智能交通车载通信的性能与仿真研究

潘敏捷

摘 要 本文简要分析了智能交通系统的发展与应用现状，并以智能交通车为研究对象，开展其性能仿真分析，以信道切换为实验视角，应用Bus-Net车联网系统，改善原有车辆通信的传播形式。仿真实验结果：智能交通车载的通信传播效果良好。

关键词 车联网;控制信道;仿真实验

引言

智能交通系统，作为各类先进技术的整合技术，包括传感器、无线通信等，在诸多技术相互配合发展同时，有助于提升车辆的行驶安全，为人们提供出行路线，科学控制行车速度，有效避免交通拥堵事件发生，为人们提供绿色安全的驾车体验。

1智能交通系统的应用现状

1.1 物联网

物联网技术，为人们带来了全新的信息技术应用层次，比如智能交通、智慧校园等。物联网技术的含义为：将物品采取RFID（射频识别）、传感器、GPS等信息传感技术，将物品与信息技术相互连接，开展信息通信活动，实时开展智能化定位、监管等。物联网具有诸多应用优势：

全面的感应性，能够以全方位视角获取物体的相关信息，为信息发送与处理提供便利;

传送能力较强，数据传输借助的媒介包括互联网、蜂窝网、3G网等，以此提升信息传送的完整性与稳定性，便于信息获取、开展自动化管理等;

云计算、数据挖掘等技术，应对数据具有较高的处理能力。

1.2 车联网

车联网，是站在物联网角度，建立车辆之间的通信连接技术。车联网技术，实现了多重通信需求，包括：车-路（V2I），车-车（V2V），人-车（P2V），将信息有效采集，借助无线通信技术，将信息有效整合在一起，形成车辆通信架构。车载背景下，引入的无线接入技术，成为当前应用较为广泛的无线通信方式。

2车载通信性能与仿真分析

2.1 数学模型

在Bus-Net系统背景下，良好解决了信息传送存在的安全问题，提升了信息接收能力，增强了车辆的信息获取能力。信道切换机制，采取技术间隔切换方式，包括CCH、SCH等，实现了在100ms周期内，完成同步更新作业，其中CCH、SCH信道各占据50ms。此时车辆密度作为不确定數值，在人们上下班时期，基于竞争退避理念，全部安全信息难以在限定的50ms周期内完成传送任务。如若车辆安全信息，难以由其他车辆准确获取，极易造成较为严重的安全事故。为此，以车辆密度作为分析条件，在多种密度环境下，完成数据传送所需消耗时长，此数值与50ms切换开展对比分析，当车辆数=40，台，信息传送时长不大于50ms。依据50ms的机制更换原则，当信息传送完成时，尚未开展信道切换，信道闲置现象，在一定程度上，造成了资源浪费[1]。

2.2 动态信息的智能化机制

在全部车辆出现在首位同步时隙时，均在CCH信道运行，并处于持续性切换信道状态。在时隙运行初期，每辆车所配备的车载设备，均会将车辆信息系统化收集，包括车辆所在位置、车辆行驶时速、车辆驾驶方向、已行驶的路线、ID等，并将实际收集的车辆信息，采取有效打包与整合，将其整合成Beacon数据包，再将数据包完整传送。其他车辆在获取数据包时，依据车载等系统，科学分析与计算相关信息，为行车安全提供服务。

在计算期间，车辆密度的计算方式为：①Density=N/（df+db）·L;其中N表示数据包传送数量总和，L表示车道总数，df、db表示行车在监控范围内，df表示车辆前方产生的最大行车距，db表示车辆后方产生的最大形车距。在计算密度基础上，依据密度数值结果，将其归类于相应的交通拥堵等级中，拥堵等级分为三类：A级表示畅通、B级表示一般拥堵、C级表示严重堵塞。

依据公式开展计算，当公路长度为1000米，竞争窗口取值范围为[15，511]，车辆数不足50时，完成车辆信息传输不足40ms，为此将[0，50]车数在1000米道路行驶时，所拥有的行车密度设为A级，A级交通状态采取的是40ms为信道切换周期。当车辆数大于50而小于100时，完成车辆信息传输需50ms，为此将[50，100]车数在1000米道路行驶时，所拥有的行车密度设为B级，B级交通状态采取的是50ms为信道切换周期。当车辆数大于100时，完成车辆信息传输大于50ms，此时将大于100的车数在1000米道路行驶时，所拥有的行车密度设为C级，C级交通状态，较为拥堵，已然无法适用SCH信道，开展信息安全传送，应采取的有效措施为：延长CCH消耗时长，以此满足C级交通状态的信息传送需求，保障行车安全[2]。

2.3 仿真分析

仿真分析软件为NS-3、SUMO，仿真实验参数，如表1所示。

机制中相应的道路交通状态等级，应采取相适应的切换方式。由表1数据开展仿真分析，结合模糊逻辑理论，得出实验结果：当车辆小于50时，将CCH信道的空闲能力，应用于SCH信道，提升SCH信道的传输效率，增加车载通信系统的吞吐信息能力;充分发挥CCH、SCH的信息传输能力，为交通信息传输提供多种便利，为此，灵活调整信道的应用方式，提升车载系统的通信性能，便于其服务于交通道路，为人们提供交通信息服务。

3结束语

综上所述，数学分析与仿真实验双重方式，获得车辆密度与数据信息完整发送所消耗时长两者之间的内在关联，结合相关数据分析措施与公式推导计算，获取动态化信道切换的时间方案，并在仿真实验中，总结出车载通信系统的灵活应用方式，以此减少信道资源浪费，保障通信信息安全。

参考文献

[1] 白效松.基于车联网的车载智能终端系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2018.

[2] 王峰，镇雷.浅谈物联网技术在智能交通中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（14）：164.