CN105303852B - 基于车载网络的交通事故消息分发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车载网络的交通事故消息分发方法，包括以下步骤：发生交通事故后，搜索事故车辆附近的第一目标车辆的第一行驶信息，其中，第一行驶信息包括第一目标车辆的行驶速度、第一目标车辆的行驶方向和第一目标车辆与事故车辆的距离；根据事故车辆的通信距离、事故车辆的事故消息传输时间和第一行驶信息判断并认定第一目标车辆是否为原始中继车辆；若第一目标车辆为原始中继车辆，事故车辆向原始中继车辆发送事故信息；原始中继车辆转发事故信息。本发明具有如下优点：在数据请求量庞大、交通流量繁忙的城市交通网络中让安全信息快速的传输，让即将到达事故现场的车辆提前知晓前方路况，从而及时做出反应，避免交通状况进一步恶化。

Description

基于车载网络的交通事故消息分发方法

技术领域

本发明属于机会网络数据传输机制研究领域，具体涉及基于车载网络的交通事故消息分发方法。

背景技术

在城市车载网络中，随着车辆数目的急剧增长，城市交通状况越来越复杂，对于道路交通事故等突发状况，如果安全预警不及时，就可能导致车辆连环追尾等严重交通事故，同时事故造成的交通拥堵更使日益严峻的交通现状雪上加霜。

在城市中突发交通事故时，将安全预警迅速的传播出去，为后方车辆驾驶员争取更多的应急反应时间，同时提醒后方车辆更新道路规划以避免拥堵，对于城市交通状况的改善有重要价值。

车载网络是由大量装载在快速移动车辆上的具备感知、存储、数据处理和无线通信能力的传感器节点构成的移动自组织网络，在数据通信量大、服务质量要求高的城市车载场景中部署固定的路边基础设施，构建车路协同系统，从而提升数据传输效率。

对于城市车载网络的安全消息分发，目前相关研究尚不成熟，大多数研究仅通过同向后方车辆分发安全消息，没有考虑反向车辆以及路边单元对安全消息分发的作用，容易产生覆盖空洞，影响安全消息的传播范围与速度；同时，由于车载节点的数据传输是在车辆行驶过程中进行的，可能造成在数据传输过程中接收车辆逐渐驶出发送车辆的通信范围，从而导致数据传输失败的情况，即产生无效传输，影响安全应用的服务质量。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于车载网络的交通事故消息分发方法。

本发明的第二个目的在于提出另一种基于车载网络的交通事故消息分发方法。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例公开了一种基于车载网络的交通事故消息分发方法，包括以下步骤：A：发生交通事故后，搜索事故车辆附近的第一目标车辆的第一行驶信息，其中，所述第一行驶信息包括所述第一目标车辆的行驶速度、所述第一目标车辆的行驶方向和所述第一目标车辆与所述事故车辆的距离；B：根据事故车辆的通信距离、所述事故车辆的事故消息传输时间和所述第一行驶信息判断并认定所述第一目标车辆是否为原始中继车辆；C：若所述第一目标车辆为所述原始中继车辆，所述事故车辆向所述原始中继车辆发送事故信息；以及D：所述原始中继车辆转发所述事故信息。

根据本发明实施例的基于车载网络的交通事故消息分发方法，在数据请求量庞大、交通流量繁忙的城市交通网络中让安全信息快速的传输，让即将到达事故现场的车辆提前知晓前方路况，从而及时做出反应，避免交通状况进一步恶化。

另外，根据本发明上述实施例的基于车载网络的交通事故消息分发方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在步骤D中，进一步包括：D1：所述原始中继车辆接收到所述事故信息后，搜索所述原始中继车辆附近的中间目标车辆的中间行驶信息，其中，所述中间行驶信息包括所述中间目标车辆的行驶速度、所述中间目标车辆的行驶方向和所述中间目标车辆与所述原始中继车辆的距离；D2：根据原始中继车辆的所述事故信息通信距离、原始中继车辆的所述事故消息传输时间、所述第一行驶信息和所述中间行驶信息判断所述中间目标车辆是否为中间中继车辆；D3：若所述中间目标车辆为中间中继车辆，所述原始中继车辆向所述中间中继车辆发送事故信息；以及D4：所述中间中继车辆转发所述事故信息。

