输算法往往仅针对某一特定环境或基于某些较强的假设条件，应用范围十分有限。为了提高网络稳定性，许多路由算法和网络应用采用增加路边设施节点的策略来协助数据的转发和处理。然而，车辆到设施的通信(V2I)的策略存在如下问题：在城市区域大规模部署基础设施会带来很大的成本投入，而且如何对基础设施进行部署也是个难题；此外，设施可能因意外或自然灾害受损。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，将长时间停放在道路两边和停车场内部的停放车辆组织成停车骨干网络，通过该网络实现交通数据的传输；该停车骨干网络包含物理层、逻辑层和应用层；其中物理层是由停放车辆和移动车辆构成的车载自组织自网络；逻辑层是由道路两边和停车场内的停放车辆构成的虚拟停车覆盖网络，该网络以停车簇为单位组织停放车辆，并由移动车辆充当各停车簇之间的虚拟链路；应用层主要是基于该停车骨干网络提供高效的数据传输服务，从而实现各种智能交通应用，如事故告警、停车导航等。停车簇管理：将同一路段路边和非路边的停放车辆组织成一个停车簇，鉴于路边停车场的高占用率和稳定性，将同一路段的停放车辆按照簇的结构进行管理是可行的；为了及时响应从道路两端驶入车辆的数据传输请求，选出道路两端的两个停放车辆作为停车簇的簇头，由其共同负责簇内的网络管理，处理节点加入与离开、数据缓存与转发等事件。簇头确定后，簇内各节点周期性报告自己的位置到两个簇头，由簇头维护整个簇，并进行数据的缓存和转发；考虑到簇头随时都有可能离开停车簇，簇内选出紧邻簇头的停放车辆为备用簇头节点，备用簇头始终保持簇头收集信息的复本，当簇头要离开停车簇时（引擎发动），备用簇头自动升级为新簇头，由旧簇头负责把收集的簇信息转发给新簇头。停车骨干网的构建：为了实现基于停放车辆的数据传输，首先要将道路两边的停车簇组织起来，建立一个基于VANETs的虚拟停车骨干网；该虚拟骨干网构建过程如下：假设每个停车簇都通过邻居发现知道自己的邻居停车簇分布情况。这可以通过一个简单的机制来实现，例如，各停车簇周期性地将自身的存在信息编号和位置)以hello消息的方式广播到两跳范围内的停车簇。各停车簇据此维护邻接表，并与邻居停车簇交换自己的邻接表，鉴于城市各路段路边停车场占用率较高，各停车簇的广播周期不需要太小。考虑到城市区域有些路段不允许停车，各路边停车簇不一定是连通的。对于不在彼此通信范围内的停车簇，需要借助于道路上的移动车辆（虚拟链路）来传递该广播消息。对于有许多停放车辆的路段，停车簇之间可直接通信，邻居发现可在静态网络上完成。基于该邻居发现机制，所有的停车簇连同道路上移动车辆构成传输时延更低，拓扑更稳定，连通性更好的停车骨干网络。数据传输的实现：有了上述的停车骨干网，假设网络中有一移动的源节点S要将消息传输到指定目标区域内的移动车辆节点。这也是智能交通中最常见的应用场景，例如，将交通事故信息发送到一定范围内正在驶向事故区域的车辆，提醒其绕道行驶。数据传输过程如下：（1）当源车辆S产生消息M后，S首先按照一定的数据传输算法把M传输给距离自己最近的停车簇（设为C1）；（2）C1的簇头收到消息M后，会在停车骨干网上选取到达目标区域最近停车簇（设为C2）延迟最小的路径转发消息M；（3）消息M到达目标区域停车簇C2后，基于停车骨干网，广播到该区域各停车簇，并缓存该消息；（4）移动车辆即终端用户在行驶经过该目标区域时，如果订阅了该消息，则发送消息订阅请求到停车簇簇头，由簇头发布该消息到移动车辆。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.对于智能交通中的一些区域多播应用，如事故告警，可直接基于该停车覆盖网络进行数据传输和数据分发；该类应用具备时空特性，需要在指定的目标区域内持续分发某种消息。依靠停车骨干网可以快速地将分发数据路由到目标区域，并维持在目标区域的各停车簇，持续为经过的车辆提供数据分发服务；2.对于智能交通中的停车导航服务，可由各停车场的停车簇获取可用车位信息，并将该信息通过该停车骨干网络，分发到附近各路边停车簇，为道路上的行驶车辆提供停车场可用车位信息；3.对于其它需要实现交通数据传输的应用，可依托该拓扑相对稳定的停车骨干网络进行数据的转发和路由。作为停车骨干网相对稳定的成员节点,可以为各停车簇节点分配一个静态网络地址（类似因特网的静态IP地址）,并基于此设计类似于因特网的链路状态路由协议，实现交通数据的高效传输。