吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (5): 1453-1457.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201605011

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基于灰色关联的车联网信道负载预测算法

莫元富, 于德新, 郭亚娟   

  1. 吉林大学 交通学院,长春 130022
  • 收稿日期:2015-05-11 出版日期:2016-09-20 发布日期:2016-09-20
  • 通讯作者: 于德新(1972-),男,教授,博士生导师.研究方向:车联网交通信息处理,车间通信.E-mail:ydx@jlu.edu.cn
  • 作者简介:莫元富(1984-),男,博士研究生.研究方向:车联网交通信息处理,车间通信.E-mail:496629815@qq.com
  • 基金资助:
    “863”国家高技术研究发展计划项目(2014BAG03B03).

Wireless channel load prediction algorithm based on grey relation in VANETs

MO Yuan-fu, YU De-xin, GUO Ya-juan   

  1. College of Transportation, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2015-05-11 Online:2016-09-20 Published:2016-09-20

摘要: 研究了一种基于灰色关联的车联网信道负载预测算法。首先,使用灰色关联分析法考察信道负载与其影响因素时间序列之间的相关性,选出影响信道负载的主要因素。然后,根据相应的多元关系模型,建立基于卡尔曼滤波递推的信道负载预测算法。最后,使用交通调查方法采集长春市某交通干道上的浮动车数据,进行信道负载预测。实验结果表明:本文所提出的算法具有较高的预测精度,且具有较好的自适应性和鲁棒性。

关键词: 交通运输系统工程, 车联网, 信道负载, 卡尔曼滤波, 灰色关联

Abstract: A grey-relational based algorithm for wireless channel is put forward in Vehicle Ad-hoc Networks (VANETs). First, by examining the relationship between channel load and its influence factors of time series, a grey correlation analysis method is proposed to select the main factors that affect the channel load. Then, according to the multiple relationship model, the channel load prediction algorithm based on Kalman filter recursion is developed. To verify the effectiveness of the channel load prediction algorithm, a traffic survey method is employed to conduct a short-term channel load forecasting experiment. Traffic data on a segment of Changchun urban road is collected using a floating car. The experimental results show that the proposed algorithm is effective with higher prediction accuracy and good performance in adaptation and robustness.

Key words: engineering of communications and transportation system, vehicular ad-hoc network(VANET), channel load, Kalman filter, grey relation

中图分类号: 

