[发明专利]车联网紧急消息传输信息的分布式分配方法及系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种车联网紧急消息传输信息的分布式分配方法及系统，尤指可改善紧急消息的传递交通流与无线通道竞争状况的一种面向高速公路交通场景的车联网紧急消息传输通道的分配方法及系统。

背景技术

人们对道路交通安全问题的关注度持续上升，使得车联网（Vehicular Ad Hoc Network；简称VANET）的研究成为当前学术界和工业界的热点课题。车联网的本质是在车辆与车辆之间、车辆与路边设施之间实现单跳或者多跳的无线通讯，并能够自组织地建立起一个临时的无线网络环境，通信内容包括交通事故位置资讯、车辆速度资讯、车辆故障预警资讯、道路拥塞状况资讯、以及其他应用资讯等等。比如：在实际应用中，VANET网络能够传递紧急事故等即时资讯来辅助驾驶员避免交通事故，能够实现道路行驶过程中的导航，保持警车或者救火车跟其他车辆节点的通信以让出警车或者救火车的紧急秘密频道，进行交通资讯的相关查询，实现高速公路不停车缴费，实现交通资讯广播，实现车辆之间的语音视频通信，车联网的部署可以使驾驶更加安全、高效、舒适。鉴于VANET网络的应用前景，ITS America协会的数十位学术界、工业界顶尖级专家在2008年12月向美国国会（Congress）提交建议书，呼吁国会资助并将基于WAVE/802.11p的ITS系统的研究和部署，即将基于VANET网络在智能交通领域的研究和部署，纳入到美国基础架构（Infrastructure）的建设中来。

从中国的情况来看，随着汽车车辆总数的增加，中国每年因交通事故死亡的人数在几十万人以上，并且呈逐年上升的趋势，交通拥堵的现象也愈加严峻。事故报警及事故隐患预警资讯在同一路段行驶的车辆之间是否能够可靠地、快速地、无差错地、时间可预测地传输是减少甚至避免交通事故的关键所在。早期的智能交通系统由于投入费用代价昂贵等原因并没有真正地部署起来，近些年来借助于成熟的2G、3G技术发展起来的智能交通系统，也存在传输紧急资料时延大，经济费用过高等不足。另外传统意义上的智能交通系统都是以监测为主的辅助交通管理方式，而车联网网络技术是在道路上动态地构建出一个自组织、易部署、费用低、开放的无线通讯网络，提供超视距范围内的车辆之间有效地传递资料资讯，及时有效地将事故、路况等警示资讯在同一路段行驶的车辆之间传递，降低二次事故的发生，从而减少交通事故的危害，其进展性研究成果的实用价值是非常大的。可预测VANET技术成熟后，因其对行车便利性与安全性的改善，短期内将成为机动车的标准配备，市场与经济效益看好。2011年10月，中国首届车联网大会上，谢光选、何积丰等五位院士积极倡议在国内“加快实施车联网工程”。

学术界最初提出VANET概念的想法是作为无线感测器网络的衍生应用，VANET的实体层、资料连结层及网络层协议基本沿用了无线感测器网络或者移动自组织网络（Mobile Ad hoc Network，MANET）的相关协议。但是车辆高速移动的特点使得支援MANET网络的ZigBee、Bluetooth等协议并不适用于VANET网络，另外由于频繁的通信间断，AODV和DSR等路由式通讯协议也不再适合VANET网络。国外相关研究机构近几年来在VANET网络的资料连结层/实体层的协议研究上逐步达成一致并取得了一定的突破，即基于IEEE802.11技术来开展研究，目前的标准IEEE802.11p协议正处于草案最终完善之中，而对于VANET路由层、传输层、应用层协议的研究工作正处于起步阶段，IEEE1609工作组致力于该部分协议的标准化工作，但只是提出了有利于互通性的介面规范以及一些技术指标，对于具体的可靠传输协议演算法涉及不深。

以高速公路交通场景为应用背景，利用车联网技术在车辆之间传输交通事故安全相关的紧急消息是最为典型的一类应用。车辆间紧急消息的传递依赖于网络的连通性模型，而网络中车辆节点的连通性与交通流如何相关联，在通道分配方法中考虑交通流的分布情况是迫切需要解决的难点问题之一；另一方面，若连通网络内部车辆节点过多，则通过IEEE802.11p竞争无线通道的时隙来发送资料成功的概率就会降低，往往会导致紧急资料的传输时延增大，如何在连通网络内控制竞争无线通道时隙的车辆节点规模是另一个难点问题。

发明内容