图1-2 DSRC协议下的车路通信
DSRC技术是一种高效的专用无线短程通信技术,具有组网时间短、通信延迟小、适应车辆高速行车环境、抗干扰能力强等特点。目前该技术已广泛应用于不停车收费、车队管理等领域,保障车辆之间、车辆与路侧之间实现顺利的信息交互,可以满足车辆快速移动环境下对车辆网络的要求。目前,DSRC在车载环境下的应用主要有车路协同避撞控制和车队跟驰等。所谓车路协同避撞控制,是指在车路协同环境下,车车/车路之间通过DSRC进行信息交互,能实现对行人、障碍物的探测,避免碰撞,以及前车能把紧急制动信息快速传递给等候车辆,避免追尾事故,通过车路通信还能避免盲点区域的直角碰撞。而车队跟驰,是指交通流密度很大时,车辆之间通过信息交互,动态调整速度,车队中任一辆车的速度都受前车速度的制约。在车队跟驰中,后车与前车的距离不是时刻变化的,反而几乎总是紧随前车前进。显然,这种情况下车与车之间的信息交互对时延性的要求极度苛刻,要求它能提供低时延、高可靠性的通信。总体来说,DSRC目前的应用主要是使车辆之间、车辆和路侧之间进行信息交互。车车之间、车辆与路侧之间进行通信的系统由许多子系统组成,通过这种信息交互,它能使车辆和道路有机地结合起来,能充分地实时采集车辆和路侧的信息,高效充分地利用交通资源。车路之间、车车之间的应用方向如下。
(1)车路通信
车路通信主要是通过DSRC协议实现路侧单元(RSU)和车载终端(OBU)的通信。如图1-2所示,车载设备可以接收路侧设施发送的安全警告信息、交通状态信息、交通管理控制指令信息等。除此之外,路侧设施也可以采集实时的交通信息,车辆自身的状态信息、道路的状态信息、车车间通过多跳传输的信息都可以通过路侧设备快速地接入互联网,并传送到交通指挥控制中心进行处理。
(2)车车通信
车车之间主要依靠多跳Ad-Hoc进行通信,即车辆之间通过无线连接组成车辆自组织网络。在这种模式下,无线传输范围内的车辆可以直接进行信息交互。相距较远的车辆之间进行信息交互主要是通过无线路由协议和广播协议。DSRC协议能很好地在车辆之间进行信息交互,它的基础是WIFI网络802.11协议,并且它充分考虑车辆之间行驶速度快、自组网拓扑结构时常快速变化、无线信道环境干扰大等车辆自组织网络的特点,建立高效的传输机制[9]。如图1-3所示,通过DSRC协议可以实现车辆之间的预警信息传递。(www.xing528.com)
图1-3 DSRC协议下车车通信
目前,随着交通体系越来越庞大,仅依靠传统的交通管制方式,单从道路和车辆的角度考虑,已经很难解决近年来不断恶化的交通拥堵、事故频发、环境污染等问题。未来车车/车路间可以随时随地建立起高效的信息交互,将人、车、路的信息有机联系起来,实现一体化的协同交通运输系统,并利用先进的计算机处理技术、电子传感与控制技术等实现智能交通系统,这对于提高道路交通安全、提高交通运输效率、实现交通系统健康可持续发展具有非常重要的意义[10]。尤其是在面向交通安全领域的应用方面,DSRC具有无可比拟的优势。虽然目前DSRC已经在车车进行信息交互上发挥了一定的作用,但是离实现车车/车路间的协同交互,还有一段距离。如图1-4所示,车车/车路之间进行有机联动,高效地为车辆提供道路安全信息服务,是DSRC未来的一个应用方向。
图1-4 DSRC应用方向
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