进一步地，所述中间中继车辆包括第一中间中继车辆和至少一个中间分发中继车辆，所述第一中间中继车辆接收所述原始中继车辆发送的所述事故信息并转发给所述中间分发中继车辆，所述中间分发中继车辆接收所述事故信息并转发所述事故信息。

所述原始中继车辆包括所述事故车辆的同向前方车辆、同向后方车辆、反向前方车辆和反向后方车辆，其中，所述同向前方车辆为相对于参照车辆，与所述参照车辆行驶方向相同且位于所述参照车辆前方的车辆；所述同向后方车辆为相对于所述参照车辆，与所述参照车辆行驶方向相同且位于所述参照车辆后方的车辆；所述反向前方车辆为相对于所述参照车辆，与所述参照车辆行驶方向相反且位于所述参照车辆行驶方向上后方的车辆；所述反向后方车辆为相对于所述参照车辆，与所述参照车辆行驶方向相反且位于所述参照车辆行驶方向上前方的车辆。

进一步地，在步骤D中，进一步包括：DA：所述原始中继车辆接收到所述事故信息后，搜索所述原始中继车辆附近的固定中继装置，若所述固定中继装置位于所述事故车辆的通信距离内，所述事故车辆向所述固定中继装置发送所述事故信息；DB：所述固定中继装置转发所示事故信息。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例公开了一种基于车载网络的交通事故消息分发方法，包括以下步骤：S1：发生交通事故后，搜索事故车辆附近的固定中继装置的位置信息；S2：若所述固定中继装置位于所述事故车辆的通信距离内，所述事故车辆向所述固定中继装置发送所述事故信息；S3：搜索所述固定中继装置附近的第一目标车辆的第一行驶信息，其中，所述第一行驶信息包括所述第一目标车辆的行驶速度、所述第一目标车辆的行驶方向和所述第一目标车辆与所述事故车辆的距离；S4：根据所述固定中继装置的通信距离、所述固定中继装置的事故消息传输时间和所述第一行驶信息判断并认定所述第一目标车辆是否为原始中继车辆；S5：若所述第一目标车辆为所述原始中继车辆，所述事故车辆向所述第一原始中继车辆事故信息；以及S6：所述原始中继车辆转发所述事故信息。

根据本发明实施例的基于车载网络的交通事故消息分发方法，在数据请求量庞大、交通流量繁忙的城市交通网络中让安全信息快速的传输，让即将到达事故现场的车辆提前知晓前方路况，从而及时做出反应，避免交通状况进一步恶化。

另外，根据本发明上述实施例的车载网络的交通事故消息分发方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在步骤S6中，进一步包括：S601：所述原始中继车辆接收到所述事故信息后，搜索所述原始中继车辆附近的中间目标车辆的中间行驶信息，其中，所述中间行驶信息包括所述中间目标车辆的行驶速度、所述中间目标车辆的行驶方向和所述中间目标车辆与所述原始中继车辆的距离；S602：根据原始中继车辆的所述事故信息通信距离、原始中继车辆的所述事故消息传输时间、所述第一行驶信息和所述中间行驶信息判断所述中间目标车辆是否为中间中继车辆；S603：若所述中间目标车辆为中间中继车辆，所述原始中继车辆向所述中间中继车辆发送事故信息；以及S604：所述中间中继车辆转发所述事故信息。

进一步地，所述中间中继车辆包括第一中间中继车辆和至少一个中间分发中继车辆，所述第一中间中继车辆接收所述原始中继车辆发送的所述事故信息并转发给所述中间分发中继车辆，所述中间分发中继车辆接收所述事故信息并转发所述事故信息。

