基于ad-hoc无线网络的自主式道路通行状况信息系统的研究和模拟

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1、上海交通大学硕士学位论文不过，由于该类型的系统是一种“集中式”的系统，所有的计算在一个中央的计 算中心完成，其不可避免一些固有的问题：需要额外的基础设施。集中式架构的智能交通系统的信息来源是大量的需要另外部署的传感器。以上海为例，截至2006年6月，在全市部署了8452个检测线圈 和近200台视频监视摄像机。这些传感器本身的价值和部署的费用会是非常大的 一笔开销；除了初次部署之外，这些器材的维护也会带来高昂的成本。高昂的通信代价。一方面，从经济角度考虑，连接道路上的传感器和控制中心，以及连接控制中心和终端显示设备的通信链路都需要专门铺设。以上海为例，截至2005年7月，已经为高架交通

2、诱导系统铺设光缆248公里。这些光缆的铺设 和维护成本都是非常巨大的。另一方面，在集中式的系统中，任意两点的信息传 递都需要走通过控制中心的通信链路，实际上是对通信链路的一大浪费。如下图所示：信息源信息传递路径控制中心信息传递路径信息消 费者图2.3：集中式系统信息传递示意图Figure2.3：Centralizedtrafficinformationsystem信息源与信息消费者（使用者）的距离可能地理上十分接近，但是它们之间的信息传递还是要通过传感器->控制中心->信息终端这样的通信链路进行。控制中心容易成为系统的伸缩性的瓶颈。就如所有的集中式系统的共同弊病一样，由于所有的信息都汇

3、聚到控制中心进行处理，当这样的交通系统部署到一定的广度的时候，控制中心的处理能力就会无法跟上实际的需求。而这对矛盾，是随着系统部署的广泛程度而逐渐加大的。换句话说，集中式的交通系统的伸缩能力是受到怀疑的。信息延迟的问题。由于前边提到的通信代价和控制中心的处理能力问题，交通信-4-上海交通大学硕士学位论文息从采集到发布会有一个延迟，导致信息消费者无法得到最新的信息。更重要的 是，由于该系统集中式的特点，信息延迟无法利用信息消费者的区域特性。比如，某处发生交通堵塞，距离越近的车辆应该越早得到这个信息，而距离稍远的车辆 则可以接受一定的延迟。换句话说，车辆能够接受的延迟范围是跟交通信息的采集

4、点到车辆的距离有关系的。但是集中式的交通系统无法利用这样的一个“延迟 容忍度”的特性。因为所有的终端的延迟都是相同的。信息发布缺少针对性。在集中式系统中，交通信息首先被集中收集到控制中心，处理后再发布出来。这种模式下注定了信息发布无法利用车辆的行走模式，所处位置等信息。当然，控制中心中也可以对信息进行一定的分类处理，然后把特定 的信息发布到特定的区域，但这样做一方面会加重控制中心的处理负担，导致更高的延迟或者使瓶颈问题更加严重，另一方面，这样的处理也只能做到一定的粒 度，还是无法充分利用车辆本身的特点。2.3第三代交通系统由于第二代交通系统的这些固有的特点，集中式的交通系统的发展受到了

5、一定的 限制。而另一方面，随着无线互联网络技术和传感器网络技术的发展，越来越多的学者开始研究把ad-hoc[4]网络应用在交通系统上，构建自组织的交通网络。 CarTalk2000[5]和FleetNet[6]两个项目都是围绕这样的主题。FleetNet研究的内容是用 网络把道路上的车辆实现互联。将道路上的车辆连成网络，是智能交通系统建设的重要一步([7])。[7]中对FleetNet 的研究内容作了如下的概述：FleetNet的目标是开发和演示一种基于adhoc无线网络 的车间通信系统。FleetNet要求能够转发局部相关的数据来满足司机和行人有地点依 赖性的需求。第三代交通系统有以下

6、典型的应用：2.3.1基于车间通信的驾驶辅助系统[8][9]这种系统的一个典型的应用场景，是交通事故信息的快速分发，如下图-5-上海交通大学硕士学位论文图2.4：交通事故信息传递示意图(1)Figure2.4:Informationdisseminationoftrafficaccident(1)Car1处发生了交通意外，相关的信息会立即传播到所有的邻接点内，包括Car2。 信息包括，意外的类型，发生的地点，时间等。Car2得到这个信息后，立刻进行进 一步的转发，到达Car3，进而到达Car4。可能Car4收到信息的时候，Car1还不在视 野范围内，但是其已经可以根据得到的信息采取相应的

7、措施，以避免事故进一步恶化。不过，这种系统有一个弱点。由于信息的传播完全基于ad-hoc网络内部的转发机制，在车辆比较稀疏，不能组成一个大的网络的时候，信息会无法传达到相关的目标，如图2.5所示：图2.5：交通事故信息传递示意图(2)Figure2.5：Informationdisseminationoftrafficaccident(2)在图2.5的例子中，尽管Car4离意外发生点比较远，不一定需要马上采取减速措施，但前方的路况信