智能交通系統(tǒng)：提高道路安全的可靠車輛通信

譯者序
前言
第1章智能交通系統(tǒng)概論1
摘要1
1.1協(xié)同智能交通系統(tǒng)1
1.1.1綜述1
1.1.2應(yīng)用3
1.1.3結(jié)構(gòu)5
1.2車輛通信標(biāo)準(zhǔn)9
1.3可靠的分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)10
1.3.1分布式系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)10
1.3.2實(shí)時(shí)系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)11
1.3.3可靠性和智能交通系統(tǒng)12
參考文獻(xiàn)13
第2章協(xié)同智能交通系統(tǒng)中的可見光通信15
摘要15
2.1引言15
2.2可見光通信架構(gòu)和預(yù)期應(yīng)用17
2.3ITS場(chǎng)景19
2.4ITS中可見光通信的研究與原型21
2.5標(biāo)準(zhǔn)化26
2.6可見光通信IEEE 802.15.7系統(tǒng)的ITS應(yīng)用30
2.6.1可見光通信原型設(shè)計(jì)30
2.6.2可見光通信原型性能34
2.7結(jié)論37
參考文獻(xiàn)38
第3章由路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施支持的確定性車載通信：一個(gè)案例研究40
摘要40
3.1引言40
3.2V-FTT協(xié)議分析44
3.2.1路側(cè)單元覆蓋面積44
3.2.2同步車載單元窗口長(zhǎng)度46
3.2.3基礎(chǔ)設(shè)施窗口長(zhǎng)度48
3.2.4空窗期(FP)長(zhǎng)度51
3.2.5同步車載單元窗口調(diào)整52
3.3最壞情況影響分析53
3.4V-FTT協(xié)議最壞情況延遲分析55
3.4.1上行鏈路時(shí)間(tV2I)55
3.4.2驗(yàn)證時(shí)長(zhǎng)(tvalid)和調(diào)度時(shí)長(zhǎng)(tschedule)58
3.4.3下行鏈路時(shí)間(tI2V)58
3.4.4事件檢測(cè)到車載單元警告之間的最壞情況時(shí)長(zhǎng)(tworst)59
3.5應(yīng)用場(chǎng)景：A5——埃斯托里爾海岸公路61
3.5.1A5高速公路概況61
3.5.2在A5高速公路上V-FTT的可行性63
3.6結(jié)論66
參考文獻(xiàn)66
第4章基于STDMA的基礎(chǔ)設(shè)施車載網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法68
摘要68
4.1車載網(wǎng)絡(luò)68
4.2車載網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議70
4.2.1基于基礎(chǔ)設(shè)施TDMA的確定性MAC協(xié)議72
4.2.2空間時(shí)分多址74
4.3V-FTT協(xié)議概述75
4.4流量調(diào)度77
4.4.1問題陳述與系統(tǒng)模型77
4.4.2基本問題：?jiǎn)我籖SU78
4.4.3實(shí)際場(chǎng)景：多個(gè)RSU80
4.5一種新型調(diào)度仿真器的開發(fā)83
4.5.1基于Matlab的V-FTT仿真器用戶界面及輸入83
4.5.2基于Matlab的V-FTT的仿真器輸出85
4.6結(jié)論87
致謝87
參考文獻(xiàn)87
第5章用于提高安全性的介質(zhì)訪問控制（MAC）技術(shù)90
摘要90
5.1引言90
5.2相關(guān)工作92
5.3改進(jìn)后的MAC技術(shù)93
5.3.1TDMA和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案平臺(tái)94
5.3.2基于V2V的解決方法102
5.4結(jié)論108
參考文獻(xiàn)110
第6章基于聚類的VANETs確定性MAC協(xié)議112
摘要112
6.1引言112
6.1.1相關(guān)工作113
6.1.2VANETs網(wǎng)絡(luò)中MAC層的要求115
6.2基于方向感知簇的MAC協(xié)議描述115
6.2.1簇頭節(jié)點(diǎn)選擇117
6.2.2基于DA-CMAC協(xié)議的調(diào)度119
6.2.3從未確定狀態(tài)到簇成員的轉(zhuǎn)換121
6.2.4從簇成員到網(wǎng)關(guān)車輛的轉(zhuǎn)換122
6.2.5從簇頭節(jié)點(diǎn)到簇成員的轉(zhuǎn)換123
