基于車車通信的路況信息采集算法的研究

摘要：為了及時(shí)準(zhǔn)確地獲取道路交通的路況信息，改進(jìn)了基于車車通信方式的交通信息采集算法，采用廣播通信方式，避免了周期性廣播帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)堵塞問(wèn)題，提出了基于車車通信方式的交通信息采集系統(tǒng)的工作方式及其工作流程。同時(shí)在NS 2網(wǎng)絡(luò)仿真器上進(jìn)行了仿真模擬及相應(yīng)的算法驗(yàn)證，通過(guò)與單播通信方式的比較，驗(yàn)證了廣播方式下該交通信息采集算法的準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞：車車通信；交通信息采集；Ad Hoc；NS2

0 引言
關(guān)于車車通信的研究早在20世紀(jì)80年代在日本、歐美等國(guó)家紛紛啟動(dòng)。我國(guó)對(duì)車車通信的研究起步比較晚，主要有清華大學(xué)專家研究提出了一種基于車車通信的交通信息采集方法，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的無(wú)線交通信息服務(wù)系統(tǒng)(WTISS)原型；武漢理工大學(xué)的學(xué)者們?cè)诨谧越M網(wǎng)的車車通信研究中，旨在通過(guò)車車通信解決交通中的緊急情況報(bào)警及剎車輔助等。
另外，上海交通大學(xué)研究一種基于Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自主式道路通行狀況信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是通過(guò)每輛車與對(duì)向車的自組網(wǎng)連接，并周期性地廣播自身車輛采集的信息，了解該車行駛前方道路的擁堵情況。該方案存在以下問(wèn)題：首先，當(dāng)車輛密度較大時(shí)，周期性的信息廣播必然造成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載；第二，對(duì)于無(wú)對(duì)向車的單行線，以及對(duì)向車無(wú)車輛行駛的道路交通路況信息無(wú)法掌握；第三，由于該系統(tǒng)僅依賴對(duì)向車采集，其路網(wǎng)覆蓋率相對(duì)較低，實(shí)時(shí)性及信息覆蓋范圍會(huì)受到一定限制。本文提出的采集算法及系統(tǒng)工作流程旨在解決這些問(wèn)題。

1 車車通信過(guò)程
本文介紹的車車通信中，車輛間的交互信息為車輛自身采集信息，如何通過(guò)車輛自身采集信息獲得其當(dāng)前的路況信息是本文的研究重點(diǎn)。
車輛自身采集信息的構(gòu)成包括車輛行駛的路段(包括方向)、行駛距離、行駛時(shí)間、采集的時(shí)間戳，以及必要的車輛標(biāo)識(shí)信息。其信息內(nèi)容格式見(jiàn)表1。

圖1是車輛行駛過(guò)程，其中，A，B，C，…標(biāo)識(shí)路段；d0表示路段起點(diǎn)的距離偏差；d1表示信息采集末端到路段末端的距離偏差；S0表示實(shí)際路段長(zhǎng)度；S表示車輛采集信息所行駛的路段長(zhǎng)度；(x1，y1，t1)，(x2，y2，t2)是車輛駛?cè)牒婉偝雎范蔚奈恢煤蜁r(shí)間。