进一步地，所述原始中继车辆包括所述事故车辆的同向前方车辆、同向后方车辆、反向前方车辆和反向后方车辆，其中，对于两个同向车辆，沿其行驶方向，位于前方的车辆称为所述同向前方车辆，位于后方的车辆称为所述同向后方车辆；对于两个反向车辆，沿其行驶方向，位于前方的车辆称为所述反向前方车辆，位于后方的车辆称为所述反向后方车辆。

进一步地，当所述事故车辆的事故地点为交叉路口时，所述原始中继车辆包括所述事故车辆的交叉路前方车辆和交叉路后方车辆，其中，对于交叉路口，沿其行驶方向，位于前方的车辆称为所述交叉路前方车辆，位于后方的车辆称为所述交叉路后方车辆。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的基于车载网络的交通事故消息分发方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的同向方向车辆位置关系的示意图；

图3是本发明一个实施例的同向车辆之间传输的示意图；

图4是本发明一个实施例的同向车辆向反向车辆传输的示意图；

图5是本发明一个实施例的路边单元的多方向安全消息分发的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述根据本发明实施例的基于车载网络的交通事故消息分发方法。

假定车载节点的通信半径均相同，记为CV。路边单元(即固定中继装置)的通信半径均相同，记为CU。路边单元的通信半径大于车载节点的通信半径，即CU>CV；安全消息传播距离均相同，记为CP。安全消息传播距离大于路边单元的通信半径，即CP>CU。

请参考图1和图2，记事故车辆(即安全消息源节点)为x，以事故车辆x行驶方向为标准，在本发明的实施例中，事故车辆x为参照车辆，参照车辆仅仅是用于参照说明的车辆。行驶方向与其相同的车辆称为同向车辆，包括车辆a、车辆b和车辆d，行驶方向与其相反的车辆称为反向车辆，包括车辆A和车辆B。a为同向前方车辆，d为同向后方车辆；对于两个反向车辆A和B，A为反向前方车辆，B为反向后方车辆

当交通事故发生时，事故车辆x生成安全消息，并以CP为传播距离，在事故车辆附近搜索第一目标车辆并判断第一目标车辆是否为中继车辆(根据事故车辆的安全通信距离决定)，若第一目标车辆为中继车辆时，事故车辆传播所述安全消息。在本发明的一些示例中，第一目标车辆为距离事故车辆在各方向上最近的车辆(同向前方车辆、同向后方车辆、方向前方车辆、反向后方车辆和其他方向上距离事故车辆最近的车辆)。

车辆b和车辆x发生交通事故，以车辆x为安全消息源节点，车辆x生成安全消息并以CP为传播距离，向其同向后方车辆传播所述安全消息。

安全消息传输的时间有效性判定：以安全消息的剩余有效期与预期传输时长的差值作为判定条件，若大于0，则表示传输可行；否则，放弃传输。

安全消息传输的位置有效性判定：以接收节点预期接收到安全消息时所处的位置作为判定条件，若在预设的安全消息传播范围内，则传输可行；否则，放弃传输。

安全消息传输的距离有效性判定：

同向车辆之间安全消息传输的距离有效性判定：以同向前方车辆a向同向后方车辆b传输安全消息为例，记车辆a的行驶速度为v_a，车辆b的行驶速度为v_b，车辆a与车辆b的当前距离为f_ab,且f_ab<CV，安全消息传输时长为τ。若v_a≥v_b，则判定条件为τ(v_a-v_b)+f_ab<CV；若v_a<v_b，则判定条件为τ(v_b-v_a)-f_ab<0。若判定条件为真，则车辆a发送安全消息给车辆b，车辆b接收该消息；否则，不发送安全消息。

同向车辆向反向车辆传输安全消息的距离有效性判定：以同向车辆α向反向车辆A传输安全消息为例，速度分别为v_a和v_A，当前距离为f_aA，且f_aA<CV。两车道间距为D。依据相背而行的车辆间距的计算方法可得，判定条件为若判定条件为真，则车辆a发送安全消息给车辆A，车辆A接收该消息；否则，不发送安全消息。

