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1、车辆自组网中的信息管理摘要：车辆自组网（VANET）是一个基于车辆对车辆，车辆对基础设施和混合架构的高度移动的自组织网络。最近，自组织车际网由于在安全性、舒适性、商业、娱乐方面的广泛应用获得了来自工业和学术界的大量关注。信息管理需要科学和技术来进行通信、容差、存储、译码、多模式交互、收集、汇总、校验、传送等等。在自组织车际网中，信息可以分为安全的和不安全的。司机或汽车信息安全要求在应用时提供智能的交通服务，例如识别弯曲道路、交通拥堵、意外事故发生地、碰撞警告、环境条件、接近的车辆等。安全应用方面最主要的担忧是可靠性、安全性、信赖、实时传输和延时。这篇论文提出了最新的信息管理技术在车辆自组网中与
2、安全相关的应用的研究成果，这一成果包括信息收集、汇总、校验和传输，并且还对未来研究的发展提供了指导。关键字：车辆自组网、信息收集、信息聚合、信息校验、信息传播1、 介绍车辆自组网(VANET)是移动自组网的一种，是智能交通系统的一部分，一些独特的特点如：地理位置约束拓扑、随机移动性和车辆密度、不同通道容量等组成了车辆自组网，使它作为移动车辆自组网的一个独特的研究领域。这些特点也构成了一些挑战，关于介质访问、物理通信、译码、路径选择、拥堵控制、容错性、多模式交互、端对端数据传输、安全性、机密性、仿真和实现平台、安全信息管理等。本文专注于信息管理技术，由于VANETS基本发展到可以提供安全措施以及
3、给司机公众和乘客提供智能信息，这些信息变得非常重要。信息管理可以分为三个基本的VANETS交通通信的构架：车与车、车与设施和混合构架。最近又提出了第四个构架：车辆与乘客或行人的通信。这些构架由图1描述。每种架构解释如下：V2V通信是ITS中重要的组成部分。它确保车辆可以和其他车辆进行通信。车辆也许位于视线范围之外甚至在几辆装有多跳网络的车辆的可转发的无线电范围之外。V2V通信的情况如图1（a）所示。V2I通信是车辆与高速公路/路测设备间信息或数据的无线交换，初步计划取得广泛的安全性、移动性和环境收益。V2I的通信架构如图1（b）。V2I通信希望配备最低水平的设施来达到最大限度的安全应用。混合构
4、架结合了V2V和V2I通信的架构，如图1（c）.车辆与乘客通信（V2P）允许行进中的车辆与路边行人之间直接及时的交流。通过口袋无线设备，乘客们可以轻松地在路边节点加入VENTS，并且共享出行需求，例如通过无线电在VANETS中请求搭顺风车，或叫出租车。通过传送这些请求，一旦找到匹配的车辆，司机可以决定是否提供相应的服务，尤其是搭载乘客或货物。研究工作提出应对困难进行充分的调查，如车辆呼叫、建立一个出行历史模型来预测车辆去向，建立典型查询传输体制来匹配目标车辆。实际的出行调查和仿真表明，这项工作在临时拼车和叫出租车时是非常实用有效的。现在，我们简单的展示一下VANET概念和技术的发展。20世纪8
5、0年代早期，日本的JSK提出了内部车辆通信（IVC）。之后加利福尼亚先进交通技术的研究团队和欧洲一司机都演示了将两辆或更多车辆电力联结成为火车的技术。在欧洲，国际标准组织（ISO）成立了技术委员会来发展ITS的架构，包括VANET，这些标准由电力电子工程协会、欧洲电话通信标准协会、欧洲标准和社会自动化工程委员会制定。欧洲工程师Cartalkzow正在调查基于内部车辆通信的安全舒适性驾驶问题。一些主要汽车制造商已经投资给内部车辆网。奥迪、宝马、戴姆勒克莱斯勒、菲亚特、雷诺和大众联合成立了一个非营利组织叫C2CCC，该组织致力于通过内部车辆通信方法，在将来逐渐提高道路安全和效率的工程。IEEE也形
