[發(fā)明專利]基于公交車軌跡和蟻群優(yōu)化的城市車聯(lián)網(wǎng)路由方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810129910.8
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108366340B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫健;張益靜;孫罡;廖丹
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/40;H04W4/42;H04W40/02;H04W40/20;H04W40/22;H04W84/18
• 代理公司: 51229 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 何凡

本發(fā)明公開了一種基于公交車軌跡和蟻群優(yōu)化的城市車聯(lián)網(wǎng)路由方法，其包括接收數(shù)據(jù)包；當(dāng)數(shù)據(jù)包中不存在路由路徑時，制定路由路徑，并封裝于數(shù)據(jù)包中；當(dāng)存在路由路徑時，判斷數(shù)據(jù)包的目的地位置是否位于其通信范圍內(nèi)；若否，判斷通信范圍內(nèi)是否存在中繼公交車；若存在，則選取連接生命期最長的作為下一跳中繼公交車，并向其發(fā)送數(shù)據(jù)包；否則，則采用蟻群優(yōu)化算法發(fā)現(xiàn)最優(yōu)下一跳中繼公交車和到下一跳中繼公交車的最優(yōu)多跳鏈路；當(dāng)找到，則向其發(fā)送數(shù)據(jù)包；當(dāng)未找到，判斷當(dāng)前位置是否偏離路由路徑；若未偏離，則繼續(xù)采用蟻群優(yōu)化算法發(fā)現(xiàn)最優(yōu)下一跳中繼公交車；否則，返回尋找最短路徑步驟；若位于通信范圍內(nèi)，向數(shù)據(jù)包的目的地位置發(fā)送數(shù)據(jù)包。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能交通系統(tǒng)的通信方法，具體涉及基于公交車軌跡和蟻群優(yōu)化的城市車聯(lián)網(wǎng)路由方法。

背景技術(shù)

車輛自組織網(wǎng)絡(luò)主要包括車輛與車輛、車輛與路旁設(shè)備以及車輛與行人之間的直接或多跳通信，使得在現(xiàn)有道路網(wǎng)中動態(tài)、快速構(gòu)建一個自組織、分布式控制的車輛專用短距離通信網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實(shí)。車輛間通信網(wǎng)絡(luò)是移動自組織網(wǎng)絡(luò)的一個嶄新分支，它是在車載終端之上，將電子傳感、導(dǎo)航定位、移動計算、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器視覺、自動控制、人工智能以及系統(tǒng)綜合等技術(shù)有效地集成，并運(yùn)用于整個地面道路交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)人、車、路三者之間的信息共享、協(xié)同與交互，從而建立一種在區(qū)域范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用，實(shí)時、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理與服務(wù)系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效改善交通安全，減少交通擁堵，增強(qiáng)行駛舒適性。研究車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的智能交通系統(tǒng)和產(chǎn)品，對于交通系統(tǒng)建設(shè)和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有關(guān)鍵意義。

作為一種特殊的移動自組織網(wǎng)絡(luò)，車聯(lián)網(wǎng)不僅有一般自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，由于其運(yùn)用環(huán)境和人們對其功能需求的差異，車聯(lián)網(wǎng)又有自身所特有的特點(diǎn)：車輛節(jié)點(diǎn)的高速移動，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁，節(jié)點(diǎn)分布不均勻，運(yùn)動軌跡受限等，使得傳統(tǒng)的移動自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議不能適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)變化。而作為車聯(lián)網(wǎng)研究的關(guān)鍵技術(shù)，路由協(xié)議對車聯(lián)網(wǎng)性能好壞起著至關(guān)重要的作用，因此設(shè)計高效、可靠、實(shí)時的車聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議具有一定的實(shí)際意義和研究價值。降低端到端的延時、提高包傳輸率和提高Qos是設(shè)計高效路由協(xié)議的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種能夠降低端到端的延時并提高包傳輸率的于公交車軌跡和蟻群優(yōu)化的城市車聯(lián)網(wǎng)路由方法。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種基于公交車軌跡和蟻群優(yōu)化的城市車聯(lián)網(wǎng)路由方法，其包括：

接收來自于非公交車向外發(fā)送的數(shù)據(jù)包；

當(dāng)所述數(shù)據(jù)包中不存在路由路徑時，根據(jù)公交車線路路由圖，采用Dijsktra算法計算從當(dāng)前位置到數(shù)據(jù)包的目的地位置的多條最短路徑；

選取最短路徑中連續(xù)性概率最大的作為路由路徑，并將其封裝于數(shù)據(jù)包中；

當(dāng)所述數(shù)據(jù)包中存在路由路徑時，判斷數(shù)據(jù)包的目的地位置是否位于攜帶數(shù)據(jù)包的公交車的通信范圍內(nèi)；

若不位于通信范圍內(nèi)，則判斷通信范圍內(nèi)是否存在位于路由路徑中且與目的地的距離小于攜帶數(shù)據(jù)包的公交車與目的地的距離的公交車；

若存在，則攜帶數(shù)據(jù)包的公交車通信范圍內(nèi)、且與攜帶數(shù)據(jù)包的公交車的連接生命期最長的公交車作為下一跳中繼公交車，并向其發(fā)送數(shù)據(jù)包，之后繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)包的目的地位置是否位于攜帶數(shù)據(jù)包的公交車的通信范圍內(nèi)；

若不存在，則攜帶數(shù)據(jù)包的公交車采用蟻群優(yōu)化算法發(fā)現(xiàn)最優(yōu)下一跳中繼公交車和到下一跳中繼公交車的最優(yōu)多跳鏈路；

當(dāng)采用蟻群優(yōu)化算法成功找到下一跳中繼公交車，則向其發(fā)送數(shù)據(jù)包，之后繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)包的目的地位置是否位于攜帶數(shù)據(jù)包的公交車的通信范圍內(nèi)；

當(dāng)采用蟻群優(yōu)化算法未能成功找到下一跳中繼公交車，判斷當(dāng)前位置是否偏離路由路徑；