基于车辆轨迹的车联网服务信息传递机制研究

Information delivery for service messages or advertisements is considered as an important application in Internet of Vehicles (IoV) and can be widely applied to series of scenarios. Focusing on the scenario of service information delivery, this project aims to propose new mechanisms for service information delivery in IoV and validate them in experiment system. The key innovation of this project will be that (1) a traffic prediction model and a vehicle characteristic model, both of which are based on trajectory analysis, are proposed; and (2) the proposed models are used to construct information distribution algorithms in roadside units and information forwarding algorithms among vehicles. The project members are experts in some related areas such as IoV data forwarding protocols and have published papers on some conferences(e.g. ICC) and journals(e.g. TPDS and IJDSN). We plan to publish 2 to 4 patents, and 6 to 8 research papers (with 1 to 2 papers in prestigious conference such as INFOCOM). Also, we will train more than 4 graduate students through this project.

广告等服务信息传递是车联网应用的重要组成部分，具有广阔的应用前景以及商业价值。本项目针对车联网服务信息传递应用场景，研究车联网应用架构设计、服务信息在路边单元的分发及车间转发等关键技术，期望提出一系列车联网服务信息传递机制，并研发实验系统验证所提出的机制。本项目的主要创新点在于基于车辆轨迹构建车流量预测模型和节点特征分析模型，并将其用于路边单元的信息分发和车间转发机制设计。项目组在车联网方面有良好的积累，在网络协议设计等方向有一定的研究基础，相关成果已被ICC、TPDS、IJDSN录用，同时有较好的支撑环境。预期成果包括发表高水平论文6-8篇，争取其中1-2篇发表在INFOCOM等重要国际会议上，申请国家发明专利2-4项，培养研究生4名以上。

车联网是智能交通系统的核心组成部分，广告等服务信息传递是车联网应用的重要组成部分，具有广阔的应用前景以及商业价值。本项目针对车联网服务信息传递应用场景的相关问题，主要研究以下内容并取得系列成果：.第一、结合雾计算的架构原型，构建面向服务信息传递的车联网“云-雾-端”层次化模型；结合车联网应用服务需求，建立相遇列表机制，并搭建车联网车辆运动轨迹模型及路边节点相遇模型，为实现路边单元服务信息分发策略及车间服务信息转发策略提供模型基础。.第二、基于以上模型，针对路边单元的服务信息分发机制问题，率先提出了基于LSTM的RSU覆盖域交通流预测算法，实现对未来交通流的准确预测；基于该算法制定了路边单元服务信息分发调度策略，以提高网络带宽的利用率及消息传递的覆盖率。.第三、针对车间服务信息转发机制问题，率先利用轨迹分割聚类方法实现了基于历史轨迹的车辆出行目的地预测机制；基于该机制制定了车联网服务信息传递策略，以最大化服务信息传递的收益；考虑到车辆节点间数据传递的信息安全及隐私保护问题，建立了面向隐私保护的车辆节点数据传递机制，在保证安全和隐私的前提下实现数据的有效传递。.通过仿真验证及性能评估，相比于现有的路边单元服务信息分发机制，本项目提出的方案取得了更优效果，其能够在同等RSU损耗的情况下，有效提高网络吞吐率并提升消息传递的覆盖率；而对于车间信息转发策略，本方案既能兼顾传递信息的安全和节点隐私保护，也有效提升传递信息的服务效益。综上所述，本项目的研究能够为车联网服务信息的传递提供实用、有效、低能耗、安全的解决手段，该研究成果也同时能够为自动驾驶领域的服务信息传递提供有效策略支撑。