一种车联网环境下公交车动态调度的通信连通性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种车联网环境下公交车动态调度的通信连通性分析方法，该方法是在车载自组网（VehicleAdHocNetworks，简称VANET）的公交车动态调度情况下，提出的一种区域内无线通信连通性分析的方法。该方法首先确定车联网环境下参与公交车动态调度的元素；其次，确定公交车动态调度各元素间采取的通讯手段；接下来，将公交车动态调度过程中的通信结构分为：路—车通信系统和车—车通信系统，以便分析调度过程中通信连通的基本结构特征；最后，在相关假设条件的限定下，通过计算一定区域范围内公交车动态调度的无线通信连通概率，得到该区域内无线通信的连通性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通
，具体涉及。
技术介绍
车联网环境下公交车动态调度是一种基于新通信手段、多源信息获取和新调度理念的自动调度技术。该调度技术运用了专门为车辆间通信而设计的自组织网络，它将自组网技术应用于车辆间通信，使驾驶员能够在超视距的范围内获得其他车辆的状况信息(如车速、方向、位置、刹车板压力等)和实时路况信息。 车联网环境下公交车动态调度过程中当突发交通事件或发生交通事故时，公交信息中心主要通过道路交通设施对公交车辆发送信息和指令，所以道路交通设施与公交车辆之间需要保证连通性，以便信息中心调度指令的顺利传达。经专利技术人长期研究发现，目前我国尚未开展对于公交车动态调度中通信连通性的定量分析，如果能够通过计算一定区域范围内公交车动态调度的无线通信连通概率，定量分析得到该区域内无线通信的连通性，将有助于准确掌握区域内公交车动态调度无线通信连通的可靠性，同时还可为城市公交基础设施建设部门科学、合理的布设公交信息中心与道路交通设施提供理论支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是在车载自组网的公交车动态调度情况下，提出的一种区域内无线通信连通性分析的方法，该方法的提出填补了国内有关公交车动态调度中通信连通性分析的空白，为城市公交基础设施建设部门科学、合理的布设公交信息中心与道路交通设施提供了依据，本专利技术采用的技术方案为，包括以下步骤I.)首先，需要明确在车联网环境下参与公交车动态调度的元素及各元素的功能定位，2.)其次，确定调度过程中移动公交车辆之间、移动公交车辆与道路交通设施之间、移动公交车辆以及道路交通设施与公交信息中心之间的通讯手段，3.)接下来，需要明确在车联网环境下公交车辆动态调度过程中的通信系统结构及其对应功能，以便分析调度过程中通信连通的基本结构特征，4.)最后，在相关假设条件的限定下，通过分析单车道公交车辆车头间距的分布函数，推导一定区域范围内公交车动态调度的无线通信连通概率，得到该区域内无线通信的连通性。所述步骤I.)中根据车载自组网的特殊自组织形式，明确参与调度过程的元素及其功能定位，具体为I.)在公交车辆动态调度系统总体方案的确定过程中，首先需要明确参与调度过程的元素，即公交车辆、公交信息中心、道路交通设施(如路段接收发射器、交叉口上游固定感应器、通讯塔等)，2.)明确参与调度过程中公交车辆的功能定位，系统以公交车辆自身协调调整为主进行智能化的调度管理，公交车辆之间在一定的区域范围内保持着信息交换传输的连通性，不断进行信息的交流，主动预防同一线路上公交车辆串车现象的发生，3.)明确参与调度过程中道路交通设施的功能定位，移动公交车辆与道路交通设施之间保持着周期或触发感应式的信息交换，道路交通设施先将信息(如车辆位置、速度、流量等)反馈到公交信息中心，信息中心根据所获取的综合信息做出有关车辆调度指令的决策，4.)明确参与调度过程中公交信息中心的功能定位，基于的的公交车动态调度技术中，公交信息中心只是作为一种辅助手段，增加一种公交车辆的信息获取源和调度信息 发布方式，无需时刻对所有获取信息的公交车辆进行调度，主要负责系统的对外接口，如紧急救援、公共安全协调监控、城市气象等。所述步骤2.)中选取公交车动态调度的各元素间采取的通讯手段，在现有的公交道路网络上动态、快速、高效地构建一个自组织、分布式控制的多跳通信网络，具体为I.)车联网环境下公交车动态调度系统中，公交运营车辆之间、车辆与交通设施之间的通信相当于人体内的神经，是公交车辆智能调度系统的核心，采用无线方式，2.)本系统采用移动通讯系统作为移动公交车辆与公交信息中心之间的直接通讯手段，3.)本系统采用车载自组网来构建公交车辆与公交车辆之间、公交车辆与道路交通设施之间的直接通信，4.)