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车联网的大规模部署及其在智能网联汽车领域的广泛应用前需要对其性能及功能进行全面、深入的测试评价,其中通过仿真技术对其进行评价分析是当前的主流测试评价手段。从车联网研究及应用过程中的测试评价需求出发,总结了主流的网络仿真器和交通仿真器,对现有车联网仿真平台进行了分类,研究并对比分析了典型的车联网仿真平台;针对车联网的应用特性,研究并归纳了影响车联网仿真性能的车辆移动模型、信道传播模型及驾驶员行为等;从网络仿真指标、车联网应用相关指标归纳了车联网功能及性能测试的典型评价指标;最后探讨了车联网仿真测试的发展方向。
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收稿日期:20180502;修回日期:20180615 基金项目:国家重点研发计划资助项目(2018YFB0105104);国家自然科学基金资助项
目(
61703053);高等学校学科创新引智计划资助项目(B104043);国家教育部联合实验室建设项目(教技司(2016)477号);中央高校基本科研业
务费专项资金资助项目(300102248105,300102248504)
作者简介:王润民(1989),男,山东安丘人,工程师,博士研究生,主要研究方向为智能网联汽车测试评价技术、车联网关键技术及应用(rm
wchd@qq.com);邓晓峰(1994),男,硕士研究生,主要研究方向为车联网仿真测试评价技术;徐志刚(1979),男,教授,博士,主要研究方向为车路
协同关键技术及应用;赵祥模(
1966),男,教授,博导,主要研究方向为智能汽车测试与评价技术、车路协同关键技术及应用.
车联网仿真测试评价技术研究综述
王润民,邓晓峰,徐志刚,赵祥模
(长安大学 车联网教育部—中国移动联合实验室,西安 710064)
摘 要:车联网的大规模部署及其在智能网联汽车领域的广泛应用前需要对其性能及功能进行全面、深入的测
试评价,其中通过仿真技术对其进行评价分析是当前的主流测试评价手段。从车联网研究及应用过程中的测试
评价需求出发,总结了主流的网络仿真器和交通仿真器,对现有车联网仿真平台进行了分类,研究并对比分析了
典型的车联网仿真平台;针对车联网的应用特性,研究并归纳了影响车联网仿真性能的车辆移动模型、信道传播
模型及驾驶员行为等;从网络仿真指标、车联网应用相关指标归纳了车联网功能及性能测试的典型评价指标;最
后探讨了车联网仿真测试的发展方向。
关键词:智能网联汽车;车联网;测试评价;交通仿真;网络仿真;评价指标
中图分类号:TP391.9 文献标志码:A 文章编号:10013695(2019)07001192106
doi
:10.19734/j.issn.10013695.2018.05.0260
SurveyonsimulationtestingandevaluationofInternetofvehicles
WangRunmin,DengXiaofeng,XuZhigang,ZhaoXiangmo
(JointLaboratoryforInternetofVehiclesofMinistryofEducation&ChinaMobileCommunicationsCorporation,Chang’anUniversity,Xi’an
710064,China)
Abstract:LargescaledeploymentofIoV anditsextensiveapplicationinthefieldofintelligentconnectedvehiclerequire
comprehensiveandindepthtestingandevaluationoftheirperformanceandfunctionality.However
,testingandevaluationin
realenvironmentspresentshighcostanddifficultproblems.Therefore,simulationhascurrentlybecomeamainstream testing
tool.Thispaperfirstsummarizedthemainstreamnetworksimulatorsandtrafficsimulators,classifiedtheexistingIoVsimulation
platforms,studiedandcomparativelyanalyzedtypicalIoVplatforms,andthensummarizedvehiclemobilitymodels,channel
propagationmodelsanddriverbehaviorsthataffectthesimulationperformanceofIoVbasedontheapplicationcharacteristics.
ItsummarizedthetypicalmetricsofthefunctionsandperformancetestsofIoVformthenetworksimulationindicatorsandrele
vantindicatorsfortheapplicationofIoV.Finally,itdiscussedthedevelopingtrendofthesimulationtestofIoVs.
Keywords:Intelligentandconnectedvehicles;Internetofvehicles(IoV);testingandevaluation;trafficsimulation;net
worksimulation;metrics
0 引言
随着以互联网与人工智能为核心的新一代技术革命的迅
猛发展,自动驾驶技术不断取得了突破性进展,智能化和网联
化成为汽车发展的重要方向,“中国制造 2025”已将智能网联
汽车产业作为重 点领域 之一。其 中车联 网 (Internetofvehi
cles
,IoV)技术是传统汽车向智能化、网联化转变的关键技术
之一,也是智能网联汽车体系架构的重要组成部分,近年来得
到了业界的广泛关注和深入研究。目前最受推崇的车联网技
术有以 IEEE802.11p为主的 DSRC协议和基于蜂窝技术的
CV2X协议(含 LTEV与演进的 5GV2X两种),具有车—车通
信(V2V)、车—路通信(V2I)、车—人通信(V2H)及车与公共
网络之间的通信(V2N)四种方式,涵盖了交通信息收集、实时
交通路况监测、紧急信息发布、辅助驾驶、车—车协同驾驶、编
队行驶、车辆远程驾驶、高精度地图下载、娱乐多媒体等多种应
用场景。
为了保证智能网联汽车在各种道路交通状况、气象环境和
使用场景下都能够安全、可靠、高效地运行,需要进行大量的测
试验证,经历复杂的演进过程。因此,测试评价是开展智能网
联汽车技术研发和应用不可或缺的重要环节,是车联网基础设
施及装备进行大规模部署,并开展及其在智能汽车领域的广泛
应用的重要手段
[1]
。车联网本质上是一种特殊的移动自组织
网络(mobileAdhocnetworks,MANET),一方面,它继承了传统
MANET中节点高速运动、网络拓扑结构变化频繁的特性;另一
方面,它又拥有区别于传统
MANET的特性
[2,3]
,主要包括车辆
节点受道路静态形状的限制;车辆节点的运动受到实时交通状
态(拥塞程度、交通灯状态、交通管制等)及驾驶员行为的影
响;无线网络信道质量受车辆相对速度、路边建筑物遮挡、多径
效应等多种因素影响等。正是因为这些特性,使得研发人员在
实际道路环境下对车联网协议或基于车联网实现的自动驾驶
应用的功能及性能测试时需要在道路及车辆上进行车联网基
础设施及车联网终端设备的大规模部署;此外在研究车联网技
术与交通要素、网络信道传输间的相互作用、相互影响时,需要
在城市、高速、乡村等各种不同的道路环境下构造各种各样的
测试场景。所以,虽然在真实环境下进行车联网的研究与测试
是最直接、最有效的方法,但受测试成本、场地、人员规模、测试
第 36卷第 7期
2019年 7月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol36No7
Jul.2019
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