6、成了IEEE802.11p任务组和1609标准，它提供了车用环境无线存取技术。该simTDResearch项目通过研究和测试车辆对-X通信及其应用的目的是安全和智能化的移动性。车辆到-X通信是车辆之间以及车辆与基础设施之间的信息交换。InsimTD现实交通情景位于黑森州法兰克福市附近的一个大型试验基础设施基地。SCOREF项目通过民主化的通信技术基础设施/车辆和车辆/车辆来改善交通流量和道路安全。驾驶实施和C2X通信（DriveC2X）的评价（驾驶C2X通信的实现和评估）技术在欧洲开展合作系统的全面评估。功能的测试和评估是在几个欧洲测试点的合作系统进行，有关于交通流，车辆管理，当地的危险警报，
7、驾驶辅助，互联网接入和本地信息服务。2003年12月，美国联邦通信委员会（FCC）批准了75 MHz的频谱用于专用短程通信（DSRC）和由此产生的DSRC系统预计将在北美国的第成为一个大规模的车载网络。DSRC被设计用来提供架构在节点内的车辆网络相互之间以及与基础设施进行通信。在DSRC，随后专门为WAVE，（全球定位系统）GPS功能的车辆都配备了车载单元，可以互相通信，通过V2V通信传播信息。本文的其余部分安排如下。我们在第2节讨论车载自组网的信息管理。2、信息管理在本节中，我们将讨论信息管理特别是安全信息管理的概念和必要性。汽车安全已经从基本的安全带和照明发展到高科技的安全功能，可帮助驾驶
8、员完全避免事故的发生。保证任何人可以舒适而自由移动的安全可靠的运输，对车载自组网的中安全信息是必要的。安全最优先考虑的司机和乘客。一个安全的车辆显然是要保持里面的人的安全司机，乘客和行人的安全在许多国家对汽车产业的和政府是重大的挑战。重视汽车安全的主要原因是不断增加的交通事故。车载自组网的安全信息精确地随着时间和信息传递发生的地点的地理区域相关联。因此安全信息必须保持“闪闪发光”。车载自组网VANET安全应用服务分类的一些例子如表1所示。司机服务被视为车载自组网典型和最值得的直接影响道路安全的应用。客运服务可以通过使用道路援助和预警信息得到提高。信息服务类包含应用程序试图以通讯方式改善或简化驾
9、驶。车载自组网也旨在支持公共服务，例如警察或紧急恢复单位的工作。事实上，车载自组网的主要设计目标是提高驾驶的安全性，减少交通事故。安全信息管理的重要的组成部分有收集，汇总，信任和安全，校验和传输。如今，车辆都装备有一个或多个通信或能够收集信息的计算设备，收集例如车辆的位置和速度，交通密度，事故发生，道路状况等信息。从附近的车辆以及从遥远的车辆接收汇总信息是为了消除冗余和重复的数据。这有利于减少所需信息的量，并减少所需带宽。表一：VANETs安全应用服务的概述。从其他车辆接收到的信息必须是可靠的，经过身份验证和即时的。因此，信息需要不断地验证和确认，汇总和验证安全信息传播/散布车辆。图2描述了本
10、文要讨论的一个完整的信息安全管理机制的分类。据我们所知，我们已经列出并给出了已提到的采集，汇总，验证和传输机制的概述。该机制在接下来的章节中会简要解释。3、信息采集为了给司机提供有用的信息，访问车辆网络的数据已经成为一个主要的问题。车辆使用不同类型的传感装置来收集司机驾驶环境的信息（速度，加速度，温度，座椅情况等），以提供更安全，更高效，更舒适的驾乘感受。最新的车辆装有传感器，全球定位系统，导航设备，个人数字助理（PDA）等，这些能够收集来自环境的信息，以提供一种更安全，更有效的和舒适的驾驶体验。为了给司机和乘客提供资料，收集过程是一个重大问题。高效的信息收集机制应具有以下特点：（1）信息收集
11、过程中不得与网络干扰，例如，不应该要求司机和乘客启动/采集数据。（2）必须加以考虑车辆异构流动模式。（3）安全信息的路径在一个节点快速移动的高度动态网络中。（4）一般安全信息并非针对特定的目的地。（5）信息必须依赖于周围环境的准确和最新的信息。（6）在一定的距离和/或时间之外的信息无关紧要。（7）信息收集算法必须有容错性。（8）即使一些车流被断开，高效的信息收集算法也不能中断。在下面的章节中，我们讨论了一些需要解决的研究工作和开放的研究问题。3.1基于数据采集的车载设备/传感器与服务器通信的数据收集平台是为了收集车辆的GPS数据点流量监控。在交通数据采集平台上，每个车辆都配备有GPS模块和无线
