[00119443]智能网联汽车无线网络车路协同关键技术研发及应用

发展智能网联汽车无线网络（车联网）是破解交通拥堵和事故频发问题,促进交通安全与效率的主要途径,是全球竞争创新热点和我国重要战略方向。研发车路协同技术和设备系统进行产业化应用,是释放车联网效能的关键,但车路协同关键技术研发面临通信环境高动态、传输业务多异构、行车道路环境难认知、安全隐私难保障、网络部署失优化等基础挑战。 本项目依托国家自然基金等课题,围绕车联网车路协同进行了近十年联合攻关,在网络信息传输调度优化、道路环境感知与协同驾控、信息安全与隐私保护、路侧终端部署优化等四个关键方面取得了多项创新性成果和技术突破,主要创新点如下： 1.创新研发了车路协同信息传输调度关键技术：揭示了多种基本协作通信配置的通信容量,发明了可信协作传输方案;针对车联网业务多优先级性、时效性、动态性等特点,建立了车辆风险环境综合模型,创新设计了多项特色调度算法,基于网络编码等设计了出错报文重传技术,传输效率提升可达1倍以上。这些技术支持了车联网信息的高效可信传输。 2.创新设计了车路协同道路环境感知和协同驾控关键技术：针对行车环境感知需求,发明了图像显著性检测算法和多源结果DS融合框架,进而设计了道路环境交通要素检测识别和预警方法及系统;发明了路网交通需求状态感知的车辆调度方法,提升了交通资源使用效率;揭示了群体协同行为中个体学习和社会学习方式的作用差异;针对环岛路口等典型行车换道场景,基于博弈理论等设计了多车协作智能变道决策方法,换道行驶平稳性提升约34%。这些技术支持了一般道路环境智能感知、自主适应和协同驾控。 3.创新发明了车路协同秘钥管理、隐私保护、存储安全关键技术：揭示了共谋攻击对EBS秘钥管理体系的的影响机制,发明了阈值层次化抗共谋攻击秘钥管理方案;揭示了车辆状态相似性对假名交换隐私保护机制的重要性,建立了假名交换有效触发机制,发明了协同静默策略;提出了RSU辅助分布式信誉评价框架,解决了隐私保护与信誉评价协调问题;发明了保障存储机密性、完整性的方法。这些技术支持了信息传输与存储应用中的安全和隐私保护。 4.创立构建了车路协同路侧终端部署问题的实践性算法体系：针对传统模型无法描述曲线非均匀路段的缺陷,提出了问题新模型,揭示了与相关NPC问题的关系;发现最优方案候选集合精简方法,提出了最优算法,有效缩减搜索空间99%;提出了近似算法,发现并证明了其紧近似比,使时间复杂度从指数降低到线性,而所得方案性能达最优98%以上。 项目获授权发明专利21项,软著12项,论文41篇,其中车联网旗舰期刊ITVT等IEEE汇刊7篇,SCI期刊33篇,国内一级学报5篇。以创新点1为组网基础,点2为系统应用基础,点3提供安全保障,点4为网络建设指导,形成了车联网车路协同基础技术体系。与合作企业产学研联合研发了系列车路协同设备与系统,实现了转化应用,经济效益显著。支持了国内首个城市级智能网联应用“厦门5GBRT智能网联车路协同系统”等重大示范工程,产生了广泛社会影响。