[发明专利]一种基于数据融合的车载网络评价方法

说明书

本发明公开了一种基于数据融合的车载网络评价方法，包括：针对初步设计的车载网络方案，分别提取车载网络拓扑结构和车载网络数据库；基于提取的车载网络拓扑结构来分析计算车载网络各数据特征路径长度，从而得到车辆网络拓扑结构评价结果；基于车载网络数据库，得到车辆网络静态数据的可扩展性和车载网络动态数据可扩展性分析结果；采用数据融合方法对得到的车载网络拓扑结构评价结果、车载网络静态数据可扩展性分析结果和车载网络动态数据可扩展性分析结果进行融合；基于融合结果，对车载网络进行综合评价。本发明有效融合网络拓扑特征路径长度，总线负载率和数据延迟可扩展性综合评价整个车载网络，提高了车载网络评价方法的综合性和通用性。

技术领域

本发明属于汽车通信网络技术领域，特别涉及一种基于数据融合的车载网络评价方法。

背景技术

安全、节能、环保以及汽车智能化的需求推动了汽车网络技术的发展，与其对应的车载网络的仿真和评价系统也成为了各研究部门与厂商关注的问题。

CAN总线技术目前已经成为最成熟的车载网络标准之一，被广泛应用于现代汽车控制中，但由于车载应用环境的复杂性，CAN总线车载网络的实时性、容错性、可靠性以及带宽资源利用能力至今仍未能满足实际要求与发展需要。因此，除解决汽车强电磁干扰问题和网络本身电气故障外，如何有效提高网络的高效集成，如何有效评估网络性能以保证网络可调度性与可靠性，提高带宽资源利用率等问题都是车载网络有待深入研究和解决的关键理论问题。

非专利文献《CAN协议车载网络若干关键理论研究》(《东北大学》— 2008)中提到一种典型的车载网络评价方法使用单调速率分析(Rate Monotonic Algorithm,RMA)方法，该方法是一种经典的周期任务调度分析方法，通过引入实时系统的分析方式分析信息实时性。根据事件产生的比率来分配优先级，事件产生的时间间隔越小即比率越大，则被分配的优先级越高，反之则越低。当应用于CAN总线的信息优先级分配时，信息连续两次申请发送之间的最小时间间隔越小，则信息的比率越大，信息的优先级越高，信息分配的标识越小。RMA算法简单易行，基于RMA算法的网络可调度分析也比较成熟。

非专利文献《车载网络仿真与评测系统的实现》(《哈尔滨工业大学》— 2009)中提出一种车载网络系统的资源需求评测的方法，从静态分析和动态仿真分析两个方面讨论了车载网络系统网络性能评测的方法，较为完备的实现了对车载网络系统网络性能的评价。

但是，以上车载网络的分析与评价研究存在以下问题：

(1)对于不同的网络拓扑没有做区分及分析，作为同一信息总量处理，忽视了网络拓扑结构的特性。而网络拓扑结构是影响数据传输路径的重要因素，且直接影响车载网络的数据延迟和网关路由等网络性能。

(2)绝大多数研究仅从单信号装帧或组合装帧的角度分析网络扩展的灵活性，而商用车大多遵照SAE J1939标准设计，数据装帧方式固定，所以装帧方式无法体现所有网络扩展的灵活性，缺少适用于所有车载网络可扩展性的分析研究，而可扩展性是各厂商进行平台网络设计需要考虑的重要因素。

(3)传统的车载网络评价方法通常只对一个性能进行比较，或者将多个性能指标逐个进行比较，未考虑多项网络性能指标的综合评价及如何以量化的形式表示。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于数据融合的车载网络评价方法，该方法从网络拓扑结构分析和网络数据分析两方面有效分析评价车载网络，通过分析车载网络拓扑结构计算数据特征路径长度，通过分析车载网络数据库计算车载网络总线负载率和数据延迟可扩展性，并通过Dempster-Shafer证据理论有效融合上述性能指标分析结果，从而形成对车载网络的综合评价。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种基于数据融合的车载网络评价方法，包括：