[发明专利]基于车辆健康状态的车辆分簇信息传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通中车辆行驶道路上区域内车辆簇的形成及簇头的竞争领域，特别涉及一种基于车辆健康状态的车辆分簇信息传输方法。

背景技术

近年来，我国交通行业蓬勃发展，居民汽车拥有量大幅上升，随之而来的道路交通问题频繁发生，诸如车辆的追尾碰撞、侧翻等交通事故日益引起政府和社会的普遍重视，车辆行驶安全成为交通科技领域关注的焦点。设想如果安全预警信息(SWM，safetyWarningMessage)可以提前告知车辆自身及周边车辆其健康状况，区域内车辆可以提前知道周边车辆的健康状况，则可以一定程度上避免交通事故的发生，减少交通事故带来的损失。

2007年，Sengupta等人提出采用CVS解决实时安全问题，车辆感知其自身状态，如位置，速度等，进行综合安全评估，并通过DSRC(DedicateShortRangeCommunication)广播通知周围车辆，接收到广播信息的车辆则对周围车辆构造实时位置图，用于进一步控制处理，车间协同关系模型(CooperativeVehicleRelationshipModel，CVRM)雏形初现；早期的CVRM是一个位置图，通过周期性感知发送信息获得车间距离，这种方法的性能表现并不好，特别当对象区域车量过多时，定位与跟踪精度会大大下降；2012年，Fallah与Sengupta设计了一个V-CPS的协同车辆安全系统，其CVS设计综合了邻居估计及网络优化，在发送端加入远端估计模块，通过测试网络信道质量，利用统计模型获取车辆状态信息，建立车间作用模型以获得认知通信质量评估矩阵。但问题在于，在高车辆密度条件下，比如当堵车发生，区域车辆大多已经完成相关驾驶行为，此时弥漫在信道中的信息有效性将大大降低，车间的位置关系对于事故发生的影响度也会下降，如果仅仅从网络信道的角度来考虑，会进一步陷入信息风暴；

我们认为，选择有安全信息交互需求的车辆进行通信，能从源头上控制待传输信息量，从而缓解信息风暴，并提升传输质量，交互需求不再单纯取决于车辆的个体属性，还需要引入社会属性；2013年4月，Intel公司的研究科学家JenniferHealey在一次演讲中提出，如果车辆之间可以互相对话(TEO,TalktoEachOther)，就不会发生车祸，TEO的概念将社会属性引入了车间通信，通过收集车辆个体的各种参数，进行评级判断，发现车辆间的关系，及时发现危险并采取适当措施引导易受影响的车辆避险。

我们将道路车辆定义为“车辆个体(PrivateVehicle,PV)”。PV之间的信息交互具有个体倾向性和社会选择性。PV的个体倾向性即PV的健康状态直接影响周边车辆，但其影响范围也十分有限，目前的研究热点——车队控制(PlatoonControl)即对车辆的影响范围进行了界定，将道路车辆分成一个一个的车队，在车队控制中，道路车辆根据其所处空间位置组成车队，车队内部车辆间距小，相互之间影响作用大，车队内部的信息交互能够很大程度提升信息分发和共享的有效性；研究者们致力于研究车队控制策略，通过信道评价结果构造路由矩阵，2011年，Yin等人在车队控制中根据信道条件引入权重和代价矩阵，用以提升车队控制的协同能力；2013年，Jia等人研究了车队内部的连通性，在综合考虑系统参数，如车流量、速度、车队规模和传输距离等，估计了车队内部的安全信息传输性能，给出了更加详细的控制代价矩阵构造方法。

问题在于，目前的车队控制大多按照单列生产车队，研究从队末到队首的传输方法，但是实际当中，道路车辆并非以单列行进，多车道的并存可能导致多列之间的干扰，文献[22]将分簇引入车队控制，簇内允许多车道车辆参与，根据簇内车辆ID排序选择簇头；文献[23]则建立了车辆簇的位置关系图，并将其应用于V2V信标分发；我们认为，将车辆按区域分簇，结合PV健康特征，研究车间作用关系，构造基于健康状态评价的CVRM——HCVRM(CVRMbasedonHealthEvaluation)，既能体现簇内车辆的位置关系，也能充分表现PV的健康状况影响力，将其用于通信策略设计，能为车辆间信息交换提供新思路，具有重要的研究意义。

目前最常见的道路车辆分簇方法是基于周围车辆数选择簇头，即选择周围车辆最多的车辆节点为簇头，该类方法虽然能保证簇覆盖车辆数，但可能导致局部信息有效度下降，难以保证高危信息的及时分发。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供了一种能够提高车辆之间的信息传输有有效性的基于车辆健康状态的车辆分簇信息传输方法。