vanet中基于权重分簇的路由协议与动态路径规划方法研究

《vanet中基于权重分簇的路由协议与动态路径规划方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、VANET中基于权重分簇的路由协议与动态路径规划方法研究第1章绪论1.1课题研究背景意义随着人们生活水平的连年提高，汽车数量激增，城市交通密度大幅提高，道路堵塞问题越来越严重。全球各地已通过加宽城市道路，建设高架路、隧道、立交桥、地下通道和行人天桥等措施来减轻车辆激增给城市交通造成的巨大压力。然而由于空间的限制作用，改变道路结构建设的措施作用有限，远不能满足当今城市交通的需求。因此伴随着计算机技术及通信技术的快速发展，智能交通系统（IntelligentTransportSystem，ITS）走入了人们的视野，成为了当前解决日益严重

2、的城市交通问题的研究重点。ITS[1]利用人、车、路及环境的联系与特点构建系统模型，通过先进的计算机处理技术、数据通信技术、控制技术、电子传感等信息技术综合运用于交通运输体系，进而建立起一种实时、准确、高效的交通运输系统，使其大范围、全方位地充分发挥作用。在智能交通系统的研究发展过程中，为了解决交通拥挤、交通堵塞、交通事故的频繁发生，车辆路径规划技术应运而生。车辆路径规划是根据道路交通信息选择驾驶路线的方法，它分为静态车辆路径规划和动态车辆路径规划。而今，静态路径规划系统较为成熟，已在市场中大量投入使用，然而面对道路拥挤、道路堵塞、

3、交通事故等突发情况时，静态车辆路径规划往往不能针对即时交通状况快速、有效地做出决策，改变驾驶路线，导致交通不良状况加剧，消耗了更大的时间成本和经济成本。因此动态车辆路径规划成为新一代智能交通系统的研究热点。.........1.2国内外研究现状在车辆导航系统的研究发展历程中，车辆路径规划算法[2]可分为静态路径规划算法和动态路径规划算法。静态路径规划是以过去时间的交通状况历史数据库或地理信息和交通规则等条件为基础，以最短路径或最短时间为目标对车辆行驶路径规划的方法，它是自主式导航系统中使用的主要路径规划算法。最经典的静态路径规划算法

4、莫过于1959年Dijkstra提出的Dijkstra算法[3]，该算法以节点间的路径长度为标准，按照由近及远的顺序依次产生从起始节点到路网内全部节点的最短路径。20世纪50-60年代，Bellman和Ford提出了Bellman-Ford算法[4-5]，与Dijkstra算法不同的是它是从目的点出发反向计算的，因此也称反向搜索算法或距离向量算法。1962年Floyd提出Floyd算法[6]，该算法旨在求出有向图中所有节点对间的最短距离，在稠密环路路网图中有较好的计算效果。1968年，Hart、Nilsson等人提出了目前最流行的启

5、发式算法A*算法[7]，该算法在当前节点向前搜索下一个节点时植入了已知的目标节点信息，增加当前节点的约束条件作为评判该节点处于最优路径上可能性的标准，这样在算法执行过程中可以优先搜索可能性较大的节点，减少算法运行过程需搜索的节点个数，提高对目标节点的搜索效率。为了将上述算法更好的应用于车载导航系统，国内外学者对其进行了大量的研究与改进[8-11]，优化算法流程及求解速度。动态路径规划比静态路径规划更为复杂，除了历史交通信息数据外，还需要实时采集道路的交通信息，判断当前时刻前方道路的交通状况，再结合驾驶员的路径选择行为特征，选择适合驾

6、驶员的驾驶路线。发达国家较早的启动了动态路径导航系统的研究，并在该领域内取得一系列较有影响的技术成果。其中德国、美国和日本开发的动态路径导航系统已经初步形成规模[12]，如德国的Ali-Scout系统、美国的TravTek系统及日本的VICS系统。....第2章相关技术上一章主要分析了课题的研究背景意义与国内外研究现状，随后重点阐述了本论文的研究内容与主要工作。本章将根据本文的主要研究内容介绍其相关技术，包括VA网络的概念、特点与体系结构，经典分簇算法，传统路径规划算法基本思想。2.1VA概述VA是传统的移动自组织网络和传感器技术在

7、交通领域的实际应用，是一种特殊的移动自组织网络。它通过V2V和V2I技术构建了一个自组织的、结构开放的车间通信网络，实现了人-车-路的协同工作。其中V2V通信、V2I通信都使用了专用短程通信技术[43]（DedicatedShortRangemunications，DSRC），该技术能够实现高速率、低时延的数据传输功能，在移动设备间的短程实时通信上有较好的表现效果。VA能够增强交通安全，提高驾驶效率，并为用户提供娱乐和互联网接入等服务。虽然VA是MA的一种应用，但由于其特殊的网络环境、运动规律及应用背景，使得VA较MA有更大的难点[

8、44]，具体体现在：（1）无线信道质量不稳定：VA通信中无线信道的质量易受到多种因素的影响，如道路状况、车辆相对速度和路边建筑等；（2）高速动态拓扑：车辆的高速移动导致VA网络拓扑结构变化较快，链路寿命短；（3）网络容量有限：由于节点