智能交通車載通信的性能與仿真研究

潘敏捷

摘 要 本文簡要分析了智能交通系統的發展與應用現狀，并以智能交通車為研究對象，開展其性能仿真分析，以信道切換為實驗視角，應用Bus-Net車聯網系統，改善原有車輛通信的傳播形式。仿真實驗結果：智能交通車載的通信傳播效果良好。

關鍵詞 車聯網;控制信道;仿真實驗

引言

智能交通系統，作為各類先進技術的整合技術，包括傳感器、無線通信等，在諸多技術相互配合發展同時，有助于提升車輛的行駛安全，為人們提供出行路線，科學控制行車速度，有效避免交通擁堵事件發生，為人們提供綠色安全的駕車體驗。

1智能交通系統的應用現狀

1.1 物聯網

物聯網技術，為人們帶來了全新的信息技術應用層次，比如智能交通、智慧校園等。物聯網技術的含義為：將物品采取RFID（射頻識別）、傳感器、GPS等信息傳感技術，將物品與信息技術相互連接，開展信息通信活動，實時開展智能化定位、監管等。物聯網具有諸多應用優勢：

全面的感應性，能夠以全方位視角獲取物體的相關信息，為信息發送與處理提供便利;

傳送能力較強，數據傳輸借助的媒介包括互聯網、蜂窩網、3G網等，以此提升信息傳送的完整性與穩定性，便于信息獲取、開展自動化管理等;

云計算、數據挖掘等技術，應對數據具有較高的處理能力。

1.2 車聯網

車聯網，是站在物聯網角度，建立車輛之間的通信連接技術。車聯網技術，實現了多重通信需求，包括：車-路（V2I），車-車（V2V），人-車（P2V），將信息有效采集，借助無線通信技術，將信息有效整合在一起，形成車輛通信架構。車載背景下，引入的無線接入技術，成為當前應用較為廣泛的無線通信方式。

2車載通信性能與仿真分析

2.1 數學模型

在Bus-Net系統背景下，良好解決了信息傳送存在的安全問題，提升了信息接收能力，增強了車輛的信息獲取能力。信道切換機制，采取技術間隔切換方式，包括CCH、SCH等，實現了在100ms周期內，完成同步更新作業，其中CCH、SCH信道各占據50ms。此時車輛密度作為不確定數值，在人們上下班時期，基于競爭退避理念，全部安全信息難以在限定的50ms周期內完成傳送任務。如若車輛安全信息，難以由其他車輛準確獲取，極易造成較為嚴重的安全事故。為此，以車輛密度作為分析條件，在多種密度環境下，完成數據傳送所需消耗時長，此數值與50ms切換開展對比分析，當車輛數=40，臺，信息傳送時長不大于50ms。依據50ms的機制更換原則，當信息傳送完成時，尚未開展信道切換，信道閑置現象，在一定程度上，造成了資源浪費[1]。

2.2 動態信息的智能化機制

在全部車輛出現在首位同步時隙時，均在CCH信道運行，并處于持續性切換信道狀態。在時隙運行初期，每輛車所配備的車載設備，均會將車輛信息系統化收集，包括車輛所在位置、車輛行駛時速、車輛駕駛方向、已行駛的路線、ID等，并將實際收集的車輛信息，采取有效打包與整合，將其整合成Beacon數據包，再將數據包完整傳送。其他車輛在獲取數據包時，依據車載等系統，科學分析與計算相關信息，為行車安全提供服務。

在計算期間，車輛密度的計算方式為：①Density=N/（df+db）·L;其中N表示數據包傳送數量總和，L表示車道總數，df、db表示行車在監控范圍內，df表示車輛前方產生的最大行車距，db表示車輛后方產生的最大形車距。在計算密度基礎上，依據密度數值結果，將其歸類于相應的交通擁堵等級中，擁堵等級分為三類：A級表示暢通、B級表示一般擁堵、C級表示嚴重堵塞。

依據公式開展計算，當公路長度為1000米，競爭窗口取值范圍為[15，511]，車輛數不足50時，完成車輛信息傳輸不足40ms，為此將[0，50]車數在1000米道路行駛時，所擁有的行車密度設為A級，A級交通狀態采取的是40ms為信道切換周期。當車輛數大于50而小于100時，完成車輛信息傳輸需50ms，為此將[50，100]車數在1000米道路行駛時，所擁有的行車密度設為B級，B級交通狀態采取的是50ms為信道切換周期。當車輛數大于100時，完成車輛信息傳輸大于50ms，此時將大于100的車數在1000米道路行駛時，所擁有的行車密度設為C級，C級交通狀態，較為擁堵，已然無法適用SCH信道，開展信息安全傳送，應采取的有效措施為：延長CCH消耗時長，以此滿足C級交通狀態的信息傳送需求，保障行車安全[2]。

2.3 仿真分析

仿真分析軟件為NS-3、SUMO，仿真實驗參數，如表1所示。

機制中相應的道路交通狀態等級，應采取相適應的切換方式。由表1數據開展仿真分析，結合模糊邏輯理論，得出實驗結果：當車輛小于50時，將CCH信道的空閑能力，應用于SCH信道，提升SCH信道的傳輸效率，增加車載通信系統的吞吐信息能力;充分發揮CCH、SCH的信息傳輸能力，為交通信息傳輸提供多種便利，為此，靈活調整信道的應用方式，提升車載系統的通信性能，便于其服務于交通道路，為人們提供交通信息服務。

3結束語

綜上所述，數學分析與仿真實驗雙重方式，獲得車輛密度與數據信息完整發送所消耗時長兩者之間的內在關聯，結合相關數據分析措施與公式推導計算，獲取動態化信道切換的時間方案，并在仿真實驗中，總結出車載通信系統的靈活應用方式，以此減少信道資源浪費，保障通信信息安全。

參考文獻

[1] 白效松.基于車聯網的車載智能終端系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2018.

[2] 王峰，鎮雷.淺談物聯網技術在智能交通中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2018（14）：164.