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Ad hoc 在道路交通中的应用

Ad hoc 在道路交通中的应用. 王湛昱 2008.6.25. 北斗卫星危化品运输监控指挥系统. 集中式结构的缺陷 需要额外的基础设施 较高的通信代价 控制中心的处理能力将成为瓶颈 信息的延迟 信息的发布缺少针对性. 交通信息系统结构示意图. 显示屏. 数 字 地 图 接 口. 规范化的信息. 现有交通 系统接口. 显示模块. 交通信息. 方向信息. 处理后的 位置信息. 位置信 息模块. 中央处 理单元. 罗盘模块. 发送. 接收. 位置信息. GPS 接收器. 无线网

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Ad hoc 在道路交通中的应用

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Presentation Transcript

  1. Ad hoc在道路交通中的应用 王湛昱 2008.6.25

  2. 北斗卫星危化品运输监控指挥系统

  3. 集中式结构的缺陷 需要额外的基础设施 较高的通信代价 控制中心的处理能力将成为瓶颈 信息的延迟 信息的发布缺少针对性

  4. 交通信息系统结构示意图 显示屏 数 字 地 图 接 口 规范化的信息 现有交通 系统接口 显示模块 交通信息 方向信息 处理后的 位置信息 位置信 息模块 中央处 理单元 罗盘模块 发送 接收 位置信息 GPS 接收器 无线网 络设备

  5. 信息交换协议

  6. FleetNet项目简介

  7. FleetNet是基于ad hoc网络技术来实现车辆间以及车辆与路边系统之间通信。早在2000年9月德国政府就启动了FleetNet项目，由德国教育科研部提供部分赞助资金，同时有DaimlerChrysler AG,Fraunhofer FOKUS,NEC Europe Ltd,Robert Bosch GmbH,Siemens AG,TEMIC Telefunken Microelectronic这六家公司参与该项目的研究，与此同时，还包括Mannheim，Karlsruhe等四所德国高校。

  8. 环境对于车辆间通信的影响 2002年，Stanford大学和Bosch公司利用装备802.11b的无线设备的汽车，针对不同场景测试了距离、相对速度以及分组大小对于ad hoc网络传输的影响。右图是四种场景下，吞吐量与通信距离的关系。

  9. FleetNet的关键技术 无线空中接口——UTRA TDD技术 首先，由于其频率范围在2010-2020MHz之间，而欧洲在这个频段的使用是不许要许可的。、 其次，UTRA TDD帧具有很大的弹性，远距离传输范围最高可达1km，还支持高速运动的接入点。此外，UTRA TDD还并行提供具有QoS保障的电路交换和分组交换通信，而且由于使用了CDMA技术，最高速率可达2Mb/s。 但是UTRA TDD技术是为蜂窝移动通信设计的标准，是一种中心式的网络，将其应用于分布式的网络在很多方面需要进行改进，如空中接口需要适应高度动态变化的网络拓扑；中心控制的无线媒介修改为分布式媒介访问机制；修改由基站控制的无线资源管理机制；能量控制和时隙同步问题等等。

  10. FleetNet中的应用和服务 1.驾驶间的合作和援助系统 这个系统用于在车辆间交换车载传感器的数据，在遇到紧急情况时可以及时通知其他司机，获得紧急援助。在前方发生事故是，附近车辆的传感器收集到相关数据并传输给临近的其他车辆，当接收到这样的信号后，车辆的制动系统可以做出刹车响应。利用反向行驶的车辆可以更迅速地向即将进入事故区域的车辆传递交通事故信息。

  11. 2.分布式车辆数据通信 在同一条路径上的车辆可以很容易实现向反方向传递信息，那么跟在后面的车辆就可以获得前面的交通状况。假设车辆上带有电子地图，那么选择那条路径作为前进方向就可以通过向前面的车辆发送信息来获得道路情况进行判断。除此之外，天气等其他情况也可以通过同样的方式来获得。应用这一类服务的系统只需要提供中等贷款，低位置精度，底数据发送可靠性和中的的优先级。

  12. 3.用户通信与信息服务 后座的乘客可以借助FleetNet系统和在同一条公路上的其他乘客聊天或者进行网络游戏。而销售商也可以通过特定的商业车辆广播商业信息。再进一步，通过在路边假设的固定的FleetNet网关，企业可以通过这些静态的网关为潜在的客户提供市场和业务信息。超市和连锁店可以通过FleetNet系统向客户提供订单，帮助客户快速找到停车场。此外，这些网管还可以提供给乘客internet的接入。

  13. GPSR路由协议 GPSR （Greedy Perimeter Stateless Routing） 每个节点需要在一定周期内向一跳范围内的节点广播自己的位置信息，这样每个节点就知道自己和所有自己一跳范围内邻居节点的位置。当节点有数据要发送时，首先需要通过位置服务利用目的节点的ID如IP来获得该节点的实际位置，然后将该位置信息记入产生的数据分组中，新产生的数据分组初始化为贪婪转发棋式。这里的贪婪转发模式是指向目的节点方向的最远转发即在本节点一跳范围内通过比较相距目的节点的距离来选择最靠近目的节点的邻居节点作为下一跳。显然这种转发方式具有很高的效率，但却存在着“空洞问题”。

  14. 假设x是当前节点，在x的一跳范围内，没有比x更接近目的节点D的节点，那么，此时算法停滞，无法找到下一跳，阴影部分被称为空洞。假设x是当前节点，在x的一跳范围内，没有比x更接近目的节点D的节点，那么，此时算法停滞，无法找到下一跳，阴影部分被称为空洞。 空洞问题

  15. 在周边转发机制中，首先将当前 节点x记为sp，连接x与D，以边 <x,D>为起始方向，按右手法则 选择边<x,y>为下一跳路径。然后 将y记为sp，以此类推。 接收到按照周边转发机制发送的 数据分组的节点，如果其邻居节 点到D的距离小语气道D的距离， 则重新将分组模式恢复为贪婪转 发模式。 周边转发机制 D y x z

  16. 小结： 随着汽车保有量的提高和城市道路建 设的相对滞后，交通信息化的建设一定会越来越得到政府的重视。由于集中式系统结构先天的处理能力瓶颈，分布式的交通信息系统也面临链路稳定性的难题，构造一个集中式与分布式并存的智能交通系统将成为以后发展的方向。

  17. 谢谢

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