12、通信接口，并将检测到的GPS数据发送给服务器。在这方面的一个具有挑战性的问题是，如果大量的车辆同时上传他们的GPS数据，无线网络并不能提供用于同步网络连接足够的网络资源。准确或安全的VANET应用要求高精度的车辆定位。射频识别（RFID）辅以准确定位系统，利用差分全球定位系统（DGPS）的概念，以提高GPS定位精度。在RFID辅助系统中，车辆得到两种类型的数据进行定位：从GPS接收器接收的GPS坐标，和通过RFID通信的物理位置。然后，计算GPS的误差，并将其分享给相邻车辆，以帮助他们纠正不准确的GPS坐标。红，彭提出了一个被称为基于模型的数据采集（）的框架，用来减少数据传输和车辆上报GPS数
13、据点的数量。MDC框架在服务器和车辆间协作执行。在车辆处，给出一系列的GPS数据点，模型函数会推导出原始的GPS数据点。每辆车上传能描述它活动的一些参数，而不是报告所有位置信息。车辆通常沿着一组直线路段前进。线性回归(LR)算法用于确定一组线函数来表示运动的车辆。通过观察时空局部性的流量数据，用内核回归（KR）算法来得到一组内核函数来模拟一系列的速度读数。由于交通数据的时空局部性特征，提出了一种网络聚集机制来确定一个组，并且每个组中，只有一辆车辆需要报告交通数据，从而进一步减少同时连接的数量。Rashidet提出了紧急车辆通道清理技术和得到实时的信息资源的方法。电子紧急刹车灯（EEBL）安全应
14、用会在紧急刹车时发送警告消息。该EEBL应用程序是一个合作的自适应巡航控制系统（CACC），它使用网络提供的信息来自动刹车的车，如果驾驶员没有做出反应的警告中集成。此外，一个信息聚合方案，提出分析复育的好处连同网络负载的随之增加。该EEBL应用程序是一个协同自适应巡航控制系统（CACC），如果驾驶员没有对警告做出反应，它将使用网络提供的信息来自动刹车。此外，一个信息聚合方案提出将一同分析再传输和网络负载随之增加的好处。该协议被比作没有再传输和再传播的协议。Mouftah等人讨论了.一个有效的无线传感器网络(WSN)体系结构在智能车辆系统收集信息中的要求.混合传感器和车载网络(HSVN)要求无线
15、传感器网络和VANETs提供道路安全合作。3.2 基于信息采集的路由协议Nzouonta等人为城市VANET提出了使用车辆交通信息路由协议(RBVT)。RBVT协议,即,被动协议(RBVT-R)和主动式协议(RBVT-P)创建了路径，这些路径由一系列交叉路口组成,他们有很高的概率和的车辆实时交通信息的网络连接 。地理运输业务被用来传输道路交叉路口间的数据包。这种机制降低了单个节点移动的路径的灵敏度。在冲突最大的密集网络中，转发机制使用分散式接收器为基础的中继段选择进行了优化。这是基于涉及到到非均匀无线电传播的多目标优化函数。RBVT-R和RBVT-P协议与有关MANETs的协议相比较，MANE
16、Ts协议如无线自组网按需平面距离矢量路由协议 (AODV), 优化的链路状态路由协议(OLSR),贪婪周边无状态路由(GPSR)和一个VANETs协议,即地理源路由(GSR)。从两方面分析这些协议的性能：障碍城市环境与无障碍城市环境：结果表明，该RBVT协议在数据传输和平均延迟方面效果更好。考虑到性能分析, 吞吐量是主要需求时RBVT-R是更好的选择,但如果VANET是延迟敏感的则RBVT-P效果更好。Manviet等人讨论分析了AODV，DSR，和VANET环境下群体智能路由协议的性能。Delot等提出了GeoVanet，即基于地理位置路由协议的分布式哈希表（DHT），以确保查询的发送者可以得到一致的答案。在GeoVanet中，司机可以查询其他车辆共享的信息。查询信息在网络中迅速传播。利用VANET进行远程车辆计算后,将结果交付给发出查询的车辆。GeoVanet给司机提供了在车载自组网中收集和共享数据的解决方案。GeoVanet的实验评估表明，高达80的可用的查询
