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基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络建模与仿真
书号:9787113295004 套系名称:无
作者:魏赟 出版日期:2022-12-01
定价:36.00 页码 / 开本:无 /16
策划编辑:潘晨曦 汪敏 责任编辑:汪敏 许璐
适用专业:计算机类 适用层次:高等职业(专科)
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作者介绍
图书特色
随着现代化城市的迅速发展,“城市交通拥堵”问题已日益成为现代城市管理急需解决的难题。因此,应用5G、物联网、数字孪生、人工智能等通用技术开展智能交通系统的研究和应用,已成为世界各国解决交通拥堵问题并实现智慧城市建设的重要着力点和必经之路。本书重点从交通系统微观仿真角度,进行基于5G、物联网的智能交通系统中车辆自组织网络建模与仿真研究,对于实现基于多尺度场景数据融合的数字孪生、有效缓解交通拥塞、改善交通状况和提升乘客的舒适度等方面具有重要意义。本书适合交通信息工程领域研究生学习使用,还可作为相关领域科研人员的参考书。
随着现代化城市的迅速发展,“城市交通拥堵”问题已成为现代城市管理所面临的难题。智能交通系统正逐步成为世界各国解决交通拥堵问题的研究方向。车辆自组织网络是物联网在智能交通领域的应用。根据交通的实际运行环境,车辆自组织网络的通信功能主要划分为车辆基础设施通信和车辆车辆通信。目前的车辆自组织网络研究大部分都基于仿真,车辆自组织网络的通信数据通过普通实验方法较难获取,实地测试代价昂贵,交通仿真是可以采取的有效方法之一。本书从交通系统微观仿真角度,进行基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络建模与仿真研究。(1)确定基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的分层协议模型;(2)构建基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的车辆移动模型;(3)进行基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络MAC层的研究;(4)进行移动自组网的先进路由算法与路由协议研究;(5)进行基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的安全应用研究。对车辆自组织网络的研究,在有效缓解交通拥塞、改善交通状况和提升乘客的舒适度等方面具有重要意义。本书出版得到甘肃省自然基金(项目编号20JR5RA408)的资助。在此深表感谢。由于作者水平有限,书中难免存在疏漏和不妥之处,殷切希望专家、读者批评指正。著者2022年5月
绪论1 01研究的背景与意义1 02研究现状2 021研究阶段3 022研究热点6 03 研究方法与创新点7 031研究方法7 032创新点8 04 研究结构和技术路线图9 第1章基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络分层协议模型11 11物联网11 12车辆自组织网络概述12 121车辆自组织网络的基本概念12 122车辆自组织网络的系统应用13 13车辆自组织网络的分层协议模型14 14网络通信仿真软件16 141OPNET软件16 142NS2软件20 小结22 第2章基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的车辆移动建模23 21交通仿真及其发展23 22车辆移动建模方法分类24 23网络仿真软件和移动模型的融合25 231车辆移动模型25 232实际车辆移动模型的设计26 233车辆移动建模未来发展方向28 24车流模型28 241微观车流模型29 242宏观车流模型30 243介观车流模型31 25构建车辆移动模型31 251车辆模块的Node模型31 252车辆模块的输入接口界面32 253车辆模块的输出接口界面33 254车辆模块MAC层的主要源码34 255车辆模块TCP层的主要源码34 256车辆模块TCP层的有限状态机结构图35 257车辆模块IP层的有限状态机结构图35 小结36 第3章基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络MAC层的研究37 31基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络MAC层的技术标准37 32基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络MAC层的研究方法38 321时分多址法38 322空分多址法39 323码分多址法39 33基于IEEE 80211p的通信39 331IEEE 80211标准40 332IEEE 80211p41 34车辆自组织网络V2I单车道单向运行场景建模与仿真43 341仿真环境构建44 