利用複雜網路理論最佳化車載通信網路

《利用複雜網路理論最佳化車載通信網路》是依託香港理工大學深圳研究院，由何宏禧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：利用複雜網路理論最佳化車載通信網路
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：何宏禧
• 依託單位：香港理工大學深圳研究院

項目摘要

近年來，車輛的快速增加正為城市帶來越來越多的交通堵塞和空氣污染。作為智慧型運輸系統的重要組成，車載通信網路(VANET)通過車輛間的無線通信不僅可改善道路交通安全及運輸效率，更有可能成為“無所不在”通信的一種實現方式。VANET面臨的一大挑戰是車輛的高速移動使通信網路拓樸快速改變以及其導致的通信鏈路的不穩定性。然而，現有研究對於道路網路、車輛移動及通信連線度之間的關係並沒有完備的理論詮釋，VANET也僅止於支持非實時數據業務。複雜網路理論提供了一個能有效識別不同網路特性的數理平台，正適用於填補道路網路與通信性能之間的空白。本項目擬利用複雜網路的理論分析VANET中底層道路網路與上層通信網路之間的根本關係，建立數學及仿真模型以描述不同道路網路給通信連線度和VANET性能帶來的變化，並對通信協定和網路部署進行跨協定層最佳化以最終提高VANET支持的數據速率和豐富其所能支持的業務種類。

結題摘要

數學圖論中的圖, 包括一組由邊連線的節點, 是分析現實世界複雜系統中最簡單卻非常有效的數學系統之一。通過將複雜系統中的組件表示為節點, 並將它們的關聯性表示為邊, 可以協助我們研究複雜系統拓撲結構中的固有特性。在本項目中, 我們利用圖論的概念對兩種公共運輸網路進行拓撲分析, 包括公交和捷運網路。我們首先對公交網路的拓撲作非互動式的單層分析。然後, 通過考慮多種公共運輸網路之間的相互作用, 將公交和捷運網路拓撲結構作多層網路分析。拓撲分析揭示了在單層和多層分析下不同的網路行為。最後, 我們將圖論與車聯網的概念結合起來, 從巨觀的角度探討交通網路拓撲與車聯網連線性的關係, 並提出了一些提高車聯網通訊效率的協定和算法。總括而言, 把圖論的概念套用於公共運輸網路的分析, 能更有效地從區域與廣域的角度了解交通網路的運作, 從而促進在未來的智慧型城市中部署各種操作設計和最佳化計畫。此外, 從拓撲結構對車聯網連線動態的影響表明, 網路工程師應考慮各種拓撲參數及其分布模式, 以開發可靠和現實的數據傳播方法。