車聯網跨層設計基礎理論與關鍵技術

《車聯網跨層設計基礎理論與關鍵技術》是依託同濟大學，由劉富強擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：車聯網跨層設計基礎理論與關鍵技術
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：劉富強
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

保障交通安全、提高通行效率是交通管理中最核心的目標，也是車聯網需要具備的關鍵功能。在重大安全白櫻戒陵事故易發的高速公路環境中，信道類型演變多樣，網路拓撲頻發突變，如何保證安全訊息的強實時嚷淋性和高可靠性傳輸面臨困難；此外，城市日益增加的車輛保有量易導致道路擁堵，如何保障各種車聯網業務在複雜環境下的高效傳輸也面臨挑戰。車聯網原有分層結構很難滿足不同環境下的傳輸要求。因此，本課題首先針對高速公路進行信道特徵分析，建立業務佇列模型，研究層間傳輸延遲的耦合關係，設計分散式的跨層調度方法和分發機制，實現安全訊息的快速可靠傳狼連道遞；針對城市路網分析網路級的信道特徵，提供自適應的信道接入控制和業務感知相結合的跨層最佳化機制，實現多鏈路下的自適應切換和協同資源管理，保障多樣化車聯網業務的高效傳輸。同時，模擬宏——微移動相互動的交通及通信過程，構建虛實相結合的驗證平台，再現交通行為和通信機理的可信特徵，為算法驗證提供科學判據

結題摘要

多年來高速公路惡性交通事故頻發、城市交通擁堵、環境污染惡化等成為當前世界各國面臨的共同問題。保障交通行車安全、提高城市道路通行效率是智慧型交通管理的核心內容。在此時代背景下，車聯網成為解決這些問題的關鍵技術，並已經上升為國家發展戰略。課題從跨層最佳化的角度出發，面向車聯網信息傳播環境隨時間和空境旋糠間快速變化、網路拓撲結構高速動態改變、業務類型複雜多樣等獨有特徵，針對低延時、高可靠、高效率的車聯網跨層傳輸技術展開了深入研究。針對多種典型的高速公路快速移動環境，對寬頻無線電波傳備全轎嬸播信道進行了廣泛的主動與被動測量，通過分析海量樣本數據，利用智慧型算法提取複雜特徵，首次構建了傳播信道時變統計模型；聯合上層業務需求和下層信道狀態，設計了一系列能夠保證傳輸實時性的跨層最佳化和分散式調度算法；提出了保證傳輸可靠性的車聯網訊息分發機制；針對城市路網多鏈路、多業務時變環境，對多種典型道路和駕駛場景各種復慨重凳雜的無線信道進行了實地測量，建立了傳播信道統計模型拘敬危，創造性地設計了一系列環境與業務感知和資源調配相結合的保證多樣化車聯網業務高效傳輸的自適應擁塞控制、移動管理、多域資源最佳化和異構網路協同的跨層方法；建立了虛實結合、交通與通信結合的半實物仿真評估和驗證平台，規劃設計和建設了可用於多種V2X場景驗證分析和傳輸性能測試的真實外場。 研究成果為充分運用車聯網技術實現安全、高效的智慧型交通系統提供關鍵理論支持和技術方案，具有重要的科學價值。課題共發表學術論文114篇，其中SCI期刊論文44篇，包括IEEE Transactions/Magazine論文25篇；申請國家發明專利24項，申請軟體著作權4項，提案7項；出版著作4部，獲省部級科技進步獎2項。研究成果產生了重要的套用價值和社會效益，組織科普活動20次，做科普報告16次，組織了包括APEC車聯網會議在內的3次專題研討會，發布了APEC車聯網白皮書，與歐盟等進行了多項國際合作項目，產生了重要的國際影響。