342车辆自组织网络V2I单车道单向运行场景建模45 343收集统计量和运行参数45 344仿真结果分析46 345思考与总结48 35车辆自组织网络V2I双车道双向运行场景建模与仿真48 351车辆自组织网络V2I双车道双向运行场景建模49 352仿真结果分析49 353思考与总结52 小结52 第4章移动自组网先进路由算法与路由协议的研究54 41Ad Hoc网络简介54 411Ad Hoc网络的基本特点54 412Ad Hoc网络的技术特点54 413Ad Hoc网络的结构54 42移动自组网的路由技术55 421路由协议的划分55 422多路径路由协议的模型58 43移动自组网的分簇算法59 431最小标识符优先算法60 432最大连接度算法61 433改进的最小ID算法61 434基于模糊规则的分簇算法61 435移动自组网的分簇结构62 44基于簇的多路径路由算法63 441簇生成算法64 442路由策略及流量分配65 443模拟与性能评估65 45车辆自组织网络分层结构设计66 451相关研究的新进展66 452相关研究的学术史梳理及研究动态67 453研究内容68 454城市车辆自组织网络分层结构69 46车辆自组织网络V2V运动场景的建模与仿真74 461基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的路由技术75 462基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的拓扑结构75 463性能评价标准76 464基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络路由协议仿真分析比较76 465思考与总结79 小结79 第5章基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的安全应用研究80 51基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的安全应用80 511车辆的安全系统应用80 512协作式安全系统架构81 513车辆自组织网络可支持的主动安全应用82 514车辆自组织网络的高效应用83 52基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络的安全技术84 521车辆自组织网络安全的技术发展84 522车辆自组织网络数据安全面临的问题85 523车辆自组织网络安全基础设施86 524我国车辆自组织网络网络安全防护87 53双模动态冗余系统87 531冗余资源88 532双模动态冗余系统的逻辑结构图88 533双模动态冗余系统的分类88 534理论基础89 54车辆自组织网络V2I具有冗余系统的场景建模与仿真90 541车辆自组织网络V2I具有冗余系统的建模90 542仿真参数及场景91 543统计量的收集93 544不同网络配置参数下的场景及仿真结果93 545思考与总结98 小结99 第6章基于物联网的智能交通系统中车辆自组织网络应用实例100 61基于物联网的智能交通系统的应用领域与关键技术100 611基于物联网的智能交通系统的应用领域100 612车辆数据采集技术101 613云计算技术103 62城市公共交通管理信息服务系统104 621涉车、涉驾的运行系统104 622涉车、涉驾的运营系统108 623思考与总结111 小结112 第7章数字孪生在智能交通系统中的应用研究113 71数字孪生的定义与发展113 711数字孪生的定义113 712数字孪生的发展历史114 713数字孪生技术体系114 714数字孪生国内外研究115 72数字孪生技术与智能交通系统相结合的关键技术研究118 721静态高精度地图技术118 722动态交通态势感知技术119 723其他技术120 73数字孪生与仿真的关系121 731建模仿真的发展历程121 732建模仿真的应用及重要性122 733数字孪生与仿真的关系122 74交通场景下的数字孪生124 741交通场景数字孪生系统模型124 742人与车辆行为的建模仿真125 743路与环境的建模仿真125 744虚拟现实与运行仿真125 75数字孪生技术促进智能交通系统的发展126 751数字孪生与智能交通系统的融合126 752数字孪生在智能交通系统中的应用126 小结128 第8章结论129 81主要研究结论129 82研究展望132 参考文献133
魏赟,女,1970年3月,兰州交通大学铁道技术学院副教授,硕士生导师,工学博士。研究方向:交通信息工程及控制。2014年加州大学圣地亚哥分校访问学者;2016年同济大学交通运输工程学院杨晓光课题组,国内访问学者。1992年7月毕业于北京交通大学,物理师资专业,获工学学士学位;2003年6月毕业于西北师范大学,物理学科教育专业,获教育硕士学位;2017年12月毕业兰州交通大学,交通信息工程及控制专业,获工学博士学位。近五年来主讲《单片机基础》《计算机通信技术》《物联网技术概论》《大学计算机基础》《程序设计基础(C语言)》等课程。
本书适合交通信息工程领域研究生学习使用,还可作为相关领域科研人员的参考书。