单向高速公路上车辆的双向连通性分析

本文主要探讨了高速公路上移动车辆的网络连通性问题，焦点在于单向双向道路中车辆的连通性分析，这种道路只有一条入口和出口。研究假设车辆的进入遵循泊松过程，且在道路的两个部分之间发生进出行为。论文的核心是建立一个分析模型，用于计算在不同情况下，如无接入点（RSU）部署、RSU部署位置以及车辆速度、到达率等参数变化时，车辆保持连通性的概率。 模型首先考虑了无RSU部署的情况，此时车辆之间的通信依赖于它们自身的无线范围和行驶路径，可能受到距离和干扰的影响。随着RSU的引入，通信可靠性得到提升，因为RSU可以作为中继节点增强信号覆盖，尤其是在入口和出口附近。研究通过绘制多组图表来展示结果，例如： - 图5：展示了无RSU和部署一个RSU时，连通性概率与入口和出口的车辆到达率λ1和λ2的关系，揭示了RSU对于缓解拥堵和保持连通性的积极作用。 - 图6：专注于λ1（入口到达率）和α（车辆通信半径）对连通性的影响，显示通信范围的扩大如何增加连通性。 - 图7：比较无RSU和有RSU时，连通性与车辆速度v和无线范围Rv的关系，强调了速度管理和通信技术在保持连通性中的关键作用。 - 图8：展示了RSU部署对车辆连通性的影响，当改变道路长度L时，RSU的存在明显改善了连通性。 - 图9：探讨了连通性与车辆长度v和速度v的关系，这表明合理的速度控制有助于维持高连通性。 - 图10：展示了同时考虑v、α和λ2时的连通性变化，进一步证明了这些参数之间的交互效应。 最后，图11 对比了两种场景（无RSU和有RSU部署）下的连通性结果，强调了基础设施在复杂交通环境中优化网络性能的重要性。该研究为理解和优化单向高速公路网络设计提供了有价值的理论基础，对于智能交通系统和V2X通信的研究具有重要意义。通过分析和模拟，本文得出了一系列关于如何通过合理的RSU配置和车辆行为管理来最大化道路连通性的策略建议。