基于车辆健康状态的簇内车辆间安全信息传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆音的信息传输领域，特别涉及一种基于车辆健康状态的簇内车辆 间安全信息传输方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 随着社会经济的飞速发展，汽车保有量在近几十年来成倍的增长，然而这也造 成了交通拥挤、交通事故频发、交通安全状况不断恶化等一系列问题，V2V (vehicle to vehicle)通信通过短距离车间信息交互实现短临告警，是避免交通事故的有效方法。提高 安全告警信息SWM (safety warning message)的传输性能是解决V2V实际问题的关键因 素。当局部车辆密度很高的时候，SWM信息的传输将面临由信息风暴引起的严重冲突和干 扰问题。
[0004] 2007 年，Sengupta等人提出采用车间协作系统CVS(CooperativeVehicle System)解决实时安全问题，车辆感知其自身状态，如位置，速度等，进行综合安全评估，并 通过DSRC(DedicateShortRangeCommunication)广播通知周围车辆，接收到广播信息 的车辆则对周围车辆构造实时位置图，用于进一步控制处理信息，早期的车间协同关系模 型（CooperativeVehicleRelationshipModel，CVRM)是一个位置图，通过周期性感知发 送信息获得车间距离，这种方法的性能表现并不好，特别当对象区域车量过多时，定位与跟 踪精度会大大下降；近年来，研究者们从多个层面探索解决方法，研究重点集中在两个方 面，即针对底层传输的网络通信方式改进，和采用预处理的远端估计方法。
[0005] 综合以上两方面的研究成果，2012年，Fallah与Sengupta设计了一种基于V-CPS 的协同车辆安全系统，其CVS设计综合了邻居估计及网络优化，在发送端加入远端估计模 块，通过测试网络信道质量，利用统计模型获取车辆状态信息，建立车间作用模型以获得认 知通信质量评估矩阵。
[0006] 问题在于，V2V传输的信息是否真的需要传输呢？特别是在高车辆密度条件下，比 如当堵车发生，区域车辆大多已经完成相关驾驶行为，此时弥漫在信道中的信息有效性将 大大降低，车间的位置关系对于事故发生的影响度也会下降，如果仅仅从网络信道的角度 来考虑，会进一步陷入信息风暴；我们认为，选择有安全信息交互需求的车辆进行通信，能 从源头上控制待传输信息量，从而缓解信息风暴，并提升传输质量，交互需求不再单纯取决 于车辆的个体属性，还需要引入社会属性；2013年4月，Intel公司的研究科学家Jennifer Healey在一次演讲中提出，如果车辆之间可以互相对话（ΤΕ0,TalktoEachOther)，就不 会发生车祸，ΤΕ0的概念将社会属性引入了车间通信，通过收集车辆个体的各种参数，进行 评级判断，发现车辆间的关系，及时发现危险并采取适当措施引导易受影响的车辆避险。我 们认为，CVRM的构造价值在于，能通过分析车辆个体状态，研究车辆的社会关系，并依据这 种关系展开车间安全信息交互，因此，其构造方法应从车辆自身特性入手，综合位置信息， 发现车辆间的内在作用关系。
[0007] 综上，传统的V2V信息传输机制在高车辆密度条件下，信道中的信息有效性将大 大降低，如果仅仅从网络信道的角度来考虑，会进一步陷入信息风暴。
[0008]
【发明内容】
[0009]针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高车辆间 的安全信息传输的有效性、准确性的基于车辆健康状态的簇内车辆间安全信息传输方法。 [0010]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：提供一种基于车辆健康状态的 簇内车辆间安全信息传输方法，包括： 5101、 簇内的亚健康车辆向簇头发出通信需求信息包，所述通信需求包内有车辆的ID、 位置信息、通信需求值以及影响范围值信息，其中，通信需求值与亚健康车辆的亚健康状态 值成正比，所述影响范围值与所述通信需求值成正比； 5102、 簇头按照通信需求信息包内的通信需求值的高低进行优先级排序，据此由高至 低的为具有通信需求的亚健康车辆分配信道资源，并将信道资源信息广播至簇内的车辆成 员； 5103、 被分配了信道资源的亚健康车辆通过各自的信道进行安全警告信息的传输，其 中，每一信道的接收车辆根据该信道的亚健康车辆的影响范围值而确定。
