车载自组织网络中的分布式协同机制及应用研究

VANET has become one of the core technologies that affect social development, as required by the emergence of intelligent transportation and Internet of things. However, existing works on VANET mostly focus on network communication protocols and/or data collection/dissemination mechanisms. Distributed coordination in VANET has been largely ignored. Distributed coordination is the fundamental technology of distributed computing, including computing over VNAET. It handles the synchronization and consistency problems in distributed systems. The project is committed to designing distributed coordination mechanisms suitable for the VANET environment, and applying these mechanisms to provide intelligent transportation services. We will analyze consider the characteristics of VANETs and special requirements of VANET's applications, and then design mechanisms to address distributed coordination problems, especially mutual exclusion and consensus. High dynamics and high scalability will be the major features we want to achieve to meet the demand of VANETs. As a comprehensive and in-depth study, our work consists of several parts, including system model development, distributed coordination algorithm design, distributed intelligent transportation service design and prototype system development. We believe that, the conduction of the this project will put the research of VANET one step forward and significantly help the development of VANET-based traffic control and management applications.

随着智能交通、车联网成为国民经济和社会发展的重点领域，VANET已经成为影响社会发展的核心技术之一。本项目将研究VANET环境下的分布式协同机制及其在智能交通控制中的应用。分布式协同是分布式计算的基础问题，包括计算节点间的同步与一致性等方面的控制和协调。VANET是一个分布式环境，其应用和服务必然涉及到分布式协同问题，但是VANET环境下的分布式协同问题方面的研究还很少。本项目将着重考虑VANET在网络规模、节点动态性等方面的特性，以及交通控制应用在可靠性、时效性等方面的需求，研究设计适于VANET环境的分布式协同机制和算法。其技术要点在于综合节点集合与网络拓扑两个方面的动态性，引入基于分簇的层次结构，实现分布式协同的高动态化、高可扩展性、低开销。我们的工作包括系统模型、分布式算法、以及具体的应用等三个层次。我们将搭建试验系统以验证和改进所设计的机制和算法。

随着智能交通、车联网成为国民经济和社会发展的重点领域，车载网络已经成为热点领域。本项目研究了车载自组织网络环境下的分布式协同机制及其在智能交通控制中的应用。分布式协同是分布式计算的基础问题，包括计算节点间的同步与一致性等方面的控制问题。本项项目研究的具体协同问题包括：分布式互斥、分布式计数、一致性（Consensus）、选举、数据分发、数据缓存等。整体的路线是着重考虑车载自组织网络在网络规模、节点动态性等方面的特性，以及交通控制应用在可靠性、时效性等方面的需求，研究设计相适应的分布式协同机制和算法。其技术要点在于综合节点集合与网络拓扑两个方面的动态性，引入基于分簇的层次结构，实现分布式协同的高动态化、高可扩展性、低开销。我们从系统模型、分布式算法、智能交通应用、原型系统等四个方面进行了研究，成功定义了新的模型和问题，设计了新的算法和机制，并基于这些算法机制设计了车辆交通控制方法。这些机制和方法通过原型系统进行了验证分析。