科创中国

行业领域

电子信息技术,智能交通技术

需求背景

近年来，道路交通事故因其极强的“杀伤力”被称为“世界头号杀手”^[1]。尤其是随着我国高速公路里程迅速增长，机动车保有量急剧攀升，高速环境中交通事故发生数量和比例都“高居世界前列” ，给国家、社会和家庭造成巨大损失。因此，如何增强高速环境道路交通运输安全性、快捷性、舒适性成为现代化交通建设亟待解决的关键问题。

车用自组网（vehicular ad hoc networks, VANETs）作为移动自组网（mobile ad hoc networks, MANETs）、物联网在智能交通信息网中的具体应用，通过车辆节点（或简称节点）之间的广播通信方式，可为司机提供危险警告、协同驾驶、拥堵疏导等各种实时交通信息，以拓展司机的视野和车辆部件功能，协助司机采取积极措施，提高旅途安全性、舒适性和快捷高效性。这就要求VANETs广播分发的交通信息具有较强的实时性、可靠性、可达性，同时能够优化配置网络资源。

2013年2月，国务院在《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》（国发[2013]7号）中明确指出，虽然我国在物联网技术研发、标准研制等方面已具备一定基础，但急需在关键核心技术方面有所突破。VANETs作为物联网、自组网在智能交通中的应用，其节点高速移动易导致网络拓扑频繁、大规模变化，很难保证信息传输的有效性。因此如何设计适应VANETs网络拓扑特征的交通信息广播模型，是VANETs在智能交通应用中需要解决的一个关键问题，更是一项迫切的、基础性、前瞻性研究工作，对推动我国智能交通系统、物联网的研究和发展具有重大理论和现实意义，必将对我国经济建设和社会可持续发展产生积极影响。

需解决的主要技术难题

IEEE802.11单跳广播作为MANETs一种简单、高效的信息分发方式，邻居节点只需接收信息，可减少网络中的冗余广播信息量，提高资源利用效率，在交通运输安全中起重要作用。因为通过单跳广播就可能为危险区域内的车辆提供危险警告、协同驾驶等优先级高、实时性强的交通信息，提醒司机紧急避险或采取合适的驾驶行为，以最大限度避免追尾和连环碰撞事故的发生。

但是，由于节点高速移动性，网络分布式以及IEEE802.11的MAC层在信息广播分发方面存在的固有缺陷（缺乏握手机制、竞争窗口不能自适应调整等），很难保证司机获得实时、可靠的交通信息。因此单跳广播模型需要解决交通信息传输的可靠性、实时性以及资源利用效率问题。

期望实现的主要技术目标

1. 如何根据VANETs中节点以及节点组在高速环境中的基本移动规律，提出描述高动态变化网络拓扑结构的连接与分割模型是本项目需要解决的基本问题。

2. 如何充分利用提出的广播性能动态表达式，基于优化理论提出支持优先级的动态单跳广播模型是本项目的研究重点。

3. 如何在网络拓扑高动态、大规模变化的VANETs中保证各种交通信息对广播分发的不同QoS需求，同时增强资源的有效利用是动态多跳广播分发模型需要解决的关键问题。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-23

王飞

重庆科创职业学院

副教授

综合评价

该项目需求足够清晰

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处理进度