[发明专利]一种基于车载自组织网络的城市道路交通状态探测方法

权利要求书

1.一种基于车载自组织网络的城市道路交通状态探测方法，该方法在城市路口部署路边通信单元（RSU），将装备有无线通信设备与全球定位系统（GPS）的车辆选作交通状态的“探针”，以下称为探针车辆，利用车载自组织网络实现探针车辆与RSU间的通信，该方法具体包括以下步骤：

第1步、当探针车辆进入一个RSU的无线通信范围内时，会接收到该RSU的BEACON消息，探针车辆根据其中包含的状态信息计算出从自身到该RSU的距离；探针车辆将自身距离该RSU最近的时刻记作通过时刻                                               ，并将该RSU的标识号与时刻加入到自身广播的BEACON消息中；

第2步、随着探针车辆前行，探针车辆进入部署在下一个路口的RSU的无线通信范围；当这个RSU接收到来自探针车辆的BEACON消息时，依然根据距离最近原则记录下探针车辆通过自身的时刻；从BEACON消息提取出该探针车辆通过前一个RSU的时刻，并计算先后通过两个RSU的时间差，即探针车辆在这两个RSU之间路段的通行时间；

第3步、随着探针车辆不断地沿被测路段依次通过两个RSU，经过的第2个RSU会采用自适应的T窗口算法周期地计算被测路段探针车辆的平均通行时间，并根据平均通行时间的数值判断被测路段的交通状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述通过被测路段探针车辆的平均通行时间的计算方法：

RSU首先统计过去T分钟内经过被测路段的探针车辆的数量，然后计算出每个探针车辆通过被测路段的时间，最后根据公式（1）求出被测路段的平均通行时间，

                                (1)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述自适应的T窗口算法，T窗口大小的设置方法如公式（2）所示，

                     (2)

其中是探针车流密度的预测值，为窗口包含探针数目的调整目标，它等于上界与下界的中间值；在实际应用中，与需要根据交通状态探测的要求来设定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述T的取值大小取决于探针车流密度的预测值；每次设置窗口大小时，RSU需要根据历史记录预测时刻的探针车流密度；为此，本发明中提出了一种老化预测算法（Aging Predication Algorithm, APA），APA算法如公式（3）所示，

                              (3)

在每次预测探针车流密度时，上一个窗口的记录会被包含入本次计算中；系数用于控制老化过程的速率，的计算方法公式（4）所示，

                        (4)

等于两个探针车流密度差的比值，其中分子部分为最近两个窗口的探针车流密度差，而分母部分则是一段时间内探针车流密度的最大差值。