基于停车位可用概率的停车位发现算法基于停车位可用概率的停车位发现算法
利用车载自组网方便、灵活、成本低的特点,使用机会通信扩展车辆通信范围,提出一种基于停车位可用概率
的停车位发现算法来解决分布式网络中信息不完全下的停车位发现问题。通过估算附近可用停车位在车辆到达
时刻的可占用概率,为车辆分配成功率最大的停车位。仿真结果表明,该算法适用于车载自组网的分布式停车
位算法,平均停车时间较短。
摘摘 要要: 利用车载自组网方便、灵活、成本低的特点,使用
关键词关键词:
0 引言引言
私人汽车的激增使城市道路交通量日益增加,引发了一系列亟待解决的交通问题。其中,停车问题给大城市带来了沉重的
道路通行负担,并成为交通拥堵的重要因素。如何采用先进的科学技术方法来解决“停车难”问题[1],是当前城市交通发展急需
解决的问题。
在停车位发现服务中,拓扑网络结构变化快速,集中式的架构缺乏灵活性和适应性,车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc
Network,VANET)提供了一种分布式停车位发现解决方案[2]。在分布式的VANET系统中,车辆节点通过与通信范围内的节
点组成临时的Ad hoc网络进行多跳通信、交换信息[3],VANET在智能交通系统中起着重要作用,为系统提供统一的无线通信
网络及多种通信方式。
1 相关工作相关工作
2006年Caliskan等[2]提出了一种基于车载自组网的分布式停车位发现模型,通过阶段性信息采集进行停车位计算。2007
年,Sherisha等[4]提出使用停车场历史数据计算车辆目的地附近的停车位可用概率的方法为车辆提供停车引导。Murat[5]对停
车位发现问题建立了概率预测模型,从统计角度对区域停车概率进行了预测。2009年Mathur等[6]提出了一种集中式和一种分
布式方案来解决寻找停车位问题,并对停车位发现思想予以评估。2011年,Kokolak等[7]提出了一种分布式的机会停车位发现
算法,可以扩展个体车辆的通信范围。2012年,Andreas[8]对Murat数据收集方法和模型进行了改进,优化了转移矩阵。
现有停车位概率预测算法主要是从统计角度预测停车位空闲的概率,但是不能具体为停车位发现提供明确的决策目标。本
文提出一种基于停车位可用概率的停车位发现算法(An Available Probability based Parking Algorithm,APPA),在分布式
系统中使用机会通信扩展车辆通信范围,估算车辆到达停车位时的车位可用概率,为车辆分配最佳的可用停车位,规划有效的
行驶路径。
2 前期假设与模型分析前期假设与模型分析
2.1 停车位信息获取停车位信息获取
限于通信半径的影响,车辆节点能感知的停车位有限,使用报文交互扩大节点的感知范围,使节点的停车位决策超出局部
VANET网络,扩大到环绕车辆的VANET网络群,做出更加符合整体利益的决策。
在车辆行驶过程中,不断侦测可用的停车位信息,当侦测到可用停车位时,记录该停车位的位置信息,同时记录该停车位
的时间戳。并在路边设置少量的RSU,维护一个标准的时间和一张可用停车位信息表。当车辆进入RSU通信范围时,交换可
用停车位的信息,更新可用停车位信息,使得车辆能得到超出自身通信范围的可用停车位信息。
2.2 距离计算标准距离计算标准
从地理位置信息角度考虑,将道路网络转化为有向图。以道路作为拓扑网络中的线,并以停车位和车辆作为拓扑网络中的
节点,赋予停车位和车辆地理二维坐标。转化道路平面图的同时做如下约定:
(1)对道路和道路交叉口赋予不同的量化值;
(2)对每个道路交叉口赋予一个额外的平均等待时间;
(3)由于算法的依据是有效距离,因此把等待时间结合预定的车辆速度转化为距离,这个距离也是有效距离的组成部
分;
(4)使用Dijkstra算法计算节点间距离。
2.3 模型分析模型分析
在车辆位置信息不完全的模型中存在两种对停车位有需求的车辆,一种是加入车载自组网并实时共享信息的车辆,其他车
辆能通过车载网得到这些车辆的位置信息,位置信息由GPS设备提供;另一种车辆是没有加入车载自组网的车辆,它们自发
且随机地搜索停车位,网络中的车辆无法得知这些车辆的数量和位置等信息。在这种情况下,停车问题变得非常复杂,如果通
过分配预约等方式为车载自组网中的车辆分配停车位,则在车辆向预定车位行驶的过程中,既定停车位很可能已经被不在网络
中的车辆所占据,显然固定分配的停车位发现方式不适用于此模型。
3 主要工作主要工作