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VANET环境下的道路交通安全问题及关键技术研究
| 论文题名： | VANET环境下的道路交通安全问题及关键技术研究 |
| 关键词： | 交通事故;安全问题;VANET环境;CO2排放 |
| 摘要： | 近年来，车辆保有量随着政策及生活等因素的影响而逐渐上升，而汽车带来便利的同时也产生了许多不利影响，诸如交通事故增加，人员伤亡增多，尾气排放问题等（其中的二氧化碳排放更是造成了温室效应）。因此，本文将重点研究道路的交通安全问题以及部分关键技术的实现。本文的主要工作有以下几个方面: (1)研究分析交通流的数学模型。首先通过马尔可夫链(Markov Chain)模型表达车辆在道路上的转移状态，详细介绍随机进程代数马尔科夫的基本理论以及推导引理的证明与应用。其次，通过结合现有理论研究，导出车辆到达遵循的分布规律，即在车流密度较小时遵循泊松分布规律，在车流密度较大时则遵循二项分布规律。此外，文章详细介绍了当前流行的数据采集与发送技术。就其中的射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术进行了全面介绍，包括射频识别技术的流程、原理以及关键技术，后续章节将利用射频识别技术进行相关数据的收集与发送。 (2)将车辆与行人不遵守交通规则的行为划分为两个部分:车与车之间以及车与人之间的违法行为。对待行人不遵守交通规则时，通过数字图像处理技术或者射频识别技术获取行人的异常行为并加以分析，再通过路边单元(Road Side Unit，RSU)以及车辆本身进行多跳传输相关紧急信息，及时告知后续车辆，避免交通事故的发生。对待车辆不遵守交通规则时，通过相关算法计算出车辆是否有闯红灯嫌疑，一旦确定有闯红灯嫌疑，通过扩音器将相关紧急信息发送给行人，行人根据相关算法采取必要措施，从而避免交通事故的发生。 (3)重点对多跳通信(Multi-hop Communication)技术进行了分析研究。通过将时间车头时距(Time Headway)和空间车头时距(Distance Headway)联合在一起，运用模糊逻辑系统(Fuzzy Logic System)，计算出多跳(Multi-hop)通信中下一跳(Next-hop)信息接收者。本文通过对比时间车头时距以及空间车头时距两种算法，通过仿真结果验证了本文提出的基于模糊逻辑系统算法的优越性。此外，文章还模拟计算了交通事故碰撞时产生的伤害，通过计算碰撞产生的冲量，确定驾驶员与乘客以及行人的受伤程度。 (4)最后，将上述算法应用在实际当中，通过TraCI4Matlab软件仿真南京市的一个实际繁华路段场景。通过该场景的仿真计算，其结果可以看出本文算法的优势。此外，文章还通过改进汽车尾气CO2的排放公式算法，提出可使汽车尾气CO2的排放大大降低的策略。该算法以及策略不仅可确保道路交通安全，还实现了减排计划，完成了绿色出行的目标。 |
| 作者： | 孙俊 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 李春晓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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