反向车辆之间安全消息传输的距离有效性判定：以反向后方车辆B向反向前方车辆A传输安全消息为例，记车辆A的行驶速度为v_A，车辆B的行驶速度为v_B，车辆A与车辆B的当前距离为f_AB，且f_AB<CV。若v_A≥v_B，则判定条件为τ(v_A-v_B)+f_AB<CV；若v_A<v_B，则判定条件为τ(v_B-v_A)-f_AB<0。若判定条件为真，则车辆B发送安全消息给车辆A，车辆A接收该消息；否则，不发送安全消息。

反向车辆向同向车辆传输安全消息的距离有效性判定：以反向车辆A向同向车辆a 传输安全消息为例，速度分别为v_A和v_a，当前距离为f_Aa，且f_Aa<CV。车辆A和车辆a与事故车辆 x的距离分别为f_Ax和f_ax。依据相背而行的车辆间距的计算方法可得，若 则判定条件为否则，若则判 定条件为若判定条件为真，则车辆A发送安全消 息给车辆a，车辆a接收该消息；否则，不发送安全消息；

同向车辆与反向车辆协同的安全消息分发：

同向车辆之间的安全消息分发：以事故车辆为源节点，以与源节点的距离小于安全消息传播距离的同向后方车辆为目的节点，安全消息在同向车辆之间向后方传递，即某一个同向前方车辆(称为中继车辆)向后方车辆以多播方式分发安全消息，其传输策略采用后方全接收和最远后方中继的策略。其中，后方全接收策略指在中继车辆后方且尚未获得安全消息的同向车辆都接收该安全消息；最远后方中继策略指以接收到安全消息且距离中继车辆最远的同向后方车辆作为新的中继车辆，即安全消息的下一个发送节点，为接下来的消息分发做准备。

请参考图3，源节点x将安全消息向其同向后方车辆传递，依据后方全接收策略，在其通信范围CV以内的后方车辆d和e接收到安全消息；依据最远后方中继策略，车辆e被选为中继车辆。

同向车辆向反向车辆的安全消息分发：当中继车辆的通信范围内不存在同向的后方车辆而存在反向车辆时，中继车辆采用最远前方中继策略将消息传递给反向车辆，旨在利用反向车辆之间的多跳传输及其行进，避免消息覆盖空洞。其中，最远前方中继策略指以能够接收到安全消息且位于最前方的反向车辆作为安全消息的接受策划量和新的中继车辆。

请参考图4，源节点x将安全消息向反向车辆传递，依据最远前方中继策略，车辆A被选为中继车辆。需要注意的是，车辆B既不是安全消息的目的节点，也不是中继车辆，故车辆B不接收安全消息。

反向车辆向同向车辆的安全消息分发：当反向的中继车辆遇到尚未获得安全消息的同向车辆时，依据后方全接收和最远后方中继策略，再次将安全消息传输给同向车辆：继续执行同向车辆之间的安全消息传输，直到安全消息分发到达其传播范围的边界，或者消息分发到达交叉路口。若安全消息到达其传播范围的边界，则由中继车辆对于新驶入安全消息传播范围内的车辆进行消息分发，直到消息过期为止。若安全消息到达交叉路口，则由路边单元执行多方向安全消息分发。

路边单元的多方向安全消息分发：当安全消息传输到达部署有路边单元的交叉路口时，由于路边单元的通信能力强于车载节点，使用路边单元对安全消息在各个方向的分发进行控制。

具体地，请参考图5，部署有路边单元RU。当路边单元RU接收到来自车辆x的安全消息时，RU首先判断在路口各个方向中哪些方向的车辆有可能驶向车辆x所在道路，称这些方向为车辆源方向。然后RU依据安全消息源节点所在地理位置以及安全消息传播距离，计算在各个车辆源方向上安全消息的剩余传播距离。

十字路口的中心记为α，车辆x与路口中心α的距离为f_xα，在车辆源方向N→S上，剩 余传播距离在车辆源方向W→E上，剩余传播 距离在车辆源方向S→N上，剩余传播距离

