[發(fā)明專利]基于合作機(jī)制的車輛擁塞檢測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410613092.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN104361745A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚國平;譚林風(fēng);曹磊;朱燕丹;李岳衡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于合作機(jī)制的車輛擁塞檢測方法，屬于智能交通領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會(huì)，車輛數(shù)目在不斷攀升，由此帶來的交通問題也日益嚴(yán)重。在平常的交通管理中，如果能夠?qū)崟r(shí)地知道各個(gè)路段的路況,交通現(xiàn)狀,并可以實(shí)時(shí)地通知各個(gè)車輛，就可以幫助駕駛者做出正確的判斷，以避免交通擁塞乃至交通事故的發(fā)生。用于實(shí)現(xiàn)這種交通監(jiān)測技術(shù)的有效方法是智能交通系統(tǒng)，而基于車載自組網(wǎng)的智能交通則是一種沒有地域局限性的智能交通實(shí)現(xiàn)方法。

R.Bauza,J.Gozalvez?2013年發(fā)表在第36期《Journal?of?Network?and?Computer?Applications》上的《Traffic?congestion?detection?in?large-scale?scenarios?using?vehicle-to-vehicle?communications》中，提出了一個(gè)合作檢測機(jī)制，首先進(jìn)行車輛自身的檢測，然后是合作檢測。自身檢測部分用的是一個(gè)公式求密度，通過發(fā)送的beacon消息來計(jì)算車輛的數(shù)目和距離。檢測出車輛自身的擁塞后，因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)的特性，檢測結(jié)果可能不準(zhǔn)確，同時(shí)僅通過取所得車輛數(shù)目的60％來實(shí)現(xiàn)精確的過程，誤差較大。檢測完自身擁塞后，僅僅通過廣播信息進(jìn)行車輛間的合作檢測，并沒有做出處理。

合作車輛擁塞檢測(CoTEC)是一種新穎的在車載網(wǎng)中用于有效檢測道路擁塞狀況的技術(shù)，該技術(shù)是基于V2V通信實(shí)現(xiàn)的。CoTEC使用密度和速度來判斷道路的擁塞情況，這個(gè)判斷是通過beacon的傳輸來實(shí)現(xiàn)的，但是CoTEC中的beacon消息無法判斷車輛來自于哪個(gè)車道、哪條邊，會(huì)造成誤判。為了求得密度值，還需求出車輛之間的距離，而CoTEC中并沒有給出這一方法。用公式計(jì)算得到的車輛密度和實(shí)際通過仿真得到的車輛密度之間有一定差距，而這種差距是由于突發(fā)性的誤檢測造成的，不對(duì)這種突發(fā)錯(cuò)誤進(jìn)行處理會(huì)造成擁塞判斷的不準(zhǔn)確。

自身擁塞檢測達(dá)到一定程度需要實(shí)行合作擁塞檢測，CoTEC采用的方法只是將傳輸CTE消息的車輛擁塞情況加以考慮，并沒有考慮擁塞隊(duì)列內(nèi)的其余車輛，在車輛通信范圍較大的情況下，該距離內(nèi)車輛的擁塞情況變化也可能較大，若只是考慮傳輸CTE的車輛，對(duì)整個(gè)擁塞隊(duì)列的整體擁塞情況的認(rèn)識(shí)會(huì)有偏差。

基于以上介紹可知，為了獲得精確的車輛擁塞程度且能夠全面合作檢測擁塞隊(duì)列所有車輛，必須采用一種求解正確車輛密度并且能夠減少突發(fā)錯(cuò)誤、擁塞隊(duì)列所有車輛都進(jìn)行合作檢測的精確、全面的擁塞檢測方法。該方法可以在大規(guī)模交通仿真中獲得精確的密度求解值并利用該值判斷車輛的準(zhǔn)確擁塞狀況，采用合作檢測后可以在不增加通信負(fù)載的前提下考慮所有車輛的擁塞情況，向靠近擁塞隊(duì)列的車輛提供一個(gè)全面準(zhǔn)確的擁塞信息，幫助其做出正確的判斷。目前在智能交通領(lǐng)域，尚沒有一種基于合作機(jī)制的方案能夠獲得準(zhǔn)確車輛密度并且合作傳輸所有車輛的擁塞狀況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于合作機(jī)制的車輛擁塞檢測方法，該方法分為車輛自身擁塞檢測和車輛合作擁塞檢測兩個(gè)方面。在車輛自身擁塞檢測方面主要分為兩個(gè)部分：周圍車輛密度的估算；一種基于干擾模型的車輛密度優(yōu)化過程。而在車輛合作擁塞檢測方面：一種基于路徑長短排序的分塊方法，將所有車輛的自身擁塞情況都進(jìn)行合作檢測。在車載網(wǎng)擁塞控制中，求得更為準(zhǔn)確的車輛密度以確定該車輛的擁塞程度，并且在合作檢測的過程中考慮所有車輛的擁塞情況，使得后方靠近擁塞的車輛獲得一個(gè)準(zhǔn)確全面的擁塞狀況。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于合作機(jī)制的車輛擁塞檢測方法，該方法分為車輛自身擁塞檢測和車輛合作擁塞檢測兩個(gè)方面；

首先，進(jìn)行車輛自身擁塞檢測，包括車輛密度的估算、基于干擾模型的車輛密度優(yōu)化，具體為：

1)通過公式來估算車輛密度，其中Density為車輛密度，N為檢測車輛在其通信范圍內(nèi)檢測到的車輛數(shù)目，D為在檢測車輛前、后方分別檢測到的最遠(yuǎn)車輛與檢測車輛之間的距離之和，NL為車輛行駛車道的邊數(shù)目；

2)對(duì)估算得到的車輛密度進(jìn)行優(yōu)化：將影響車輛密度估算結(jié)果的突發(fā)性錯(cuò)誤檢測過程抽象成一種干擾模型，通過圖形擬合求解這個(gè)干擾模型，再根據(jù)得到的干擾分布狀況去除干擾；

其次，當(dāng)車輛自身擁塞檢測到的擁塞程度超過設(shè)定閾值時(shí)，基于路徑長短排序的分塊方法進(jìn)行車輛合作擁塞檢測，具體為：

A，根據(jù)車輛的通信范圍給定一個(gè)分塊距離值；