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车载网络移动预测技术研究

车载网络移动预测技术研究

作者：朱雪梅北京邮电大学

学位级别：硕士

随着城市人口的快速膨胀、汽车拥有量快速增长,交通效率、安全、能耗、污染等问题日益凸显。车载网技术作为智能交通研究的前沿,已经成为国际智能交通领域的研究热点。国际与国内均开展了技术研究、标准化研究和实验网部署等相关工作。... 详细信息

随着城市人口的快速膨胀、汽车拥有量快速增长,交通效率、安全、能耗、污染等问题日益凸显。车载网技术作为智能交通研究的前沿,已经成为国际智能交通领域的研究热点。国际与国内均开展了技术研究、标准化研究和实验网部署等相关工作。车载网络具有特殊性,诸如节点移动性高、网络拓扑变化快、无线信道质量不稳定、车辆移动受限于道路拓扑且车辆轨道一般可预测等特点,这些特点对城市场景下数据传输、移动性管理等关键技术优化带来了很大的挑战。车辆的移动位置预测对于车载网络的应用具有重要意义,可用于车载网络的数据传输、移动性管理等技术的优化设计等。车辆的移动是具有时间和空间规律性的,这使得车辆移动性预测更具有可行性。本文研究了预测在车载网络上的应用,总结了车载网络预测的方法,介绍了目前预测技术在车辆移动轨迹预测方面的研究成果。重点分析了基于马尔可夫链的车辆移动位置预测方法。主要研究工作包括:(1)本论文研究了基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)采集的意大利罗马出租车行驶数据,使用真实数据集实现了基于二阶马尔可夫链的车辆位置预测方法。然后,将实验预测的车辆位置与车辆的真实位置进行比较,验证了基于二阶马尔可夫链的车辆位置预测方法的准确性,并研究了实验中网格大小和历史行驶数据的不同取值对预测性能的影响。(2)在对二阶马尔可夫链的车辆位置预测方法进行充分研究后,发现该方法在预测流程上仍有所欠缺,以此为基础提出一种改进预测算法,在预测过程中对预测算法的输入进行动态及时的调整,使得车辆位置预测的准确性在不同条件下其准确性均比原始算法表现较好,并通过实验仿真验证其准确性。

关键词：车载网络移动预测马尔可夫链真实数据集

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车载网络信息传输系统故障诊断与排除

汽车技术 2009年第8期 57-60页

作者：胡占军李玉青张国新孙大鹏张志河北机电职业技术学院长春市机械工业学校

介绍了车载网络系统的特点和故障机理,并对常见车系车载网络系统故障进行分析,得出造成车载网络信息传输系统故障的原因有3种:汽车电源系统引起的故障、车载网络信息传输系统的链路故障及车载网络信息传输系统的节点故障。结合实例给出... 详细信息

介绍了车载网络系统的特点和故障机理,并对常见车系车载网络系统故障进行分析,得出造成车载网络信息传输系统故障的原因有3种:汽车电源系统引起的故障、车载网络信息传输系统的链路故障及车载网络信息传输系统的节点故障。结合实例给出了各种故障的具体诊断与排除方法。

关键词：车载网络故障诊断方法

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车载网络路由协议的研究

车载网络路由协议的研究

作者：舒昌衡杭州电子科技大学

学位级别：硕士

现代化的交通是当前我国进行社会主义现代化建设的重要的一部分。将当前研究的前沿无线传感器网络技术运用于现代智能化的交通,这是近年来兴起的一项新兴技术。车载网路作为这种新兴无线网络,在交通领域发挥重大的作用。尤其在交通事故... 详细信息

现代化的交通是当前我国进行社会主义现代化建设的重要的一部分。将当前研究的前沿无线传感器网络技术运用于现代智能化的交通,这是近年来兴起的一项新兴技术。车载网路作为这种新兴无线网络,在交通领域发挥重大的作用。尤其在交通事故的预警,车辆的自动化驾驶及辅助驾驶,以及车辆的控制方面有广泛的应用场景。车载自组织网络（Vehicular Ad Hoc Networks,VANET,本文简称车载网络）的关键技术之一在于网络路由协议,因为无线信道不同于传统的有线网络,它具有快速移动,拓扑结构不稳定等特性。这些特点要求车载网络路由协议能快速有效的解决这些问题。本文在分析无线车载网络路由协议的基础之上,结合车载网络路由协议运行的真实场景,对车辆的运动轨迹进行分析并抽象出运动模型。这种运动模型相对于传统的无线传感器网络中研究的随机运动模型较为复杂。本文对车载网络的运动模型生成工具进行了分析,通过仿真对比随机运动模型和较真实的车辆运动模型,仿真结果表明真实场景对研究车载网络路由协议的必要性。通过分析车辆的运动轨迹和交通环境可以得出,车载网络场景主要体现在城市街道的场景以及高速公路场景中。本文对NS2网络仿真平台二次开发进行了扩展,在NS2中加入这两种场景,使车载网络路由协议运行在较为真实的场景中。在车载网络协议的研究中,基于地理位置信息的路由协议GPSR是研究的热点。相对于传统的Ad hoc网络路由协议AODV,DSR等,GPSR协议是一种基于地理位置信息的路由协议,它不需要存储路由信息。因此相对于传统的基于路由表的协议它的性能指标更好。然而GPSR存在空洞效应,在城市街道等场景下的性能比较差,本文提出了一种基于GPSR的优化算法,它能主动处理路由空洞效应带来的影响,同时在交通信息处理的热点地段十字路口采用贪婪转发结合预测角度转发的机制。通过仿真分析表明在城市街道模型下,性能有了进一步的提升。