6.3仿真結(jié)果123
6.4結(jié)論126
致謝126
參考文獻(xiàn)126
第7章可預(yù)測(cè)的車載網(wǎng)絡(luò)128
摘要128
7.1引言128
7.1.1自穩(wěn)定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則129
7.1.2章節(jié)安排130
7.2無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的自穩(wěn)定MAC130
7.3自穩(wěn)定端到端協(xié)議131
7.4自穩(wěn)定組通信132
7.4.1基于基礎(chǔ)設(shè)施的方案133
7.4.2基于無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的方案133
7.5出現(xiàn)故障時(shí)的車輛協(xié)調(diào)133
7.6實(shí)例應(yīng)用135
7.6.1支持功能135
7.6.2協(xié)同車輛功能136
7.7結(jié)論136
參考文獻(xiàn)137
第8章基于基礎(chǔ)設(shè)施的車載網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)體系架構(gòu)141
摘要141
8.1引言141
8.2車載網(wǎng)絡(luò)的MAC層問題142
8.3容錯(cuò)技術(shù)144
8.3.1復(fù)制145
8.3.2失效靜默模式146
8.4V-FTT中的容錯(cuò)機(jī)制147
8.5在V-FTT中實(shí)施失效靜默150
8.5.1IT2S平臺(tái)簡(jiǎn)介150
8.5.2失效靜默RSU設(shè)計(jì)151
8.5.3失效靜默執(zhí)行實(shí)體155
8.6實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)及結(jié)果156
8.7結(jié)論159
致謝159
參考文獻(xiàn)159
第9章VANET系統(tǒng)中無(wú)縫連接和主動(dòng)切換技術(shù)研究162
摘要162
9.1引言162
9.2切換過程細(xì)節(jié)163
9.2.1切換的一般特征163
9.2.2高級(jí)移交分類163
9.3NDT和TBVH在高移動(dòng)環(huán)境中的應(yīng)用165
9.4理想NDT與實(shí)測(cè)NDT的比較166
9.5Veins框架168
9.5.1仿真場(chǎng)景168
9.5.2仿真中檢測(cè)范圍的計(jì)算169
9.5.3仿真中成功接收數(shù)據(jù)包的計(jì)算170
9.5.4PHY層與信標(biāo)大小關(guān)系的進(jìn)一步研究171
9.6進(jìn)一步研究174
9.6.1累積概率計(jì)算174
9.6.2基于累積概率的切換策略174
9.6.3重疊區(qū)域分析177
9.6.4信標(biāo)成功接收概率的變化（ΔP）178
9.6.5下一步研究179
9.7試驗(yàn)臺(tái)181
9.8結(jié)論181
參考文獻(xiàn)181
第10章面向VANET連接分析的車輛移動(dòng)性建模183
摘要183
10.1車輛移動(dòng)模式對(duì)VANET的影響183
10.2考慮車輛密度的VANET連通性分析184
10.3VANET異構(gòu)交通流密度估計(jì)的微觀參數(shù)實(shí)現(xiàn)184
10.3.1異構(gòu)交通流的阻塞密度計(jì)算185
10.3.2基于確定性流體動(dòng)力學(xué)模型的異構(gòu)交通流密度估算186
10.4高速公路交通流量數(shù)值分析188
10.4.1引入前方交通流對(duì)當(dāng)前速度的影響193
10.4.2不同安全條件下交叉路口的異構(gòu)交通密度估計(jì)193
10.5結(jié)論197
參考文獻(xiàn)197
第11章HDy Copilot：用于事故自動(dòng)檢測(cè)和多模式警報(bào)發(fā)布的移動(dòng)應(yīng)用程序199
摘要199
11.1引言199
11.1.1車輛事故檢測(cè)200
11.1.2eCall202
11.2相關(guān)工作204
11.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)206
11.3.1界面設(shè)計(jì)208
11.3.2應(yīng)用內(nèi)核210
11.4系統(tǒng)驗(yàn)證217
11.4.1碰撞檢測(cè)試驗(yàn)217
11.4.2翻車檢測(cè)試驗(yàn)219
11.4.3魯棒性測(cè)試221
11.5結(jié)論222
參考文獻(xiàn)222