VANET紧急报文及时响应机制研究

【摘要】近年来，随着全球工业化水平的不断提升，国内外汽车行业迅猛发展，大量美观舒适的汽车不再作为奢侈品，而逐步成为高速时代的便捷代步交通工具走进普通百姓家庭。由此给出行带来了方便、快捷，但同时也导致了现有交通系统有限空间环境下汽车数量激增、道路拥挤，交通事故频繁发生。面对这一现实，行车安全问题引起了社会各界的高度关注，进入信息时代的今天，不断进步的车载通信技术和无线网络技术给这一难题的有效解决带来了新的启示。通过对交通事故各种引发因素的综合分析研究，事故发生的一个重要原因在于响应时间不足，事故发生突然，驾驶员不能及时得到预警信息，以至于不能做出有效的处置措施，最终导致悲剧的发生。而解决这一问题的关键在于时间，如果涉及行车安全问题的紧急报文可以在第一时间内快速传输出去并得到及时响应，就可以有效提升交通系统整体安全系数。目前，依托高速发展的车载网络技术已经使得车车联网、车路联网的设想能够成为现实，通过无线网络技术，车载ECU之间生成的交通状态网络报文可以与互联网进行信息交互。保证其实现的关键方法之一就是智能交通系统下相关的车车协同、车路协同控制系统，系统中依托的核心通信技术就是车用自组织网络（VehicleAd-hocNetwork,VANET）技术。为实现车车协同、车路协同控制系统，课题组参与了吉林省科技发展计划项目——《车联网的可信数据通信与可靠应用服务平台》，为有效减少紧急报文的传输时间，本课题所研究的“VANET紧急报文及时响应机制”正是在此背景下产生的，通过对现有网络报文传输机制的分析研究，寻找缩短紧急报文传输时间的有效方法。本课题的核心技术在于车用自组织网络（VANET）中基于Linux操作系统的车载网关技术、内核模块技术、虚拟网络设备技术及网络报文过滤Netfilter架构技术。在紧急报文及时响应机制的研究过程中紧密结合了智能交通系统下车用自组织网络（VANET）中行车安全问题的实际应用场景，同时在报文传输过程中借鉴了零拷贝网络报文快速传输思想，具体实现过程中，通过嵌入式车载网关将涉及行车安全问题的网络报文信息收集，依托Linux操作系统内核功能模块的动态加载、卸载机制，通过虚拟网络设备技术的使用，设计出相应的紧急报文处理功能模块vdev模块和网络报文过滤功能模块packet模块，前者负责对符合要求的行车安全紧急报文进行个性化处理并实现快速传输，后者负责行车安全紧急报文的过滤筛选。通过搭建实验环境，收集整理实验数据，对结果进行分析研究，分析结果表明本文所述的VANET紧急报文及时响应机制与传统网络报文传输机制相比可以有效过滤行车安全紧急报文并提高其传输速度。项目的完成为未来智能交通系统下行车安全紧急报文及时响应机制的研究打下了坚实的基础，也为相关产品产业化发展的顺利实施起到了积极的促进作用。
【作者】师宪伟；
【导师】魏达；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】智能交通系统；行车安全技术；VANET网络报文；紧急报文及时响应机制；Linux操作系统内核；车载网关；Netfilter架构；虚拟网络设备；

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