[0011] 进一步的，亚健康车辆的安全警告信息至少包括本车实时状态信息。
[0012] 进一步的，在S102步骤中，所述簇头在接收到亚健康车辆发送的通信需求包进行 信道资源分配时，若发现有簇成员的通信需求与自身的通信需求值之差超过预设的阈值 时，则会向该成员发送簇头转移信息包申请簇头转移以进行簇头的转移。
[0013] 进一步的，在S102步骤中，所述簇头在接收到簇内的亚健康车辆发送的通信需求 信息包之后，根据收到的通信需求信息包分析得到有通信需求的车辆节点数，按照有通信 需求的车辆节点数和可用信道数分配信道； 若有通信需求的车辆节点数为n，可用信道数为s，η和s均为正整数，如果 ^二?，则视为有通信需求的车辆节点数小于或等于可用信道数，那么仅需依次为有通信需 求的车辆节点数分配信道，即可满足车辆之间的通信；如果-> ^则视为有通信需求的车 辆节点数大于可用信道数，则需要将信道分为多个时间片，先为需求高的车辆节点分配信 道，在下个时间片再为剩余的其它车辆节点分配信道，通过时分复用与频分复用共同工作 的方式完成车辆之间的通信。
[0014]进一步的，所述车辆间安全信息传递基于IEEE1609. 4标准； 在S101步骤中，簇内的亚健康车辆通过控制时隙向簇头发送通信需求信息包； 在S102步骤中，所述簇头通过控制时隙向簇内成员广播信道资源信息，所述簇头为具 有通信需求的车辆分配信道资源是指为其分配业务时隙； 在S103步骤中，被分配了信道资源的亚健康车辆通过各自的业务时隙传输安全警告 信息。
[0015]进一步的，在S101步骤之前，还包括： S100、在对象区域内的多个车辆内选择亚健康状态值最高的一个车辆作为簇头，并以 该簇头为中心生成簇，并进入S101步骤，其中，所述车辆的亚健康状态值根据车辆的固有 属性和实时特征评估而得到。
[0016] 进一步的，所述亚健康状态值包括永久性亚健康状态值和暂时性亚健康状态值， 所述永久性亚健康状态值根据车辆的固有属性而评估得到，所述固有属性包括车辆的车 型、车辆的累计行驶公里数、驾驶员累积驾驶参数其中至少一种；所述暂时性亚健康状态值 根据车辆的实时特征而评估得到，所述实时特征包括车辆实时车况、驾驶员身体状况、实时 驾驶状态参数其中至少一种。
[0017] 进一步的，所述永久型亚健康状态值通过以下公式获得： · [WPl]T，i=l，2,3 ;所述PH表示永久性亚健康状态值，L彥 示车辆的车型^表示车辆的累计行驶公里数，示驾驶员累积参数，WPl表示特征 权重。
[0018] 所述暂时性亚健康状态值由以下公式获得： TH\-^driverJ ^conditionr · [W"]T，i=l，2, 3 ;所述ΤΗ表示暂时性亚健康状态值， 不驾驶员的身体状况，表不车辆的实时车况，^Wm/^不实时驾驶状态，Wn 表示特征权重。
[0019] 进一步的，在S100步骤中，具体包括： 51001、 亚健康车辆嗅探周围亚健康车辆的健康状态信息； 51002、 该亚健康车辆判断自身属于永久性亚健康车辆或是属于暂时性亚健康车辆；若 该亚健康车辆属于永久性亚健康车辆，则进入S1003步骤，否则转入S1006 ; 51003、 将自身的PH值与嗅探到的亚健康车辆的PH值进行对比，若自身PH值高，则进 入S1004步骤，否则转入S1005步骤； 51004、 广播自身的健康状态信息，并开始构造簇； 51005、 继续嗅探周围的亚健康车辆的健康状态信息，选出PH值最高的永久性亚健康 车辆为簇头，加入该簇头形成簇； 51006、 若该亚健康车辆为暂时性亚健康车辆，则将自身的TH与嗅探到的亚健康车辆 的PH值和TH值进行对比，以判断周围是否有永久性亚健康车辆，若有则转入步骤S1005步 骤；否则进入S1007步骤； 51007、