CN103118440A - 车载自组网的动态网格构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载自组网的动态网格构建方法，包括，动态网格领导节点选取方法：在相互的通信范围内的车辆节点根据各自的评估函数值，选取出评估函数值最大的作为领导节点；动态网格的融合方法：拥有较少GM的动态网格作为融入方，加入到拥有较多GM的动态网格的被融入方；动态网格的拆分方法：动态网格中的一个或多个车辆节点离开其领导节点GL的通信范围时，向领导节点GL发送拆分请求，领导节点GL向网格内的所有成员广播拆分信息，有意愿加入拆分后的新网格的车辆节点形成拆分后的新网格；领导节点替换方法：领导节点准备放弃其领导权时，选择候选领导节点并向其传输应用数据库，交接领导权。本发明用于构建车载自组网的动态网格。

Description

车载自组网的动态网格构建方法

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其是一种车载自组网的动态网格构建方法。

背景技术

车载自组网VANET(Vehicle Ad-Hoc Network)是近年来新兴发展起来的一个研究领域，它是指通过把移动的车辆作为节点或路由组织成一个可以移动的、自治的无线网络形式。在这样的网络形式下，移动的车辆互相交换信息，以一定的方式将交通流信息、车辆信息、环境信息等数据进行存储、计算和转发，可在某种程度上有效提高信息的传播速度和公开化，从而提高交通的安全性和高效性，在智能交通系统（ITS）中起着举足轻重的作用。

车载自组网在交通运输中有着广泛的应用，最初设计发展车载网络的目标主要是两个方面，一个是使得车辆驾驶在计算机和网络的辅助下更轻松，更安全；另一个是使得交通整体更有效的进行，避免交通局部的堵塞，扎堆等情况，建立合理的交通分流机制。但是车载网络发展到今天，已经不再局限于这两个方面的发展，而是扩展到了电子商务，娱乐接入，公共消息服务等。

目前大多数移动自组网的研究都以每一个通信节点为独立单位进行研究，即传统分散结构。在分散结构中，所有的车辆节点都是独立路由候选。但是到了车载自组网中，这种全分散的结构却未必适合所有的情况。如果所有的车辆作为独立节点发送信息，容易形成严重的局部网络堵塞现象。同时，在目前的应用上，车辆之间作为独立节点的通信方式较为单一，不够灵活。

发明内容

本发明的目的是克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种车载自组网的动态网格构建方法，在对道路进行预定义的固定网格的基础上做进一步改进，包括领导节点的选取、动态网格的融合和拆分、领导节点的替换。本发明采用的技术方案是：

一种车载自组网的动态网格构建方法，包括：

动态网格领导节点选取方法：在相互的通信范围内的车辆节点根据各自的评估函数值，选取出评估函数值最大的作为领导节点；

动态网格的融合方法：两个动态网格的领导节点GL在其互相通信范围内，并且其相对速度小于设定的速度阈值时，拥有较少GM的动态网格作为融入方，加入到拥有较多GM的动态网格的被融入方；

动态网格的拆分方法：动态网格中的一个或多个车辆节点离开其领导节点GL的通信范围时，向领导节点GL发送拆分请求，领导节点GL向网格内的所有成员广播拆分信息，有意愿加入拆分后的新网格的车辆节点形成拆分后的新网格；

领导节点替换方法：领导节点GL准备放弃其领导权时，选择候选领导节点并向其传输应用数据库，交接领导权。

进一步地，所述动态网格领导节点选取方法具体包括以下步骤:

步骤101：所有车辆节点记录本车辆的信息：车辆唯一标识ID，车辆位置loc_v，车辆速度V，车辆方向dir；

步骤102：所有车辆节点向其邻居节点发送步骤101中的信息，更新邻居节点信息；

步骤103：在所有车辆普通节点GM中计算各个节点v的评估函数值W(v)，其中评估函数值用以定义该车辆节点成为领导节点的概率，计算方法为

$W\left(v_i\right)=(\mathrm{\&alpha;}\left(v_i\right)+\mathrm{\&beta;}\left(v_i\right))*e^{-w\left(\right|v_{\mathrm{norm}}|+|p_{\mathrm{norm}}\left|\right)},$ 其中0<ω≤1，

α(v_i)为邻居连接度，其中

r为车辆节点间通信范围，dis(u,v)表示u,v两车辆节点之间的距离，β(v_i)为邻居网关节点数；

p_norm为该车辆节点与其所有邻居节点之间的平均距离的规约值，对于每个节点计算其与邻居节点的距离平均值μ_p和距离标准差σ_p，其规约化之后的平均距离为p_norm， $p_{\mathrm{norm}}=\frac{v_i-{\mathrm{\&mu;}}_p}{{\mathrm{\&sigma;}}_p};$

v_norm为该车辆节点的速度相对其所有邻居节点的平均速度的规约值，对于每个节点计算其与邻居节点的相对速度平均值μ_v和相对速度标准差σ_v，其规约化之后的平均速度为 $v_{\mathrm{norm}}=\frac{v_i-{\mathrm{\&mu;}}_v}{{\mathrm{\&sigma;}}_v};$

