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面向车路协同的地理空间标识网络模态设计与场景应用

潘仲夏 沈丛麒 骆汉光 朱俊 邹涛 隆克平

潘仲夏, 沈丛麒, 骆汉光, 朱俊, 邹涛, 隆克平. 面向车路协同的地理空间标识网络模态设计与场景应用[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT250807
引用本文: 潘仲夏, 沈丛麒, 骆汉光, 朱俊, 邹涛, 隆克平. 面向车路协同的地理空间标识网络模态设计与场景应用[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT250807
PAN Zhongxia, SHEN Congqi, LUO Hanguang, ZHU Jun, ZOU Tao, LONG Keping. Geospatial Identifier Network Modal Design and Scenario Applications for Vehicle-Infrastructure Cooperative Networks[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT250807
Citation: PAN Zhongxia, SHEN Congqi, LUO Hanguang, ZHU Jun, ZOU Tao, LONG Keping. Geospatial Identifier Network Modal Design and Scenario Applications for Vehicle-Infrastructure Cooperative Networks[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT250807

面向车路协同的地理空间标识网络模态设计与场景应用

doi: 10.11999/JEIT250807 cstr: 32379.14.JEIT250807
基金项目: 国家重点研发计划项目(2023YFB2903900),国家自然科学基金项目(U22A2005),浙江省重点研发计划项目(2024SSYS0001)
详细信息
    作者简介:

    潘仲夏:男,硕士,之江实验室高级工程专员,研究方向为多模态网络体系架构及相关网络应用

    沈丛麒:女,硕士,之江实验室高级研究专员,助理研究员,研究方向为软件定义网络和多模态网络

    骆汉光:男,博士,之江实验室高级研究专员,副研究员,研究方向为软件定义网络和多模态网络

    朱俊:男,博士,之江实验室研究专家、高级工程师,研究方向为新型网络体系结构和软件定义网络

    邹涛:男,博士,之江实验室研究专家、研究员,研究方向为多模态网络和新型网络体系架构

    隆克平:男,博士,之江实验室特聘专家,教授,研究方向为新一代网络理论与技术、互联网络及交换技术、无线移动通信等

    通讯作者:

    朱俊 zhu_j@aliyun.com

  • 中图分类号: TP393

Geospatial Identifier Network Modal Design and Scenario Applications for Vehicle-Infrastructure Cooperative Networks

Funds: National Key Research and Development Project of China (No. 2023YFB2903900), National Natural Science Foundation of China (U22A2005), Key R&D Program of Zhejiang (2024SSYS0001)
  • 摘要: 车路协同网络的拓扑结构变化频繁、业务需求呈现多样性等特征,给数据高效可靠传输带来了挑战。基于地理位置信息的网络协议标准,结合多模态网络的柔性可扩展架构,提出并设计了一种地理空间标识网络模态,在三层网络层协议上将IP替换为地理空间标识网络协议,并在可编程多模态网元设备上实现了基于地理空间信息的寻址和路由。为了验证地理空间标识网络模态的可用性,面向智慧交通场景研制了支持地理空间标识寻址机制的车路协同智慧交通系统,有效实现车路协同系统中包括道路安全和交通信息的传播。系统实验表明该系统具备良好的稳定性和高效性,可应用于泛连接、弹性业务流量等典型车路协同交通场景。
  • 图  1  地理空间标识网络模态的报文格式和协议栈设计

    图  2  车辆告警控制流程图

    图  3  智慧交通系统组成图

    图  4  基于地理空间标识网络模态的车路协同组网方案

    图  5  GEO网络模态数据面核心逻辑实现

    图  6  车路协同智慧交通系统模块设计

    图  7  智慧交通系统软硬件与系统部署情况

    图  8  智慧交通中心与车辆OBU的前端展示界面

    图  9  IP模态与GEO模态性能对比理论分析

    图  10  平均端到端时延随终端数量的变化情况

    图  11  平均端到端时延随背景流量的变化情况

    图  12  平均端到端时延随交通控制中心业务流量的变化情况

    表  1  路由表项计算过程的类Python伪代码表示

     1 def compute_geo_routing_entry(self, src_switch,
      dest_coords):
      2  # 步骤1:地理编码,将地理坐标转化为GeoHash编码
      3  target_geohash = geohash_encode(dest_coords,
        precision=6)
      4  # 步骤2:查找目标区域对应的边缘交换机(网络出口)
      5  edge_switches = self.geo_area_to_switches.get(target_
        geohash[:4]) # 使用较粗前缀匹配区域
      6  # 步骤3:计算最优路径(综合网络与地理因素)
      7  初始化 best_path, min_metric
      8  for edge_sw in edge_switches:
      9   path = self.find_shortest_path(src_switch, edge_sw)
        # 基于拓扑查找最短路径
      10   network_cost = self.calculate_path_cost(path) # 计算
         网络代价
      11   geo_distance = haversine_distance(src_switch,
         target_geohash) # 计算地理距离惩罚
      12   total_metric = network_cost + 0.1 * geo_distance #
        计算综合度量
      13   if total_metric < min_metric:
      14    min_metric = total_metric
      15    best_path = path
      16 # 步骤4:生成流表项
      17 next_hop = best_path[1] # 第一跳的下一跳
      18 out_port = self.topology.get_port(src_switch, next_hop)
        # 转发端口
      19 flow_entry = { 'priority': 100, 'match': {'dest_prefix':
        target_geo}, 'actions': [{'type': 'OUTPUT', 'port':
        out_port}]} # 产生流表项
      20 return flow_entry
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-27
  • 修回日期:  2025-11-06
  • 录用日期:  2025-11-12
  • 网络出版日期:  2025-11-18

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