[發明專利]一種考慮車車與車路通訊并存的路側單元優化布設方法

在審

• 申請號: 202111501915.7
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114186370A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 龔思遠;孫康;趙璐;吳霞;武亞龍;劉鳳琳;趙祥模;丁毓琨;王文靜;張聰麗;孫藝菡;楊蕊
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20;H04W4/40;H04W16/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種考慮車車與車路通訊并存的路側單元優化布設方法，其特征在于，包括：

步驟一：基于圖論將路網離散化為節點與路段的路網拓撲結構G＝(N,A)，其中G為路網，N為路網中節點集合，A為路段集合；

步驟二：基于步驟一所得到的路網拓撲結構，令Z為RSU布設中的候選節點集，Z為N的子集則路側單元的布設方案z＝[z₁,…,z_i,…z_|Z|]，z為二進制向量，z_i∈{0,1},

步驟三：基于交通流-信息流耦合傳播理論，根據信息覆蓋帶來的正向收益、RSU設備安裝成本相關的負向收益及布設方案z，構建RSU優化布設模型；

步驟四：求解RSU優化布設模型，得到信息覆蓋帶來的正向收益和RSU設備安裝成本相關的負向收益總和最大時對應的最優路側單元布設方案和最優線網布設方案。

2.根據權利要求1所述的考慮車車與車路通訊并存的路側單元優化布設方法，其特征在于，步驟三中，信息覆蓋帶來的正向收益通過如下方法得到：

步驟S1：基于交通流-信息流耦合傳播理論，將信息流在網聯車交通流中的傳播分為瞬時傳輸和輪渡傳輸兩類，結合瞬時傳輸和輪渡傳輸兩部分構建各相鄰節點間的信息傳播時間矩陣

步驟S2：根據步驟S1所確定的信息傳播時間矩陣T，基于Floyd最短路算法構建權重約束可達性算法，以獲取在信息生命周期τ由布設方案z中各節點通往路網中各節點N的可達性矩陣

步驟S3：結合步驟S2的可達性矩陣R、布設方案z和節點單點覆蓋向量λ，獲得信息覆蓋車輛總數，即為信息覆蓋帶來的正向收益C_cov(z)。

3.根據權利要求2所述的考慮車車與車路通訊并存的路側單元優化布設方法，其特征在于，步驟S1中，信息傳播時間矩陣的具體的計算公式如下：

T＝[t_n'n]^|N|×|N|

其中，t_n'n和T分別為信息在n'n路段上的傳輸時間及路網中各相鄰節點的信息傳播時間矩陣，l_n'n為n'n路段長度，υ_n'n為信息在傳播模式組內的傳播速度，其具體表達式如下：

其中，E(X)_n'n和t_x,n'n分別為n'n路段上n'至n方向瞬時傳輸的期望傳輸距離和傳輸時間，E(Y)_n'n和t_y,n'n分別為n'n路段上n'至n方向輪渡傳輸的期望傳輸距離和傳輸時間。

4.根據權利要求3所述的考慮車車與車路通訊并存的路側單元優化布設方法，其特征在于，步驟S2具體為：根據信息傳播時間矩陣T，確定路網中任意兩節點間的最短時間矩陣進一步迭代任意候選節點i與任一路網節點n的可達性，將布設方案z中各節點i和路網G中各節點n之間的信息傳播最短時間(與信息生命周期τ進行比較，若則令可達性指標r_in＝1，否則令r_in＝0，得到布設方案z中各節點i通往路網中各節點N的可達性矩陣為R＝[r_in]^|Z|×|N|；其中，為T^SP中的對應元素。

5.根據權利要求4所述的考慮車車與車路通訊并存的路側單元優化布設方法，其特征在于，步驟S3具體包括：

步驟S31：將可達性矩陣R與布設方案z進行相乘并帶入單點可達性計算公式，得到節點可達性向量單點可達性計算公式如下：

其中，ε為一極小正值；當時，反之，則任意節點的可達性；

步驟S32：結合節點可達性向量和節點單點覆蓋向量λ，得到正向收益C_cov(z)，具體計算公式如下：

其中，k_n'n為路段n'n上n'至n方向的交通流密度，l_n'n為路段長度。