若剩余传播距离大于0，则称所述车辆源方向为有效车辆源方向，且为该方向生成一个以路段起始点为虚拟安全消息源节点所在位置、以剩余传播距离为安全消息传播距离的新的安全消息，该安全消息的预警内容与车辆e所携带的原始安全消息一致。接着在有效车辆源方向上，执行全接收和最远中继策略的消息分发，找到新的中继节点。其中，全接收策略指在路边单元通信范围内的车辆都接收安全消息；最远中继策略指在路边单元通信范围内且距离路边单元最远的车辆作为中继车辆，负责安全消息在该路段上的分发。以车辆i和j所在有效车辆源方向S→N为例，车辆i和j都接收到RU发送的安全消息，由于j距离RU较远，因此车辆j成为在有效车辆源方向S→N上安全消息分发的中继车辆。

另外，本发明实施例的基于车载网络的交通事故消息分发方法的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种基于车载网络的交通事故消息分发方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：发生交通事故后，搜索事故车辆附近的固定中继装置的位置信息；

S2：若所述固定中继装置位于所述事故车辆的通信距离内，所述事故车辆向所述固定中继装置发送事故消息；

S3：搜索所述固定中继装置附近的第一目标车辆的第一行驶信息，其中，所述第一行驶信息包括所述第一目标车辆的行驶速度、所述第一目标车辆的行驶方向和所述第一目标车辆与所述事故车辆的距离；

S4：根据所述固定中继装置的通信距离、所述固定中继装置的事故消息传输时间和所述第一行驶信息判断并认定所述第一目标车辆是否为原始中继车辆；

S5：若所述第一目标车辆为所述原始中继车辆，所述事故车辆向所述原始中继车辆发送事故消息；以及

S6：所述原始中继车辆转发所述事故消息。

2.根据权利要求1所述的基于车载网络的交通事故消息分发方法，其特征在于，在步骤S6中，进一步包括：

S601：所述原始中继车辆接收到所述事故消息后，搜索所述原始中继车辆附近的中间目标车辆的中间行驶信息，其中，所述中间行驶信息包括所述中间目标车辆的行驶速度、所述中间目标车辆的行驶方向和所述中间目标车辆与所述原始中继车辆的距离；

S602：根据原始中继车辆的事故消息通信距离、原始中继车辆的事故消息传输时间、所述第一行驶信息和所述中间行驶信息判断所述中间目标车辆是否为中间中继车辆；

S603：若所述中间目标车辆为中间中继车辆，所述原始中继车辆向所述中间中继车辆发送事故消息；以及

S604：所述中间中继车辆转发所述事故消息。

3.根据权利要求2所述的基于车载网络的交通事故消息分发方法，其特征在于，所述中间中继车辆包括第一中间中继车辆和至少一个中间分发中继车辆，所述第一中间中继车辆接收所述原始中继车辆发送的所述事故消息并转发给所述中间分发中继车辆，所述中间分发中继车辆接收所述事故消息并转发所述事故消息。

4.根据权利要求1所述的基于车载网络的交通事故消息分发方法，其特征在于，所述原始中继车辆包括所述事故车辆的同向前方车辆、同向后方车辆、反向前方车辆和反向后方车辆，其中，对于两个同向车辆，沿其行驶方向，位于前方的车辆称为所述同向前方车辆，位于后方的车辆称为所述同向后方车辆；对于两个反向车辆，沿其行驶方向，位于前方的车辆称为所述反向前方车辆，位于后方的车辆称为所述反向后方车辆。

5.根据权利要求1所述的基于车载网络的交通事故消息分发方法，其特征在于，当所述事故车辆的事故地点为交叉路口时，所述原始中继车辆包括所述事故车辆的交叉路前方车辆和交叉路后方车辆，其中，对于交叉路口，沿其行驶方向，位于前方的车辆称为所述交叉路前方车辆，位于后方的车辆称为所述交叉路后方车辆。