车(chē)辆自(zì)组织网络仿真软件是一款教学软(ruǎn)件,台湾(wān)开发(fā),用(yòng)于车辆网络仿真,可以直接生成ns2仿(fǎng)真代码 。体积(jī)小,但功能强大。界面(miàn)非(fēi)常(cháng)清爽,简单易操作。
车辆间通信网络是移动自(zì)组织网络的一个崭(zhǎn)新(xīn)分支,它是在车载(zǎi)终端之上,将电(diàn)子传感、导航定位、移动计算、数据网络、机器视觉、自动控(kòng)制、人工智能以及系统综合等技术有效地(dì)集成,并运用于(yú)整个地面(miàn)道路交(jiāo)通(tōng)运输管(guǎn)理(lǐ)体系(xì)之中,实现人、车、路三者(zhě)之间的(de)信息共享、协同与交互,从而建立一种在区域范围(wéi)内、全方位发(fā)挥作用(yòng),实时、准确(què)、高效的综合交通运(yùn)输管理与服(fú)务系统。
1) 网络的大规模性
车辆自组(zǔ)织网络的大规模性主要体现于两点:①VANET节点数目非常巨大,包(bāo)括车(chē)辆节点(如私家车、公共交通、货(huò)运车辆)以及路(lù)旁(páng)节(jiē)点(如交通标志(zhì)、交通信号灯等);②VANET节点分布(bù)区域(yù)也(yě)非(fēi)常(cháng)广泛(如位(wèi)于城市中心或高速公路(lù)上(shàng))。
2) 网络密度随(suí)时(shí)空(kōng)变(biàn)化快
网络密度(dù)有赖于VANET节点(尤(yóu)其是车辆节点)的时空分布。偏(piān)远地区的交通属于稀疏网络,发生交通拥塞时则为密集型(xíng)网络(luò)。例如在长度为(wéi)1 km的(de)双向六(liù)车道路段(duàn)内(nèi),如果车辆安全间距为70 m,则有近70辆车行驶(shǐ)在(zài)该路段上(shàng);当发生(shēng)交通拥塞,如果此(cǐ)时(shí)车(chē)辆间距仅为5 m,则同一路段内将有1000多辆(liàng)车[10]。
3) 车辆节(jiē)点运动(dòng)的特(tè)殊性
车辆节点只能沿(yán)着道(dào)路网做高速、受限的(de)约束运动,例如高(gāo)速公路上车辆的行驶(shǐ)速度一般(bān)不低(dī)于(yú)70 km/h,但车辆间(jiān)的相(xiàng)对运动速度(dù)却可高达300 km/h;另外,车辆在行驶途中还必须遵守有关(guān)交通规则(如红灯停绿灯行(háng),限速或列队行驶等)。因此,车辆节点的运动是(shì)可以短(duǎn)时(shí)预测的,交(jiāo)通信息在VANET节点间的(de)传(chuán)播也具有很强的方向(xiàng)性(xìng)。目前研究(jiū)人员一(yī)致认(rèn)为,在高(gāo)速(sù)公路场景中构建(jiàn)的IVC网络具(jù)有一(yī)维特(tè)征,而在城市道(dào)路场景(jǐng)中(zhōng)构建的IVC网络则具有二维特征[11]。
4) 网络(luò)拓(tuò)扑(pū)变化频繁
由于车辆节点运动的高速性(xìng),加之网络极易(yì)受驾驶员行为(如变更(gèng)车道或行驶方向(xiàng))以及消息内容等因素的影(yǐng)响,节点之间通过无线链路形成的(de)网络拓扑结构(gòu)变化剧(jù)烈且频繁(fán)。例如(rú)在节(jiē)点通信距离为250 m、平均车速为130 km/h的双向运动场景中,节点间通(tōng)信链(liàn)路持续时间不超过15 s的概率仅为(wéi)57%[12]。
5) 频(pín)繁的拓(tuò)扑变化导(dǎo)致频繁(fán)的网络分裂
即使VANET得到了广(guǎng)泛的部署,在车流密度较高时,仍会频繁(fán)出现网络(luò)分裂现象,从而导致许多链路(lù)路径在正式使用之(zhī)前就已(yǐ)经(jīng)失效。为(wéi)此,通过增加节点(diǎn)通信距离以及(jí)借助反向运动车辆(liàng)实现信息转发可以有(yǒu)效减(jiǎn)低(dī)网络(luò)分裂现象[13]。
