[发明专利]一种考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法

权利要求书

1.一种考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法，其特征在于，包括：

步骤一：基于图论将路网离散化为节点与路段的路网拓扑结构G＝(N,A)，其中G为路网，N为路网中节点集合，A为路段集合；

步骤二：基于步骤一所得到的路网拓扑结构，令Z为RSU布设中的候选节点集，Z为N的子集则路侧单元的布设方案z＝[z₁,…,z_i,…z_|Z|]，z为二进制向量，z_i∈{0,1},

步骤三：基于交通流-信息流耦合传播理论，根据信息覆盖带来的正向收益、RSU设备安装成本相关的负向收益及布设方案z，构建RSU优化布设模型；

步骤四：求解RSU优化布设模型，得到信息覆盖带来的正向收益和RSU设备安装成本相关的负向收益总和最大时对应的最优路侧单元布设方案和最优线网布设方案。

2.根据权利要求1所述的考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法，其特征在于，步骤三中，信息覆盖带来的正向收益通过如下方法得到：

步骤S1：基于交通流-信息流耦合传播理论，将信息流在网联车交通流中的传播分为瞬时传输和轮渡传输两类，结合瞬时传输和轮渡传输两部分构建各相邻节点间的信息传播时间矩阵

步骤S2：根据步骤S1所确定的信息传播时间矩阵T，基于Floyd最短路算法构建权重约束可达性算法，以获取在信息生命周期τ由布设方案z中各节点通往路网中各节点N的可达性矩阵

步骤S3：结合步骤S2的可达性矩阵R、布设方案z和节点单点覆盖向量λ，获得信息覆盖车辆总数，即为信息覆盖带来的正向收益C_cov(z)。

3.根据权利要求2所述的考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法，其特征在于，步骤S1中，信息传播时间矩阵的具体的计算公式如下：

T＝[t_n'n]^|N|×|N|

其中，t_n'n和T分别为信息在n'n路段上的传输时间及路网中各相邻节点的信息传播时间矩阵，l_n'n为n'n路段长度，υ_n'n为信息在传播模式组内的传播速度，其具体表达式如下：

其中，E(X)_n'n和t_x,n'n分别为n'n路段上n'至n方向瞬时传输的期望传输距离和传输时间，E(Y)_n'n和t_y,n'n分别为n'n路段上n'至n方向轮渡传输的期望传输距离和传输时间。

4.根据权利要求3所述的考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法，其特征在于，步骤S2具体为：根据信息传播时间矩阵T，确定路网中任意两节点间的最短时间矩阵进一步迭代任意候选节点i与任一路网节点n的可达性，将布设方案z中各节点i和路网G中各节点n之间的信息传播最短时间(与信息生命周期τ进行比较，若则令可达性指标r_in＝1，否则令r_in＝0，得到布设方案z中各节点i通往路网中各节点N的可达性矩阵为R＝[r_in]^|Z|×|N|；其中，为T^SP中的对应元素。

5.根据权利要求4所述的考虑车车与车路通讯并存的路侧单元优化布设方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

步骤S31：将可达性矩阵R与布设方案z进行相乘并带入单点可达性计算公式，得到节点可达性向量单点可达性计算公式如下：

其中，ε为一极小正值；当时，反之，则任意节点的可达性；

步骤S32：结合节点可达性向量和节点单点覆盖向量λ，得到正向收益C_cov(z)，具体计算公式如下：

其中，k_n'n为路段n'n上n'至n方向的交通流密度，l_n'n为路段长度。