关键词：无线传感器网络车载网络仿真模型 GPSR算法优化

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车载网络系统结构原理与诊断技术研究

车载网络系统结构原理与诊断技术研究

作者：裘玉平长安大学

学位级别：硕士

车载网络系统的汽车已遍及商用汽车和家用轿车,并已成为汽车制造业作为推销产品的一个亮点。由于车载网络技术在汽车的应用属直接引进型实用尖端技术,汽车运用行业和职业教育领域在一定程度上还缺乏对其深入系统研究,因此企业和学校急... 详细信息

车载网络系统的汽车已遍及商用汽车和家用轿车,并已成为汽车制造业作为推销产品的一个亮点。由于车载网络技术在汽车的应用属直接引进型实用尖端技术,汽车运用行业和职业教育领域在一定程度上还缺乏对其深入系统研究,因此企业和学校急需有人研究车载网络实用原理及诊断技术。为了解决研究过程中零距离接触和相关设备高成本的矛盾,研究在学校实验室台架结合汽车维修企业实车上进行。通过研究不同的车载网络系统协议和网络结构,将不同车载网络系统的结构和原理加以分析比较,从而得出各自特点;同时通过典型的故障模拟试验,提出了车载网络系统故障诊断的有效方法。具体研究内容如下:1.综述了我国现有在用车上使用的车载网络系统类别、结构、原理和特点;并指出了车载网络系统的发展方向。2.重点分析了目前在我国在用车上大量应用的CAN、LIN、WAN、MOST等车载网络系统的常见故障现象、检测项目、检修注意事项和诊断步骤。3.通过试验和诊断案例分析,验证了故障码读取、万用表检测、数据流分析和波形分析等综合应用对车载网络故障诊断的有效性。4.分析了我国汽车维修业的现状,提出了应对车载网络技术的对策。

关键词：车载网络结构原理故障诊断

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车载网络技术的应用与开发研究

车载网络技术的应用与开发研究

作者：黄敏雄电子科技大学

学位级别：硕士

现代汽车随着汽车工业的发展运用了大量的电子控制装置,中高档汽车采用了数十几个甚至几十个电子控制单元(ECU),而每一个电子控制单元与多个传感器和执行器连接着。各电子控制单元在进行信息交换时都通过各自独立的数据线进行传输,这样... 详细信息

现代汽车随着汽车工业的发展运用了大量的电子控制装置,中高档汽车采用了数十几个甚至几十个电子控制单元(ECU),而每一个电子控制单元与多个传感器和执行器连接着。各电子控制单元在进行信息交换时都通过各自独立的数据线进行传输,这样会导致电控单元针脚增加,电控系统的线束和插接件也会增加,最后导致故障率增加。为了简化线路,提高各电控单元之间的通信速度,降低故障频率,车载网络传输系统应运而生。现代汽车普遍采用了车载网络系统有CAN、LIN、MOST、FlexRey、VAN、Byteflight等,网络传输协议已经成为现代汽车网络传输的关键技术。车载网络技术是汽车内部各电控单元之间进行信息交互的纽带,车载网络系统解决了汽车线束和插接件增加带来的线束多头布置困难、维修诊断困难等问题,现代汽车维修的特点已从传统的机械修理转变为智能化电子技术诊断与机械修理相结合的修理方式。汽车网络教学在高职院校教学中也要从传统的机械修理转变为现代智能技术诊断,教学网络平台应运而生。同时信号以车载网络系统中数据总线的形式进行传输,可以进行信息共享,优化系统的控制功能,提高汽车网络技术在实际运用中综合控制的准确性。车载网络系统出现故障可以导致汽车电控单元不能相互通信,从而引发故障。本文深入讨论了车载信息系统的几项关键技术(车载信息系统网络技术,车载无线通信技术,汽车嵌入式技术)及典型汽车(奥迪、通用别克、大众等)网络故障的诊断方法。论证了车载网络技术及诊断方法对车载信息系统的重要性,探讨了技术的发展趋势。为车载信息系统的网络结构和无线通信设计方案提供相关依据,并且给日常的职业教育教学中提供较完备的数据管理和数据处理功能。本文介绍了车载信息系统产生的背景和网络技术的发展方向,从发展的角度论证了未来车载信息系统构建的意义,对未来社会对车载信息系统的功能需求进行分析,并以这些功能需求为基础,提出了未来车载信息系统结构方案设计。通过基于总线的车辆控制系统的研究,实现了实时控制车辆,各个控制模块通过总线进行相互通信的要求,从而达到了汽车智能通信网络职业教学年目的。

