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《西安电子科技大学》 2017年
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车联网交叉口风险评估及信息接入机制

项红玉  
【摘要】:近年来,随着无线通信系统的快速发展,先进的合作驾驶的概念得以实现。通过车车通信进行的车间合作保障了驾驶安全。城市道路交叉口作为道路网中最容易发生事故的地区之一。由于不同类型的道路使用者在交叉路口的有限区域进行交互,所以交叉路口的事故情况是最复杂的。因此,在城市交叉口区域,建立有效的车辆风险评估方法并确保安全类信息及时准确的发送具有十分重要的意义。在本文中,我们提出一个交叉口碰撞概率预测模型,首先,通过BP神经网络进行驾驶员意图建模,通过概率计算,选取最大概率的意图作为识别的驾驶员意图。然后,将识别出的意图概率作为卡尔曼滤波器的控制矩阵,用卡尔曼滤波器对车辆进行轨迹预测。最后,对交叉口处车辆的所有行驶轨迹进行汇集,我们可以定义车辆在交叉口的碰撞概率模型。根据碰撞概率危险程度判断驾驶员的意图是否应该调整,进而执行最后的驾驶员意图,避免碰撞危险的发生。仿真结果表明,我们的方案对车辆行驶轨迹的预测与真实值相比,平均相对误差不超过0.6%,预测准确度高;同时与TTC指标相比,我们方案预测的碰撞概率在短时间内变化幅度较小,预测准确性高。准确预测到车辆发生碰撞的信息后,确保安全类信息可靠及时的发送是十分必要的。VANETs主要通过车间通信来提高车辆的安全。安全通信信息主要包含beacon信息和EMW信息。频繁地交换beacon信息给通信信道造成了极大的网络负载,在高密度条件下极易造成信息拥塞,降低了吞吐量,增大了时延。同时,事故发生时,有可能beacon占完了带宽,导致紧急消息无法实施,所以需要对beacon信息和EMW信息的传输进行协调。为了保障安全信息的可靠及时的传输,同时提高周期性beacon消息接入信道的公平性,本文在参考了大量安全信息传输协议的基础上,提出了一种保障安全类业务的车联网媒体接入机制。首先,对车辆道路进行分区,并且,各分区采用集中调度,调度车辆选取最靠近分区中心的车辆;然后,采用TDMA接入机制,对beacon信息和EMW信息的车辆传输时隙进行了划分;最后,为了提高信道的利用率,我们在不会产生干扰的分区间进行时隙共用。仿真结果表明,我们提出的方案极大的提高了车辆网络吞吐量,降低了系统MAC时延,保证了时隙的充分利用,实现了车辆间安全信息的可靠通信。综上所述,为了保证城市交叉口区域车辆的驾驶安全性和信息需求,适用于车辆自组织网络中与安全相关的应用技术,本文提出的面向安全预警的驾驶员意图识别和风险评估方法和保障安全类业务的车联网媒体接入机制具有一定的应用价值。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5;U495

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