步骤104，根据步骤103中计算的评估函数值决定评估函数值最大的车辆节点成为领导节点GL，评估函数值第二大的车辆节点则为候选领导节点CL；

步骤105，根据步骤104中所选领导节点GL更新当前的网格信息，使领导节点GL的唯一标识ID成为当前动态网格的唯一标识ID；

步骤106，当前动态网格中选举出的领导节点GL分配前向路由节点和后向路由节点。

进一步地，所述动态网格的融合方法具体包括以下步骤:

步骤201，首先计算并比较互相通信范围内的两个动态网格的领导节点GL拥有的GM数量，拥有较多GM的动态网格作为被融入方；拥有较少GM的动态网格作为融入方，融入方的领导节点GL将放弃领导权，成为一个普通节点GM，并且融入方的候选领导节点CL和网格路由节点GR也成为普通节点GM；

步骤202，融入方的GM判断其是否在被融入方动态网格的通信范围内并且其速度小于设定的速度阈值，若是则转往步骤203，若不满足上述条件则融入方的GM将重新选择其它可加入的动态网格；

步骤203，融入方的GM向被融入方的领导节点GL发出融合请求包Merge_seq，表示欲加入被融入方动态网格；

步骤204，当前被融入方的领导节点GL收到融合请求包Merge_seq，根据收到的信息、被融入方动态网格的最大容量、通信距离计算是否允许加入，若允许加入，则转往步骤207，发送融合许可包Merge_ack；若不允许加入，则转往步骤205，发送融合拒绝包Merge_refu；

步骤205，被融入方的领导节点GL向欲加入的GM发送融合拒绝包Merge_refu；

步骤206，欲加入被融入方的GM收到融合拒绝包Merge_refu后或者在等待一个超时时间T_wait之后未收到融合许可包Merge_ack，则不再向当前被融入方发送融合请求；无法加入被融入方的GM重新生成新的动态网格；转往步骤210；

步骤207，被融入方的领导节点GL向欲加入的GM发送融合许可包Merge_ack；

步骤208，收到融合许可包Merge_ack的GM确认加入则向被融入方的领导节点GL发送融合确认包Merge_confirm；

步骤209，被融入方的领导节点GL收到融合确认包Merge_confirm之后进行融合后新动态网格的更新，向融合后新动态网格的所有成员发送融合更新信息Merge_Update，融合后新动态网格内所有成员重新计算节点各项权值，进行新的领导节点、路由节点的选取；

步骤210，融合结束。

进一步地，所述动态网格的拆分方法具体包括以下步骤:

步骤301：欲脱离动态网格的车辆节点中任意一个车辆节点向当前网格领导节点GL发出拆分请求包Split_seq；

步骤302：拆分请求申请通过之后，当前网格领导节点GL在网格内广播拆分请求响应包Split_ack；

步骤303：当前网格内所有车辆节点收到拆分请求响应包Split_ack之后，分析数据包中消息，如果车辆节点附和该拆分请求，即该车辆节点有意愿加入拆分后的新网格，则转往步骤304，向领导节点GL发送拆分认可包Split_reack；否则保持不回复任何消息；

步骤304，有意愿加入拆分后的新网格的车辆节点向领导节点GL发送拆分认可包Split_reack；

步骤305，当前网格领导节点GL在等待一个超时时间T_wait之后，统计所有在此期间发送过拆分认可包Split_reack的车辆节点，形成一个拆分统计信息包Split_stat，然后将该拆分统计信息包Split_stat再次广播出去；

步骤306，任何接收到拆分统计信息包Split_stat的车辆节点如果对包的内容有异议，则转往步骤307；如果没有异议则转往步骤308；

步骤307，对拆分统计信息包Split_stat有异议的车辆节点发送拆分中断包Split_break，和领导节点GL再次协调，直到没有异议；

步骤308，对拆分统计信息包Split_stat没有异议的所有欲加入拆分后的新网格的车辆节点选取新的领导节点，新的领导节点选定路由节点，形成拆分后的新网格；

步骤309，当前动态网格中，如果有路由节点被拆分出去，重新由当前动态网格的领导节点GL选定新的路由节点；

步骤310，当前网格领导节点GL正式向当前动态网格内的所有成员广播网格拆分确认包Split_confirm。

进一步地，所述领导节点替换方法具体包括以下步骤:

