基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的車載自組織網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快，道路交通狀況越來越復(fù)雜，車載自組織網(wǎng)絡(luò)作為智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用將是緩解交通擁堵、快速處理交通事故、提高交通安全、優(yōu)化城市汽車流量及實(shí)現(xiàn)無人駕駛的重要方式。車載自組織網(wǎng)絡(luò)的通訊方式借助于比較成熟的通信網(wǎng)絡(luò)，屬于多跳無線通信移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)范疇，網(wǎng)絡(luò)部署靈活，具有較好的發(fā)展前景。傳統(tǒng)研究專注于通信協(xié)議及其拓?fù)?，未從宏觀角度揭示其網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)。本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論提出車載自組織網(wǎng)絡(luò)模型，以新視角研究車載自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、

2、網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)和控制方式，較好地克服了從單一角度進(jìn)行特性研究的不足。
　　本文首先介紹了車載自組織網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)和模型算法，借用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論思想建立了V2V子網(wǎng)模型、V2I子網(wǎng)模型及整體車載自組織網(wǎng)絡(luò)模型，采用平均場(chǎng)理論進(jìn)行瞬時(shí)度分布和穩(wěn)態(tài)度分布分析；根據(jù)車載自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)特性及假設(shè)條件，考慮到實(shí)際的車載自組織網(wǎng)絡(luò)并不是無限增長(zhǎng)的，研究了具有壽命周期的網(wǎng)絡(luò)模型和模塊模型構(gòu)造。其次討論了模型的特殊情況，判定度分布指數(shù)范圍，以度分布滿足冪律分

3、布規(guī)律驗(yàn)證車載自組織網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特征，以基尼系數(shù)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的異質(zhì)性；從微觀角度研究了車載自組織網(wǎng)絡(luò)信息流量分布特性和考慮容量限制的信息流量分布特性。最后以網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程為基礎(chǔ)，從改善已有網(wǎng)絡(luò)性能和提高網(wǎng)絡(luò)效率、穩(wěn)定性的角度出發(fā)，導(dǎo)出被牽制控制到平衡點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程，計(jì)算矩陣最大特征值和網(wǎng)絡(luò)特征值，提出車載自組織網(wǎng)絡(luò)牽制控制策略，探討了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)同步動(dòng)力學(xué)的影響。闡述了網(wǎng)絡(luò)能控性的基本概念，從度相關(guān)性角度對(duì)能控性的影響進(jìn)行了分析

4、，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)分析了特定牽制控制、隨機(jī)牽制控制和混合牽制控制策略的能控性。
　　研究結(jié)果表明車載自組織網(wǎng)絡(luò)符合冪律分布規(guī)律，滿足無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征，度分布指數(shù)2＜γ≤3，度值大的節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響較大，傳播信息更快，信息流量與度值之間滿足冪律分布規(guī)律；在考慮節(jié)點(diǎn)壽命周期的情況下，網(wǎng)絡(luò)度分布不符合冪律分布規(guī)律。度分布指數(shù)越小，同步越難實(shí)現(xiàn)；擇優(yōu)連接網(wǎng)絡(luò)比重連網(wǎng)絡(luò)的同步更強(qiáng)，動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)對(duì)隨機(jī)攻擊表現(xiàn)出更強(qiáng)的魯棒性。對(duì)比不同的控制策略，