基于DTN网络的工作日城市车辆移动模型研究

摘要

随着人口增多和城市化加剧，交通问题越来越严重。目前，车辆自组网的快速发展和研究的深入使交通问题的解决成为可能。车辆自组网是随着车辆的普及和移动ad hoc网络技术的不断发展而出现的新兴应用型无线网络。它在交通信息预警，行车安全，车辆之间通信及车辆Internet访问等方面具有良好的应用前景。车辆移动模型的研究是车辆自组网有效实施的基础。
　　移动模型要能尽可能真实的反映节点的移动情况。本文基于工作日移动模型，对其交通移动模型之中的汽车移动模型进行了改进和扩展，在考虑了交通堵塞的情况下，构建了具有交通堵塞点的汽车移动模型和具有避免交通堵塞能力的汽车移动模型，并在The ONE仿真平台上进行了仿真实现。通过分析和比较验证了交通堵塞情况在汽车移动模型甚至是交通移动模型中的影响，以及这种影响在上层路由协议的性能方面（如平均时延，发包成功率，网络开销率等等）中的体现。本文研究的主要工作如下:
　　(1)说明了移动模型建模的原则和要求，从模型的初始化和节点的移动行为建模两方面着重阐述了移动模型建模的一般步骤，并简单介绍了目前经典的移动模型，重点分析了目前DTN网络移动模型研究的进展和不足。
　　(2)目前DTN网络研究的移动模型中缺乏对交通堵塞点的考虑，为了解决这个问题，本文采用基于核密度估计聚类分析算法对城市热点区域进行时空建模，从而得到交通堵塞的时间和空间区域分布。
　　(3)通过对城市热点热区时空建模形成交通堵塞点的分析，设计了基于DTN网络的工作日城市车辆移动模型。利用THE ONE仿真平台，对提出的移动模型进行仿真实验，分析了模型对网络路由协议性能的影响。仿真结果验证了交通堵塞情况在汽车移动模型中或者对交通移动模型的影响及重要性。

目录

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摘要

插图目录

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文工作

1．3．1 主要工作

1．3．2 本文结构

第2章 移动模型研究基础

2．1 移动模型的设计原则

2．2 移动模型的组成要素

2．3 相关移动模型分析

2．3．1 基于随机的移动模型

2．3．2 具有时间依赖性的模型

2．3．3 具有空间依赖性的模型

2．3．4 工作日移动模型

2．4 本章小结

第3章 交通堵塞机制建模

3．1 聚类分析技术概述

3．2 基于核密度估计的时空聚类算法

3．2．1 高密度时空数据对象集的提取

3．2．2 密度吸引点集的提取

3．2．3 基于密度吸引点的聚类

3．2．4 邻近密度吸引点的合并判断

3．3 聚类实验结果

3．3 本章小结

第4章 基于工作日移动模型的城市车辆移动模型

4．1 具有交通堵塞点的汽车移动模型

4．1．1 基本思想

4．1．2 具体实现

4．2 具有避免交通堵塞能力的汽车移动模型

4．2．1 基本思想

4．2．2 具体实现

4．3 移动模型的仿真平台及实验

4．3．1 路由协议平均时延实验

4．3．2 路由协议平均传输成功率实验结果

4．3．3 路由协议网络开销率实验结果

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