[发明专利]一种基于公交轨迹和定位信息的地域群播方法

说明书

本发明公开了一种基于公交轨迹和定位信息的地域群播方法，本发明引入了公交车的轨迹信息，第一阶段先建立公交节点的的轨迹树以及相遇模型，再根据相遇图计算公交节点对目标区域的消息转发能力c_p，选择具有更高消息转发能力的节点转发消息到目的区域。第二阶段使用稳定性指数来估计两辆车的稳定性，在目的区域的每条街道上建立一个车辆集，通过建立和维护车辆集达到群播的目的。在实验平台SUMO、OMNET++和Veins的联合平台下仿真，其实验结果分析表明：随着车辆数目增加，该算法在维持高的数据包投递率情况下可以将整网的传输开销降低，达到预期的目标。

技术领域

本发明属于车联网中车辆节点通信技术领域，涉及一种基于公交轨迹和定位信息的地域群播方法。

背景技术

车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车-X(X：车、路、行人及互联网等)之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。车联网是一种有很大挑战的技术，可支持很多安全信息和娱乐信息的应用程序，在V2X通信的发展下，车联网可以实现包括自动驾驶，交通信息共享，和车辆安全等多种功能。与5G等通信方式相比，车联网在硬件部署和费用方面具有巨大优势，车联网中还可以利用路边单元形成雾节点进行雾计算，减少云计算的负担，所以车联网可以成为智慧城市中数据交换平台，并在很多领域发挥巨大作用。

在车联网中，地理广播是一种特殊的地域群播(geocast)，是从源点传递消息到一给定目标地理区域内的所有节点。这是针对多种车载网络应用程序的基本服务内容，地域群播可形成区域广播来传送和地理位置相关的商业信息、广告等，或发送紧急消息到指定区域等实际应用，为了降低发生车祸的风险并避免交通拥堵，车联网中的许多应用程序都设计为通过地域群播在特定地理区域中传输消息。地域群播有许多具有娱乐信息的应用。它可形成区域广播来传送和地理位置相关的商业广告等，例如为到达某一地理区域的交通工具发送该范围内的停车场位置和空闲车位等信息或基于位置的商业广告的分发(星巴克向周围发送优惠券)。另外发送紧急消息到指定区域也是一个重要应用，例如在发生交通事故时向周围区域的车辆发送警告信息。

地域群播在WSN中得到了很好的研究。WSN的地域群播算法可以分为基于数据传输的协议，基于路由创建的协议和基于地理位置的协议。

然而，现有技术中的车联网技术中均未考虑城市车联网中车辆移动性和车辆轨迹的问题，导致车辆信息的准确度低，信息传输成本高且效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于公交轨迹和定位信息的地域群播方法，解决了现有技术中存在的未考虑城市车联网中车辆移动性和车辆轨迹，导致车辆信息的准确度低，信息传输成本高且效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于公交轨迹和定位信息的地域群播方法，包括以下步骤：

步骤1、通过公交车历史轨迹分析建立城市交通中的公交车之间相遇模型，利用公交车之间线路的重合及不同时间段之间的相遇概率，利用车辆的轨迹信息降低车辆移动性的不确定性来改善分组传递；

步骤2、在地域群播的第一个阶段，根据车辆之间的局部相遇有效地使用车辆轨迹，通过所述步骤1中建立的公交车相遇模型将数据包转发到具有更高节点转发能力的车辆；

步骤3、在地域群播的第二阶段，使用稳定性指数来估计两个车辆节点的稳定性，在目的区域的每条街道上建立一个车辆集，使用车辆集的建立和维护机制，保障经过目的区域的车辆需要传递消息时可以通过一跳交付消息。

本发明的特点还在于：