本系统综合采用光纤通信、卫星通信和无线移动通信等方式作为道路交通设施与公交信息中心之间的通信手段。所述步骤3.)中分析车联网环境下公交车辆动态调度过程中的通信系统结构及其对应功能，明确调度过程中通信连通的基本结构特征，具体为I.)将车辆与车辆间的无线通信系统划分为两种结构路-车通信系统和车-车通信系统，2.)路-车系统中，车辆之间通过路边道路交通设施传递信息，信息的传递须经过设施转发，车辆之间不能直接传递信息。该系统可以用于车辆速度信息警示、辅助驾驶以及交叉主动避碰等，3.)车-车系统中，通信范围内的车辆可以直接传递信息，无需其它设施支持。本系统以移动Ad Hoc网络为基础，需要传递信息的车辆自动检测通信范围内的车辆并将信息逐步传递给下一辆车，用多跳通信的方式将信息发送出去，该系统可以应用于紧急信息警示、协作驾驶等。所述步骤4.)中将连通概率作为车间无线通信系统性能评价的重要指标之一，用来分析无线通信的连通性，具体为I.)为了方便分析无线通信的连通性问题，做出以下假设假设道路交通流中有且仅有公交车辆装备无线通信模块；假设相对于车辆的运动来说，无线信息的传播是瞬时的；假设二维空间快照上的研究场景在连通性上同样适用于三维空间下的研究；假设所有无线通信模块的信号范围半径相同，2.)计算车辆之间的车头间距分布在单车道情况下，考虑车辆之间的车头间距分布服从h(x，P)，其中，X代表位置，P代表交通流密度，其分布的具体形式和参数与道路交通流情况相关，同时其对应的累积分布函数为权利要求1. ，其特征在于，包括以下步骤 .1.)首先，需要明确在车联网环境下参与公交车动态调度的元素及各元素的功能定位； .2.)其次，确定调度过程中移动公交车辆之间、移动公交车辆与道路交通设施之间、移动公交车辆以及道路交通设施与公交信息中心之间的通讯手段； . 3.)接下来，需要明确在车联网环境下公交车辆动态调度过程中的通信系统结构及其对应功能，以便分析调度过程中通信连通的基本结构特征；. 4.)最后，在相关假设条件的限定下，通过分析单车道公交车辆车头间距的分布函数，推导一定区域范围内公交车动态调度的无线通信连通概率，得到该区域内无线通信的连通性。2.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤I.)中参与公交车动态调度过程的元素及其功能定位具体为 .1.)在公交车辆动态调度系统总体方案的确定过程中，首先需要明确参与调度过程的元素，即公交车辆、公交信息中心、道路交通设施； .2.)明确参与调度过程中公交车辆的功能定位，系统以公交车辆自身协调调整为主进行智能化的调度管理，公交车辆之间在一定的区域范围内保持着信息交换传输的连通性，不断进行信息的交流，主动预防同一线路上公交车辆串车现象的发生； .3.)明确参与调度过程中道路交通设施的功能定位，移动公交车辆与道路交通设施之间保持着周期或触发感应式的信息交换，道路交通设施先将信息反馈到公交信息中心，信息中心根据所获取的综合信息做出有关车辆调度指令的决策； .4.)明确参与调度过程中公交信息中心的功能定位，基于的的公交车动态调度技术中，公交信息中心只是作为一种辅助手段，增加一种公交车辆的信息获取源和调度信息发布方式，无需时刻对所有获取信息的公交车辆进行调度，主要负责系统的对外接口。3.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤2.)中公交车动态调度的各元素间采取的通讯手段具体为 .1.)车联网环境下公交车动态调度系统中，公交运营车辆之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车联网环境下公交车动态调度的通信连通性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1．）首先，需要明确在车联网环境下参与公交车动态调度的元素及各元素的功能定位；2．）其次，确定调度过程中移动公交车辆之间、移动公交车辆与道路交通设施之间、移动公交车辆以及道路交通设施与公交信息中心之间的通讯手段；3．）接下来，需要明确在车联网环境下公交车辆动态调度过程中的通信系统结构及其对应功能，以便分析调度过程中通信连通的基本结构特征；4．）最后，在相关假设条件的限定下，通过分析单车道公交车辆车头间距的分布函数，推导一定区域范围内公交车动态调度的无线通信连通概率，得到该区域内无线通信的连通性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，冉斌，王卫，丁钰玲，金璟，李文权，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：