步骤401，当领导节点GL准备放弃其领导权时，发送请求控制节点转移命令至候选领导节点CL，候选领导节点CL发送认可转移命令至原领导节点GL；

步骤402，原领导节点GL向候选领导节点CL传输应用数据库，候选领导节点CL发送认可传输命令包至原领导节点GL；

步骤403，普通节点GM向原领导节点再次发送请求应用数据的消息包，则原领导节点返回错误提示信息并发送候选领导节点信息至普通节点GM；

步骤404，收到步骤403中信息的普通节点GM重新向候选领导节点发送请求应用许可；候选领导节点同意应用请求，回复应用通知包至普通节点GM；

步骤405，候选领导节点即新的领导节点向动态网格内的所有其它节点广播最新的信息。

本发明的优点：

1.针对车载自组网中车辆移动性强、位置变化大等特点设计出预定义的固定网格与移动的动态网格相结合的方式，此方法大大减少网络负载，避免形成局部的局部网络堵塞。另外，此方法形成的通信方式较为灵活，不局限于单一的模式。

2.本发明所提出的网格领导节点、候选领导节点、路由节点等重要节点的选取方法，提高了车辆与车辆之间的通信效率，同时提高了网格与网格之间的通信效率，较容易形成稳点通信、生命周期较长的网格。而路由节点的选取规则也较为简单，减小了网络负载。

附图说明

图1为预定义的固定网格信息存储示意图。

图2为固定网格的组织结构示意图。

图3为本发明的动态网格的组织结构示意图。

图4为本发明的动态网格融合流程图。

图5为本发明的动态网格拆分流程图。

图6为本发明的领导节点替换流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明是在预定义的固定网格的基础上做的进一步改进，首先对道路进行预定义的固定网格的划分做一下介绍，如图1所示：

预定义的固定网格是指一种具体的、实际的路网划分，指由实际道路提取的道路路段和节点要素所构成的地理信息数据集合，包括节点、路段、路段片段，车道、车辆、节点网格、车道网格几大类实体要素。在对路网结构进行分析之后，只需要将预定义的路网结构信息存入车辆的存储器中，和车辆中已有的数字地图、GPS定位系统结合起来工作。其所存储的信息如图1所示，节点实体包括节点ID、入路段、出路段、网格、网格尺寸、网格状态矩阵等属性；路段实体包括路段ID、第一路段、出入节点等属性；路段片段实体包括片段ID、第一车道、主路段、信号、下一片段等属性，车道实体包括车道ID、首车、尾车、主片段、左车道、右车道、网格、网格尺寸、网格状态字符串等属性，车辆实体包括车辆ID、车速、当前车道、领导节点、路由节点等属性；节点网格实体包括网格ID、坐标、状态等属性；车道网格实体包括网格ID、坐标、状态等属性。各实体之间的存在着关联关系，以箭头表示。

根据道路路段和节点要素信息划分预定义的固定网格，由于专用短距离通信技术DSRC的最大通信距离约为300M，通常设定矩形网格的对角线一半为300M，矩形网格有着全方位的覆盖区域，较之于存在未覆盖区域的圆形划分有着较大的优势。固定网格与固定网格之间设置有重叠区域，该重叠区域为网格与网格之间节点通信的公共区域，实现信息的转发，达到网格与网格之间车辆互相沟通的目的。固定网格的组织结构如图2所示。

为了更好的实现车辆节点的在车联网中的通信与应用，在固定网格的基础上，针对网格中的移动车辆进行基于位置的动态网格的划分与构建。动态网格的位置、大小、方向无预定义的结构，而是根据车群的特性不断变化调整，动态组合而成的。在初始情况下，动态网格为一辆车形成的单车网格形式，随着此车发现与其通信的其它车辆的相似性或者目标的一致性后进行网格的融合，扩大动态网格的范围，形成网格簇或者网格外包矩阵的形式，融合后的动态网格中需设有领导节点、候选领导节点、路由节点（包括前向路由点和后向路由点）。相较于网格融合，还有一个网格拆分过程，对产生分歧的车群进行网格的拆分。动态网格的组织结构如图3所示。

构建基于位置的动态网格过程中，首先明确车载自组网动态网格中四类车辆节点的定义：

网格领导节点（GL，Grid Leader）：负责收集和处理预定义应用的数据，如障碍躲避、高速路合并辅助、车队等。待收集完所有需要的数据之后，GL把一致的数据传送给需要该数据的相应网格中的所有节点；

候选领导节点(CL，Candidate Leader)：当GL要移出网格或其位置不再适合作为GL时，则需要释放其领导权，并选择该候选领导节点替代原领导节点的位置和作用。