6) 节点无明显的(de)硬件约束
VANET节点一般(bān)都有外部电(diàn)源提供能量(liàng),所以它不像传感器节点那样,没有明显的电源方面的约束,因此,在满(mǎn)足网络连通的前提下(xià),可以适(shì)当增加(jiā)单跳通信距(jù)离(lí)。例如VANET节点通信距(jù)离可(kě)达1 km,无线通(tōng)信带宽通常为几千(qiān)kbps。另(lìng)外(wài)车载移动终端目前多采用以32位微(wēi)处理器为核(hé)心的(de)高(gāo)性能(néng)嵌入式系统,计算能力和存储容(róng)量都得到了较大的提(tí)升,因而其生(shēng)产成本也较高,节点的生命周期(qī)与(yǔ)车辆的生命周期大(dà)致相当[14]。
7) 节(jiē)点具有(yǒu)丰富的外部辅(fǔ)助信息
随(suí)着全球(qiú)定(dìng)位系统(GPS)与地理信息系统(tǒng)(GIS)的普及与(yǔ)广泛应用,VANET节点不仅可以获取自身精确的位置、速度、加速度等瞬时运(yùn)动信(xìn)息,而且可以获得节点所处区(qū)域内的地理信(xìn)息(如道路网(wǎng)分布等),如果再配合(hé)车载激光雷达(LIDAR)和CCD视觉传感装置,VANET节点还(hái)能够实时(shí)感知其周(zhōu)围环境(jìng)。因此,VANET节(jiē)点更(gèng)多地采用基于(yú)地(dì)理区域的寻址(zhǐ)机制[15]。
8) 不同的交通应用具有不同的服务质量(liàng)要求
VANET致力于提高道路安(ān)全、运(yùn)输(shū)效率、行车舒适以及环境保护等方面的应用,大多数交通方面的应用对网络服务(wù)质量(QoS)有着(zhe)严格的要(yào)求,如分(fèn)组时延、时延抖动、可(kě)用带宽及分组丢包(bāo)率(lǜ)等,并(bìng)且(qiě)不同的交通应(yīng)用对网络服务质量(liàng)的要求也不尽相同。例如与行(háng)车(chē)安全(quán)相关(guān)的应(yīng)用允许时延仅为20~200 ms[16],与行车效率相(xiàng)关(guān)的应用对时延要求并不高(一般为秒级),而多(duō)媒体(tǐ)信息服务方面的应用则(zé)需要占用大(dà)量的网络带宽。
最重要也是最(zuì)能够体现(xiàn)VANET应用价值的是与行车安(ān)全相关的应(yīng)用,因此,车载传感单元是最基(jī)本(běn)的(de)组(zǔ)成部分,主(zhǔ)要包括用于(yú)报告(gào)自(zì)驾车行驶状态以及路面(miàn)环境状况(kuàng)的一系列车(chē)载传感器、定位邻居(jū)车辆与(yǔ)感测障碍物的微波/激光(guāng)雷达以及视觉传感装置等。当传感器收集到自身及其周围环境数据后,便(biàn)经由模拟(nǐ)/数字转换器(qì)将(jiāng)模拟信号转(zhuǎn)换(huàn)成(chéng)数字信号提供(gòng)给车(chē)载计算单元进行处(chù)理。处理(lǐ)器除了(le)具有运算功能外,还需要装备一(yī)定容量的行(háng)车日志安全(quán)型存储(chǔ)器,以存储专用数据,也可以(yǐ)用于存储(chǔ)诸如电子车牌或许(xǔ)可(kě)证书等机密信(xìn)息(xī)。由于车辆节点之(zhī)间彼此需要(yào)分发(fā)信(xìn)息,因此,处理器还必须具有与其他车辆节点协同(tóng)处理数据的能(néng)力。处理后的数(shù)据(也可能只是一个判决)将由(yóu)无线或(huò)光通信(xìn)模(mó)块单元负责直(zhí)接或间接传输(shū)到其他车(chē)辆节点(diǎn)或交通控制中心。通(tōng)常,VANET应用都需(xū)要(yào)知道车辆(liàng)节点的精确位置以及交(jiāo)通事件发生。
