面向智能交通信息共享的移动社会网络报文传输研究

Mobile social network (MSN) is a kind of delay tolerant network (DTN), which is composed of mobile users with the characteristics of social behaviors that share information through their carried short-distance wireless communication devices. On the other hand, vehicular ad hoc network (VANET) is one of the key techniques to share information in intelligent transport systems. The existing researches show that the information sharing between vehicles has obvious characteristics of social behaviors, and VANET, in substance, is a type of special MSN. This project focuses on the issue of message delivery in MSN for the information sharing of intelligent transportation. More specifically, we target on the real complex transportation networks, borrow the techniques in our previous works, including the optimization theory, utility-based modeling, opportunistic forwarding, and social network analysis, etc., to study the delay tolerant message delivery and information sharing between vehicles. The detailed issues include the routing algorithm, the scheduling mechanism of message delivery, the message dissemination, the information search, the selfish or privacy-preserving message delivery, etc. This is a cross project derived from the integration of traditional social network, delay tolerant network, and vehicular ad hoc network. Through the study on this project, we will design a series of practical and efficient mechanisms and algorithms of message delivery, which can provide the significant theoretical and technical supports to the information sharing between nodes in the MSNs of intelligent transportation.

移动社会网络是由具备社会行为特征的移动用户通过其携带的短距离无线通信设备实现信息共享的一类延迟容忍网络。另一方面，车联网则是实现智能交通信息共享的关键技术之一。研究表明，实际的车间信息共享具有显著的社会行为特征，车联网本质上是一类特殊的移动社会网络。本项目提出面向智能交通信息共享的移动社会网络报文传输研究，主要是面向实际的复杂交通网络环境，在已有工作积累的基础上，利用最优化理论、效用建模、机会传输、社会网络分析等技术，对具有延迟容忍特性的车间报文传输与信息共享机制展开深入研究。研究内容主要包括路由算法、传输调度机制、报文分发、信息搜索、基于自私或隐私保护的数据传输等等，相关工作是传统社会网络、延迟容忍网络和车联网研究不断深化融合的一个最新交叉课题。通过这一研究，本项目将设计出一系列高效实用的报文传输机制和算法，能够为面向智能交通的移动社会网络节点间信息共享提供有效的理论和技术支撑。

移动社会网络是由许多携带有智能手机、iPad、车载终端等无线通信设备的移动用户组成的。移动用户可以通过其随身携带的无线通信设备上安装的移动社交网络软件实现信息的交互和共享。随着无人驾驶的兴起以及移动社会网络应用的普及，采用延迟容忍传输模式的车载移动社会网络，能够以较低的代价实现大容量的视频或数据文件共享，引起了广泛的关注。在此背景下，本项目从事面向智能交通信息共享的移动社会网络报文传输研究，主要的研究内容包括面向智能交通应用的移动社会网络模型研究、数据传输的路由算法和分发调度机制研究、隐私保护机制研究等几个方面。首先，项目组充分考虑到面向智能交通应用的移动社会网络节点，往往会经常性地访问一些固定位置，而很少访问其他地方，其移动行为具有非均匀访问的社会行为特性。针对这一现象，提出了一个基于home的社区模型，定义了相应的移动社会网络特征指标，并给出了计算公式以及home社区模型的构建方法。然后，在此基础上，提出了基于home社区的零知识多副本路由算法Homing Spread和基于home社区的最优单副本机会路由算法CAOR。其中，Homing Spread算法是首个基于社团模型的零知识路由算法；而CAOR算法则能够以较低的代价取得最优的机会路由性能，谷歌学术引用达到了140次。此外，项目组还通过类比现实世界中的邮递系统，提出了一系列基于效用模型的数据传输机制，实现了数据传输延迟、收益、代价、成功率等多重因素的最优均衡。最后，项目组以面向智能交通信息共享的移动群智感知系统为应用背景，提出了一系列的移动群智感知任务分发调度算法和相应的隐私保护机制。总体而言，本项目研究提出了一系列的移动社会网络路由算法以及任务分发调度和隐私保护机制，发表了SCI/EI 检索的论文18篇，包括中国计算机学会认定的A类国际期刊或国际会议论文7篇，B类国际会议论文6篇，为延迟容忍的车载移动社会网络信息共享提供了有效的技术支撑。