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车辆冲突风险值测算和动态时隙分配研究

作　者: 陈之建
导　师: 纪友芳
学　校: 中国石油大学
专　业: 计算机技术
关键词: 车辆冲突风险 动态时隙分配 自组织 时分多址
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 27次
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内容摘要


近些年来,随着我国人民生活水平的提高和汽车工业的飞速发展,路上行驶的车辆急剧增加。越来越大的车辆交通密度给交通安全工作带来了巨大的挑战。对此,不少学者提出,通过采用先进的无线车载通信系统,车辆之间可以通过共享彼此的行驶状态信息,从而给车辆提供一个安全可靠的行驶环境。车载通信系统将成为降低交通事故和提高公路运输容量的一种必备的装置,其重要性越来越受到人们的普遍关注。本论文的主要目的是依托无线车载通信系统,研究了四种常见车辆行驶状况下的车辆冲突情况,给出了车辆冲突风险值测算方法和依据这个风险值在车载自组网中分配TDMA无线通信信道时隙。在这个系统里所有的车辆都要配备一台无线电收发机、全球卫星定位系统接收器、通信处理器和数据库。无线电收发机用于向临近的车辆发送和接收车辆状态参数的广播信息。全球卫星定位系统接收器用于车辆自身位置、方向信息的获取并从GPS信号里获得精确的同步时间信息。通信处理器负责所有的通信处理和对共享无线通信资源的高效利用。数据库以车辆冲突风险管理表的形式来保存车辆的时间、位置、方向、速度、所在道路名称、车辆冲突风险值、车辆鉴别号等记录。车载无线站点之间的数据传输使用自组织时分多址技术(SOTDMA)的一种变体,其中时隙占用的优先级由车辆冲突风险值来确定,无线电信道被广播域中所有的车辆所共享,并且每辆汽车都具备向其广播域内的其它车辆发送封装着自身位置、方向、速度和相应车辆冲突风险值等信息的数据包的能力。广播域内的其它车辆收到一辆汽车发送的数据包后,接下来就要计算可能与其发生冲突的风险值,以此来决定数据传输时无线站点占用信道时隙的优先级和是否需要发出报警信号,这样就可以有效提高道路的运行效率和降低交通事故的发生频率。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-16
  1.1 课题背景及研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 SOTDMA的发展  10
    1.2.2 移动自组织网络的发展  10-13
    1.2.3 几种典型的驾驶辅助系统简介  13-14
  1.3 课题要解决的问题和要实现的目标  14-16
第二章 车辆冲突问题  16-19
  2.1 情况1：冲突发生在同向行驶的车辆之间  16
  2.2 情况2：冲突发生在相对行驶的车辆之间  16-17
  2.3 情况3：冲突发生在沿不同方向行驶的车辆之间  17-18
  2.4 情况4：冲突发生在通过多路交汇口或立交桥的车辆之间  18-19
第三章 通信环境  19-33
  3.1 车辆自组织（Ad Hoc）网络的构成  19-20
  3.2 广播区域  20-21
  3.3 无线信道的共享  21
  3.4 TDMA 在MAC 层的功能  21-24
    3.4.1 TDMA 的时间同步  22
    3.4.2 TDMA 帧结构  22
    3.4.3 时隙同步  22
    3.4.4 时隙鉴别  22-23
    3.4.5 时隙状态  23
    3.4.6 时隙复用  23
    3.4.7 候选时隙  23-24
    3.4.8 时隙选择  24
  3.5 自组织时分多址技术（SOTDMA）  24-31
    3.5.1 SOTDMA 的参数  25-26
    3.5.2 时隙分配  26-31
    3.5.3 自组织时分多址（SOTDMA）技术的信息结构  31
  3.6 车辆冲突风险管理表  31-33
第四章 车辆冲突风险值的测算  33-40
  4.1 车辆的位置  33
  4.2 车辆的方向  33
  4.3 车辆的速度  33-34
  4.4 车距计算  34-37
    4.4.1 两车在平直的道路上行驶时的车距  34
    4.4.2 两车在弯曲道路上行驶时的车距  34-35
    4.4.3 两车在不同的道路上行驶时的车距  35
    4.4.4 车辆在涉及多路交叉口的不同道路上行驶时的车距  35
    4.4.5 车辆冲突距离  35-36
    4.4.6 车辆的横向行驶间距  36-37
  4.5 车辆冲突时间的计算  37-38
    4.5.1 两车同向行驶时的车辆冲突时间的计算  37-38
    4.5.2 两车在相对行驶时的车辆冲突时间的计算  38
  4.6 道路状况  38-39
  4.7 车辆冲突风险的计算  39-40
第五章 车辆冲突计量有关技术和信息资源的运用  40-45
  5.1 通信调度技术  40
  5.2 通信信道的利用  40-41
  5.3 信道特征  41
  5.4 比例常数K 的估算  41
  5.5 速度的使用  41
  5.6 车辆冲突时间的计算  41-42
  5.7 车速限制  42
    5.7.1 十字路口处的车速限制  42
    5.7.2 公路段行驶时的车速限制  42
  5.8 反应时间和反应距离  42
  5.9 刹车时间和刹车距离  42-43
  5.10 停车距离  43-44
  5.11 停车时间  44
  5.12 冲突风险的临界值  44-45
结论  45-46
参考文献  46-48
攻读工程硕士学位期间取得的学术成果  48-49
致谢  49

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 电子计算机在公路运输和公路工程中的应用
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