关键词：车载网络技术教育运用研究

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车载网络中一对多的数据共享方案研究

车载网络中一对多的数据共享方案研究

作者：张硕安徽大学

学位级别：硕士

在车载网络系统中,信息传播离不开车辆与基础设施之间的交互。然而,交互过程常常受到恶意第三方的破坏,严重时可能威胁到驾驶者的生命安全,因此保护车辆相关信息以实现安全、高效的交互非常重要。信任机构通常在车载网络中扮演关键角色... 详细信息

在车载网络系统中,信息传播离不开车辆与基础设施之间的交互。然而,交互过程常常受到恶意第三方的破坏,严重时可能威胁到驾驶者的生命安全,因此保护车辆相关信息以实现安全、高效的交互非常重要。信任机构通常在车载网络中扮演关键角色,需要与多个车辆进行交互。当信任机构向多辆车发送相同的消息时,需要与每辆车协商并发送不同的密文,存在冗余加密问题。尤其是在传输大量消息时,冗余加密问题会更加严重。同时,由于冗余操作导致通信时延大,使得资源受限车辆的通信效率大大降低。为了解决上述问题,本文提出了以下两种解决方案:(1)针对车载网络中车辆和基础设施通信模式下发送方存在的冗余加密问题,本文提出了车载网络中V2I通信下的广播加密方案。发送方只需要进行一次加密就可以为一组车辆生成一条固定长度的密文,从根本上解决了冗余加密问题。本方案引入的代理服务器可以承担发送方的加密任务,因此发送方的加密负担得以减轻。同时代理服务器利用重加密技术降低了车辆的解密开销,使得通信效率得到了提升。(2)针对车载网络中资源受限车辆存在通信效率低、冗余加密的问题,本文提出了V2I通信下基于边缘计算的广播加密方案。与传统的车辆到基础设施的通信模式不同,本文引入边缘车辆参与通信。发送方为不同区域的边缘车辆生成初始的广播密文。接着,边缘车辆对广播密文进行外包解密操作。由于边缘车辆将繁琐的广播密文部分解密为轻量级的基于身份的密文,大大降低了车辆的解密开销,使得本方案更加适用于资源受限的车辆。

关键词：车载网络数据共享广播加密代理重加密外包部分解密

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车载网络仿真与评测系统的实现

车载网络仿真与评测系统的实现

作者：任灵童哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着电子技术和半导体技术的高速发展,电子产品在汽车上的应用逐渐增多,导致目前车载网络(In-Vehicle Network,IVN)系统中同时存在多个子网络、多个标准,子网之间通过网关进行互联的现状,系统的合理性和可靠性评估问题日渐突出。作为IV... 详细信息

随着电子技术和半导体技术的高速发展,电子产品在汽车上的应用逐渐增多,导致目前车载网络(In-Vehicle Network,IVN)系统中同时存在多个子网络、多个标准,子网之间通过网关进行互联的现状,系统的合理性和可靠性评估问题日渐突出。作为IVN系统分析的基础,IVN仿真与评测系统正是针对这一问题而提出和发展的。本文立足于实际工程需要,结合IVN系统设计流程,对IVN系统的建模、仿真与评测技术进行了深入研究。结合电气/电子架构的设计思想,本文首先给出了一种面向设计过程的IVN模型构建方法,实现了对IVN需求的建模,以及针对同一设计需求的方案子模型组的生成,并提供对IVN模型进行静态分析的能力,为IVN设计过程中的优化配置、系统仿真、系统评测提供方法和工具,为后续研究奠定了坚实基础。系统仿真是网络控制系统设计过程中不可缺少的一个环节。为了掌握IVN系统的动态特性、指导IVN系统设计,本文提出了一种基于事件预测的IVN系统仿真方法,提供了模拟IVN系统中以时间和事件触发的复杂网络交互行为的能力,实现了在时域上对IVN系统中信号交换、报文传输、任务执行等行为仿真。IVN仿真与评测系统不可避免地需要处理大量复杂的数据,在这种应用背景下,本文创新地将新兴的动态语言引入到课题实现中,以动态语言LUA与静态语言C++相结合的形式,综合了LUA语言数据类型定义灵活和C++语言严谨高效的优点,实现了IVN仿真与评测系统的软件框架——LUA/C++协同体系,并在LUA和Visual C++环境中编写了完整而高效的Windows支持库和程序开发环境,使LUA具备了直接生成友好人机界面的能力,为系统创建了良好的实现平台。为了实现对IVN系统设计的进行评价,本文最后对IVN系统评测方法进行了深入研究,在对IVN系统模型进行静态分析和动态仿真所获得的数据基础上,建立了以系统资源需求评价和系统网络性能评价为主的IVN系统评价体系,实现了对IVN系统设计方案的功能完整性分析、性能分析和成本估算。IVN系统评价体系和评测方法的建立,为IVN系统设计、分析和决策提供了有力的支持。为了验证IVN仿真与评测系统关键技术研究和设计结果的有效性,在论述系统实现方法之后,本文定义了一种简单的示例IVN系统,对其进行了相关实验。实验结果表明,IVN仿真与评测系统能够圆满完成对IVN系统的建模、仿真与评测工作,实现了对系统设计过程的全程支持。