  • U491
[1] Hartenstein H, Laterteaux K P. Vehicular Applications and Inter-Networking Technologies[M]. United Kingdom:A John and Sons, Ltd, 2010.
[2] Rehman S, Khan M A, Zia T A, et al. Vehicular ad-hoc networks (VANETs)—an overview and challenges[J]. Journal of Wireless Networking and Communications, 2013, 3(3): 29-38.
[3] Allouche Y, Segal M. Cluster-based beaconing process for VANET[J]. Vehicular Communications, 2015, 2(2):80-94.
[4] 王昭然,谢显中,赵鼎新. 车载通信网中基于跨层的TCP拥塞控制机制[J]. 广西师范大学学报:自然科学版,2011,29(4): 49-55.
Wang Zhao-ran, Xie Xian-zhong, Zhao Ding-xin. A TCP congestion control mechanism based on cross-layer design in vehicular communication network[J]. Journal of Guangxi Normal University(Natural Science Edition), 2011, 29(4):49-55.
[5] 许燕. 车载自组网MAC层相关技术的研究[J]. 计算机科学与应用,2015,5(5): 151-157.
Xu Yan. Research on related technologies of MAC layer in vehicular ad hoc networks[J]. Computer Science and Application, 2015, 5(5): 151-157.
[6] 张伟,刘南杰,赵海涛. VANET多信道传输中控制信道冲突缓解算法研究[J]. 计算机技术与发展,2015,25(6):73-76.
Zhang Wei, Liu Nan-jie, Zhao Hai-tao. Research on collision mitigation in control channel for multi-channel transmission in VANET[J]. Computer Technology and Development, 2015, 25(6):73-76.
[7] 卢卡·戴尔格罗斯,张涛. 车用安全通信-协议、安全及隐私[M]. 北京:北京理工大学出版社,2015.
[8] 刘思峰. 灰色系统理论及其应用[M]. 7版.北京:科学出版社,2014.
[9] 唐巍,叶东,袁峰,等. 灰色关联分析法在双目视觉测量系统误差分析中的应用[J]. 光学精密工程,2013,21(2):503-513.
Tang Wei, Ye Dong, Yuan Feng, et al. Application of grey incidence method to error analysis of binocular vision measurement system[J]. Optics and Precision Engineering, 2013,21(2):503-513.
[10] 彭丁聪. 卡尔曼滤波的基本原理及应用[J]. 软件导刊,2010,8(7): 32-34.
Peng Ding-cong. The basic principle and application of Kalman filter[J]. Journal of Software Guide, 2010,8(7): 32-34.
[11] Meghanathan N. A location prediction based routing protocol and its extensions for multicast and multi-path routing in mobile ad hoc networks[J]. Ad Hoc Networks, 2011, 9(7): 1104-1126.
[12] 杨兆升,冯金巧,张林. 基于卡尔曼滤波的交通信息融合方法[J]. 吉林大学学报:工学版,2007,37(5): 1039-1042.
Yang Zhao-sheng, Feng Jin-qiao, Zhang Lin. Kalman filtering based traffic information fusion method[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2007, 37(5): 1039-1042.
[13] 杭明升,杨晓光,彭国雄. 基于卡尔曼滤波的高速道路行程时间动态预测[J]. 同济大学学报,2002,30(9): 1068-1072.
Hang Ming-sheng, Yang Xiao-guang, Peng Guo-xiong. Study of travel time in urban expressway based on Kalman filter[J]. Journal of Tongji University, 2002, 30(9): 1068-1072.
[14] Lee D, Chang S W, Lee S S. Analysis and design on efficient message relay methods in VANET[J]. Multimedia Tools and Applications, 2015, 74(16): 6331-6340.
[15] Raya M, Hubaux J. The security of vehicular Ad Hoc networks[C]∥Proceeding of the ACM Workshop on Security of Ad Hoc and Sensor Networks, Alexandria, USA, 2005:11-21.
[1] 陈永恒,刘芳宏,曹宁博. 信控交叉口行人与提前右转机动车冲突影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1669-1676.
[2] 常山,宋瑞,何世伟,黎浩东,殷玮川. 共享单车故障车辆回收模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1677-1684.
[3] 曲大义,杨晶茹,邴其春,王五林,周警春. 基于干线车流排队特性的相位差优化模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1685-1693.
[4] 宗芳, 齐厚成, 唐明, 吕建宇, 于萍. 基于GPS数据的日出行模式-出行目的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1374-1379.
[5] 刘翔宇, 杨庆芳, 隗海林. 基于随机游走算法的交通诱导小区划分方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1380-1386.
[6] 钟伟, 隽志才, 孙宝凤. 不完全网络的城乡公交一体化枢纽层级选址模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1387-1397.
[7] 刘兆惠, 王超, 吕文红, 管欣. 基于非线性动力学分析的车辆运行状态参数数据特征辨识[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1405-1410.
[8] 宗芳, 路峰瑞, 唐明, 吕建宇, 吴挺. 习惯和路况对小汽车出行路径选择的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1023-1028.
[9] 栾鑫, 邓卫, 程琳, 陈新元. 特大城市居民出行方式选择行为的混合Logit模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1029-1036.
[10] 邱小明, 王银雪, 姚汉伟, 房雪晴, 邢飞. 基于灰色关联的DP1180/DP590异质点焊接头工艺参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1147-1152.
[11] 陈永恒, 刘鑫山, 熊帅, 汪昆维, 谌垚, 杨少辉. 冰雪条件下快速路汇流区可变限速控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 677-687.
[12] 王占中, 卢月, 刘晓峰, 赵利英. 基于改进和声搜索算法的越库车辆排序[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 688-693.
[13] 李志慧, 胡永利, 赵永华, 马佳磊, 李海涛, 钟涛, 杨少辉. 基于车载的运动行人区域估计方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 694-703.
[14] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[15] 陈松, 李显生, 任园园. 公交车钩形转弯交叉口自适应信号控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 423-429.
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  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[3] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[4] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .
[5] 陈思国, 姜旭, 王健, 刘衍珩, 邓伟文, 邓钧忆. 车载自组网与通用移动通信系统混杂网络技术[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 706 -710 .
[6] 孟超, 孙知信, 刘三民. 基于云计算的病毒多执行路径[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 718 -726 .
[7] 仙树, 郑锦, 路兴, 张世鹏. 基于内容转发模型的P2P流量识别算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 727 -733 .
[8] 吕源治, 王世刚, 俞珏琼, 王小雨, 李雪松. 基于柱透镜光栅的虚模式下一维集成成像显示特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 753 -757 .
[9] 王丹, 李阳, 年桂君, 王珂. 非均质度量掩蔽函数在空域水印中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 771 -775 .
[10] 冯琳函, 钱志鸿, 尚克诚, 朱爽. 基于IEEE802.15.4标准的改进型隐藏节点冲突避免策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 776 -780 .