基于車車通信的路況信息采集算法的研究

摘要：為了及時準確地獲取道路交通的路況信息，改進了基于車車通信方式的交通信息采集算法，采用廣播通信方式，避免了周期性廣播帶來的網絡堵塞問題，提出了基于車車通信方式的交通信息采集系統的工作方式及其工作流程。同時在NS 2網絡仿真器上進行了仿真模擬及相應的算法驗證，通過與單播通信方式的比較，驗證了廣播方式下該交通信息采集算法的準確性。
關鍵詞：車車通信；交通信息采集；Ad Hoc；NS2

0 引言
關于車車通信的研究早在20世紀80年代在日本、歐美等國家紛紛啟動。我國對車車通信的研究起步比較晚，主要有清華大學專家研究提出了一種基于車車通信的交通信息采集方法，設計了相應的無線交通信息服務系統(WTISS)原型；武漢理工大學的學者們在基于自組網的車車通信研究中，旨在通過車車通信解決交通中的緊急情況報警及剎車輔助等。
另外，上海交通大學研究一種基于Ad Hoc無線網絡的自主式道路通行狀況信息系統，該系統主要是通過每輛車與對向車的自組網連接，并周期性地廣播自身車輛采集的信息，了解該車行駛前方道路的擁堵情況。該方案存在以下問題：首先，當車輛密度較大時，周期性的信息廣播必然造成無線網絡的過載；第二，對于無對向車的單行線，以及對向車無車輛行駛的道路交通路況信息無法掌握；第三，由于該系統僅依賴對向車采集，其路網覆蓋率相對較低，實時性及信息覆蓋范圍會受到一定限制。本文提出的采集算法及系統工作流程旨在解決這些問題。

1 車車通信過程
本文介紹的車車通信中，車輛間的交互信息為車輛自身采集信息，如何通過車輛自身采集信息獲得其當前的路況信息是本文的研究重點。
車輛自身采集信息的構成包括車輛行駛的路段(包括方向)、行駛距離、行駛時間、采集的時間戳，以及必要的車輛標識信息。其信息內容格式見表1。

圖1是車輛行駛過程，其中，A，B，C，…標識路段；d0表示路段起點的距離偏差；d1表示信息采集末端到路段末端的距離偏差；S0表示實際路段長度；S表示車輛采集信息所行駛的路段長度；(x1，y1，t1)，(x2，y2，t2)是車輛駛入和駛出路段的位置和時間。