附图说明图1为面向智能交通的城市车载网络数据传输机制的示意图；图2为面向智能交通的城市车载网络数据传输机制中停车簇管理的示意图；图3为面向智能交通的城市车载网络数据传输机制中停车骨干网的构建的示意图；图4为面向智能交通的城市车载网络数据传输机制中数据传输的实现的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。请参阅图1-4，一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，该机制不依赖于任何基础设施，将长时间停放在道路两边和停车场内部的停放车辆组织成停车骨干网络，通过该网络实现交通数据的传输。该停车骨干网络包含物理层、逻辑层和应用层；如图1所示，其中物理层是由停放车辆和移动车辆构成的车载自组织自网络，逻辑层是由道路两边和停车场内的停放车辆构成的虚拟停车覆盖网络，该网络以停车簇为单位组织停放车辆，并由移动车辆充当各停车簇之间的虚拟链路。应用层主要是基于该停车骨干网络提供高效的数据传输服务，从而实现各种智能交通应用，如事故告警、停车导航等。与传统的车载网络数据传输机制相比，该机制关注城市停放车辆这一广泛存在的宝贵网络资源，基于城市停放车辆形成的相对稳定的骨干网络进行数据传输，为智能交通应用提供低成本高效的数据传输服务。本专利技术的实施方案：该机制的核心思想是按停车簇对路边停放车辆进行管理，并将所有的停车簇构成虚拟骨干网络，基于该虚拟网络进行数据传输，实施各种智能交通应用。为此，实现该机制需要解决如下三个问题：停车簇管理：如图2所示，将同一路段路边和非路边的停放车辆组织成一个停车簇，鉴于路边停车场的高占用率和稳定性，将同一路段的停放车辆按照簇的结构进行管理是可行的；为了及时响应从道路两端驶入车辆的数据传输请求，选出道路两端的两个停放车辆（H1，H2）作为停车簇的簇头，由其共同负责簇内的网络管理，处理节点加入与离开、数据缓存与转发等事件。簇头确定后，簇内各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，其特征在于，将长时间停放在道路两边和停车场内部的停放车辆组织成停车骨干网络，通过该网络实现交通数据的传输；该停车骨干网络包含物理层、逻辑层和应用层；其中物理层是由停放车辆和移动车辆构成的车载自组织自网络；逻辑层是由道路两边和停车场内的停放车辆构成的虚拟停车覆盖网络，该网络以停车簇为单位组织停放车辆，并由移动车辆充当各停车簇之间的虚拟链路；应用层主要是基于该停车骨干网络提供高效的数据传输服务，从而实现各种智能交通应用。

【技术特征摘要】
1.一种面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，其特征在于，将长时间停放在道路两边和停车场内部的停放车辆组织成停车骨干网络，通过该网络实现交通数据的传输；该停车骨干网络包含物理层、逻辑层和应用层；其中物理层是由停放车辆和移动车辆构成的车载自组织自网络；逻辑层是由道路两边和停车场内的停放车辆构成的虚拟停车覆盖网络，该网络以停车簇为单位组织停放车辆，并由移动车辆充当各停车簇之间的虚拟链路；应用层主要是基于该停车骨干网络提供高效的数据传输服务，从而实现各种智能交通应用。2.根据权利要求1所述的面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，其特征在于，所述停车簇具体为：将同一路段路边和非路边的停放车辆组织成一个停车簇；选出道路两端的两个停放车辆作为停车簇的簇头，由其共同负责簇内的网络管理，处理节点加入与离开、数据缓存与转发等事件；簇头确定后，簇内各节点周期性报告自己的位置到两个簇头，由簇头维护整个簇，并进行数据的缓存和转发；考虑到簇头随时都有可能离开停车簇，簇内选出紧邻簇头的停放车辆为备用簇头节点，备用簇头始终保持簇头收集信息的复本，当簇头要离开停车簇时，备用簇头自动升级为新簇头，由旧簇头负责把收集的簇信息转发给新簇头。3.根据权利要求1所述的面向智能交通的城市车载网络数据传输机制，其特征在于，所述停车骨干网的构建：将道路两边的停车簇组织起来，建立一个基于VANETs的虚拟停车骨干网；该虚拟骨干网构建过程如下：假设...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧，朱金奇，周坤晓，张足生，邱一华，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44