关键词：网络控制系统车载网络软件仿真性能评测动态语言

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无线公交车载网络切换机制研究

计算机工程与科学 2012年第7期34卷 18-23页

作者：匡罗贝徐明喻卫陈颖文国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

为公交车乘客提供高质量的Internet服务可以让其在乘车过程中享受娱乐及工作,进而大大提高乘客的生活质量。基于此,本文针对公交车载网络的切换问题进行研究。首先提出一种改进的公交车载网络结构,进而提出一种基于数据传输速率的切换... 详细信息

为公交车乘客提供高质量的Internet服务可以让其在乘车过程中享受娱乐及工作,进而大大提高乘客的生活质量。基于此,本文针对公交车载网络的切换问题进行研究。首先提出一种改进的公交车载网络结构,进而提出一种基于数据传输速率的切换触发机制。该机制可以准确触发切换,减少切换开销,改进通信稳定性。针对公交站点存在多个访问点的切换场景,本文进一步提出一种合适的切换策略-M-Handoff。M-Handoff以负载均衡为目标进行访问点选择,同时可以保证各个已连接的公交车辆的平均吞吐率。仿真实验表明,与传统方法相比,以上机制可以较好地提高系统性能,能更好地适于公交车载通信。

关键词：车载网络公交车载网络切换触发切换机制

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车载网络CAN总线报文异常检测技术研究

车载网络CAN总线报文异常检测技术研究

作者：李闯天津理工大学

学位级别：硕士

中国汽车市场规模巨大,联网汽车渗透率不断提升。随着5G技术的推广应用以及V2X技术的发展,车辆与外界的联系越来越密切,增加了被攻击的风险。攻击者可以通过多种途径、采取多种方式攻击车载网络CAN总线,最终达到控制车辆等目的。这些对... 详细信息

中国汽车市场规模巨大,联网汽车渗透率不断提升。随着5G技术的推广应用以及V2X技术的发展,车辆与外界的联系越来越密切,增加了被攻击的风险。攻击者可以通过多种途径、采取多种方式攻击车载网络CAN总线,最终达到控制车辆等目的。这些对CAN总线的攻击行为体现为报文异常,因此对车载网络CAN总线报文异常检测的研究非常重要。本文通过分析国内外现有的CAN总线报文异常检测方法,针对传统检测方法性能低下、消耗硬件资源以及成本不可控等问题。结合CAN总线协议特点,分别提出针对Do S攻击、重放攻击和帧伪造攻击的检测方法。解决了多攻击方式检测、报文类型复杂等问题,最大程度实现对攻击行为检测的全覆盖。本文的主要工作及创新点包括以下三个方面:1.针对国内外现有异常检测模型的不足,提出了一种层次化的异常检测模型。从CAN总线报文流量和数据段内容两个角度出发,提出不同的检测模型检测Do S攻击、重放攻击和帧伪造攻击。对数据流进行逐层分析,最大程度实现对攻击行为检测的全覆盖。2.针对低速帧注入攻击不易被检测的问题,从CAN总线报文流量的角度提出了一种基于LOF和DBSCAN的异常检测方法。并通过实验验证了该方法检测低速帧注入攻击的有效性,且检测效果优于现有其他检测方法。此外,该方法还可以检测重放攻击。3.针对基于LOF和DBSCAN算法难以检测帧伪造攻击的问题,提出了一种基于GRU网络的异常检测方法,从CAN总线报文数据内容的角度进行异常检测。详细介绍了GRU网络的原理以及基于GRU网络的异常检测模型设计,并通过实验验证了该方法可以有效的检测帧伪造攻击和重放攻击。

关键词：车载网络 CAN总线异常检测数据挖掘神经网络