智能交通系統：提高道路安全的可靠車輛通信

譯者序
前言
 
第1章智慧交通系統概論1
摘要1
1.1協同智慧交通系統1
1.1.1綜述1
1.1.2應用3
1.1.3結構5
1.2車輛通信標準9
1.3可靠的分散式即時系統和智慧交通系統10
1.3.1分散式系統和智慧交通系統10
1.3.2即時系統和智慧交通系統11
1.3.3可靠性和智慧交通系統12
參考文獻13
 
第2章協同智慧交通系統中的可見光通信15
摘要15
2.1引言15
2.2可見光通信架構和預期應用17
2.3ITS場景19
2.4ITS中可見光通信的研究與原型21
2.5標準化26
2.6可見光通信IEEE 802.15.7系統的ITS應用30
2.6.1可見光通信原型設計30
2.6.2可見光通信原型性能34
2.7結論37
參考文獻38
 
第3章由路側基礎設施支持的確定性車載通信：一個案例研究40
摘要40
3.1引言40
3.2V-FTT協議分析44
3.2.1路側單元覆蓋面積44
3.2.2同步車載單元視窗長度46
3.2.3基礎設施窗口長度48
3.2.4空窗期(FP)長度51
3.2.5同步車載單元視窗調整52
3.3最壞情況影響分析53
3.4V-FTT協定最壞情況延遲分析55
3.4.1上行鏈路時間(tV2I)55
3.4.2驗證時長(tvalid)和調度時長(tschedule)58
3.4.3下行鏈路時間(tI2V)58
3.4.4事件檢測到車載單元警告之間的最壞情況時長(tworst)59
3.5應用場景：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結論66
參考文獻66
 
第4章基於STDMA的基礎設施車載網路調度演算法68
摘要68
4.1車載網路68
4.2車載網路的MAC協定70
4.2.1基於基礎設施TDMA的確定性MAC協議72
4.2.2空間時分多址74
4.3V-FTT協議概述75
4.4流量調度77
4.4.1問題陳述與系統模型77
4.4.2基本問題：單一RSU78
4.4.3實際場景：多個RSU80
4.5一種新型調度模擬器的開發83
4.5.1基於Matlab的V-FTT模擬器使用者介面及輸入83
4.5.2基於Matlab的V-FTT的模擬器輸出85
4.6結論87
致謝87
參考文獻87
 
第5章用於提高安全性的介質存取控制（MAC）技術90
摘要90
5.1引言90
5.2相關工作92
5.3改進後的MAC技術93
5.3.1TDMA和基礎設施解決方案平臺94
5.3.2基於V2V的解決方法102
5.4結論108
參考文獻110
 
第6章基於聚類的VANETs確定性MAC協議112
摘要112
6.1引言112
6.1.1相關工作113
6.1.2VANETs網路中MAC層的要求115
6.2基於方向感知簇的MAC協議描述115
6.2.1簇頭節點選擇117
6.2.2基於DA-CMAC協議的調度119
6.2.3從未確定狀態到簇成員的轉換121
6.2.4從簇成員到閘道車輛的轉換122
6.2.5從簇頭節點到簇成員的轉換123
6.3模擬結果123
6.4結論126
致謝126
參考文獻126
 
第7章可預測的車載網路128
摘要128
7.1引言128
7.1.1自穩定設計準則129
7.1.2章節安排130
7.2無線自組織網路中的自穩定MAC130
7.3自穩定端到端協議131
7.4自穩定組通信132
7.4.1基於基礎設施的方案133
7.4.2基於無基礎設施的方案133
7.5出現故障時的車輛協調133
7.6實例應用135
7.6.1支援功能135
7.6.2協同車輛功能136
7.7結論136
參考文獻137
 
第8章基於基礎設施的車載網路容錯體系架構141
摘要141
8.1引言141
8.2車載網路的MAC層問題142
8.3容錯技術144
8.3.1複製145
8.3.2失效靜默模式146
8.4V-FTT中的容錯機制147
8.5在V-FTT中實施失效靜默150
8.5.1IT2S平臺簡介150
8.5.2失效靜默RSU設計151
8.5.3失效靜默執行實體15
8.6實驗評價及結果156
8.7結論159
致謝159
參考文獻159
 
第9章VANET系統中無縫連接和主動切換技術研究162
摘要162
9.1引言162
9.2切換過程細節163
9.2.1切換的一般特徵163
9.2.2高級移交分類163
9.3NDT和TBVH在高移動環境中的應用165
9.4理想NDT與實測NDT的比較166
9.5Veins框架168
9.5.1模擬場景168
9.5.2模擬中檢測範圍的計算169
9.5.3模擬中成功接收資料包的計算170
9.5.4PHY層與信標大小關係的進一步研究171
9.6進一步研究174
9.6.1累積概率計算174
9.6.2基於累積概率的切換策略174
9.6.3重疊區域分析177
9.6.4信標成功接收概率的變化（ΔP）178
9.6.5下一步研究179
9.7試驗台181
9.8結論181
參考文獻181
 
第10章面向VANET連接分析的車輛移動性建模183
摘要183
10.1車輛移動模式對VANET的影響183
10.2考慮車輛密度的VANET連通性分析184
10.3VANET異構交通流密度估計的微觀參數實現184
10.3.1異構交通流的阻塞密度計算185
10.3.2基於確定性流體動力學模型的異構交通流密度估算186
10.4高速公路交通流量數值分析188
10.4.1引入前方交通流對當前速度的影響193
10.4.2不同安全條件下交叉路口的異構交通密度估計193
10.5結論197
參考文獻197
 
第11章HDy Copilot：用於事故自動檢測和多模式警報發佈的移動應用程式199
摘要199
11.1引言199
11.1.1車輛事故檢測200
11.1.2eCall202
11.2相關工作204
11.3系統實現206
11.3.1介面設計208
11.3.2應用內核210
11.4系統驗證217
11.4.1碰撞檢測試驗217
11.4.2翻車檢測試驗219
11.4.3魯棒性測試221
11.5結論222
參考文獻222