基于RFID的车联网在ITS中的应用研究

城市交通是推动城市发展的基础，但随着现代城市的规模日益庞大，交通安全、交通控制和交通管理等方面出现的问题却成为了制约城市进一步发展的难点。随着信息科技的发展，使用ITS来解决交通中出现的问题成为了研究重点。目前智能交通中采用的技术手段大致有环形线圈检测技术、地磁感应检测技术、压力传感器检测技术、超声波检测技术、红外线检测技术、雷达检测技术、视频检测技术、GPS及GPRS结合检测技术、RFID检测技术等。而RFID技术除了有全天候工作、成本低、易部署、多目标识别、不破坏环境、不受环境与光线的影响和寿命长等特点，还具备能对车辆进行身份识别和认证的独特优势。本文主要就基于RFID技术形成的车联网在ITS中应用的基础问题开展研究。 本文的主要贡献体现在以下方面： ①建立拥有车载标签、路侧设备和汇集网络的车联网体系结构。给出ITS中车联网的定义和其应用方向。设计适合车联网环境的有源RFID标签，阐述其双频结构、频率范围和性能指标。同时对不同环境下车联网的工作模式和可能出现的邻道干扰问题进行详尽的分析。并对车联网部署的参数设置设计了仿真实验。 ②针对ITS中交通流参数检测这一基础应用难点建立车联网环境下的检测模型。给出空间密度、平均车头间距、交通量、平均车头时距及空间平均速度等传统可测参数的检测模型和方法。并对车联网中才可准确测量的如道路选择概率、平均行程时间和平均延误时间等参数进行严密的分析与推理，给出其计算方法和应用模式。通过两个实验分别对提出的模型进行仿真，验证了检测模型的正确性和有效性。 ③在解决了ITS中交通流参数检测的基础上，将车联网引入到抽象层次更高的高速路OD矩阵估计应用领域。分析了车联网环境下高速路OD矩阵的采集模式，建立了在有缺失数据情况下的OD矩阵估计模型，同时用拉格朗日乘数法对OD矩阵元素的概率极大似然估计进行推导，给出了基于EM算法的OD矩阵估计详细流程。并以重庆市内环高速为样本建立912节点规模的实验仿真模拟高速路OD矩阵估计流程，验证了模型和算法的正确性、可行性及有效性。