网格路由节点（GR,Grid Router）：GR是连接相邻网格的节点，负责网格间信息的转发，也只有网格路由节点可以和其它网格的节点进行通信。每一个网格中都设置有前向路由节点和后向路由节点，分别负责车辆前行方向的数据发送/接收和车辆后行方向的数据发送/接收。

网格普通节点（GM,Grid Member）：普通节点为网格中除去上述三类节点的其余所有节点。

车载自组网的动态网格构建方法包括：动态网格领导节点选取方法、动态网格的融合方法、动态网格的拆分方法、领导节点替换方法。下面将分别进行介绍。

首先说明车载自组网的动态网格的领导节点选取方法，具体包含以下步骤：

步骤101：所有车辆节点记录本车辆的信息：车辆唯一标识ID，车辆位置loc_v，车辆速度V，车辆方向dir；

步骤102：所有车辆节点向其邻居节点发送步骤101中的信息，更新邻居节点信息；此处邻居节点的定义是车辆节点在相互的通信范围内。相互的通信范围内的车辆节点构成一个初始的动态网络。

步骤103：在所有车辆普通节点GM中计算各个节点v的评估函数值W(v)，其中评估函数值用以定义该车辆节点成为领导节点的概率，计算方法为

$W\left(v_i\right)=(\mathrm{\&alpha;}\left(v_i\right)+\mathrm{\&beta;}\left(v_i\right))*e^{-w\left(\right|v_{\mathrm{norm}}|+|p_{\mathrm{norm}}\left|\right)},$ 其中0<ω≤1，

α(v_i)为邻居连接度，其中

r为车辆节点间通信范围，dis(u,v)表示u,v两车辆节点之间的距离，β(v_i)为邻居网关节点数；

p_norm为该车辆节点与其所有邻居节点之间的平均距离的规约值，对于每个节点计算其与邻居节点的距离平均值μ_p和距离标准差σ_p，其规约化之后的平均距离为p_norm，

其值越小表示在其邻居节点的越中心位置；

v_norm为该车辆节点的速度相对其所有邻居节点的平均速度的规约值，对于每个节点计算其与邻居节点的相对速度平均值μ_v和相对速度标准差σ_v，其规约化之后的平均速度为

其值越小表示相对平均速度较小。

步骤104，根据步骤103中计算的评估函数值决定评估函数值最大的车辆节点成为领导节点GL，评估函数值第二大的车辆节点则为候选领导节点CL；

步骤105，根据步骤104中所选领导节点GL更新当前的网格信息，使领导节点GL的唯一标识ID成为当前动态网格的唯一标识ID；

步骤106，当前动态网格中选举出的领导节点GL分配前向路由节点和后向路由节点。

至此，一个初始的动态网络就逐步有了领导节点、候选领导节点和路由节点，成为一个正式的动态网格。

如图4所示，下面具体说明车载自组网的动态网格的融合方法。

当两个动态网格的领导节点GL在其互相通信范围内，并且其相对速度小于设定的速度阈值时，两个动态网格进行融合。

步骤201，首先计算并比较互相通信范围内的两个动态网格的领导节点GL拥有的GM数量，拥有较多GM的动态网格作为被融入方；拥有较少GM的动态网格作为融入方，融入方的领导节点GL将放弃领导权，成为一个普通节点GM，并且融入方的候选领导节点CL和网格路由节点GR也成为普通节点GM；

步骤202，融入方的GM判断其是否在被融入方动态网格的通信范围内并且其速度小于设定的速度阈值，若是则转往步骤203，若不满足上述条件则融入方的GM将重新选择其它可加入的动态网格（融入方和被融入方之外的）；

步骤203，融入方的GM向被融入方的领导节点GL发出融合请求包Merge_seq，表示欲加入被融入方动态网格；该融合请求包包括该GM节点和所在网格的信息；

步骤204，当前被融入方的领导节点GL收到融合请求包Merge_seq，根据收到的信息、被融入方动态网格的最大容量、通信距离计算是否允许加入，若允许加入，则转往步骤207，发送融合许可包Merge_ack；若不允许加入，则转往步骤205，发送融合拒绝包Merge_refu；

步骤205，被融入方的领导节点GL向欲加入的GM发送融合拒绝包Merge_refu；表示不允许加入。

步骤206，欲加入被融入方的GM收到融合拒绝包Merge_refu后或者在等待一个超时时间T_wait之后未收到融合许可包Merge_ack，则不再向当前被融入方发送融合请求；无法加入被融入方的GM重新生成新的动态网格；转往步骤210；

步骤207，被融入方的领导节点GL向欲加入的GM发送融合许可包Merge_ack；表示允许加入。

步骤208，收到融合许可包Merge_ack的GM确认加入则向被融入方的领导节点GL发送融合确认包Merge_confirm；表示确认加入被融入方动态网格。

步骤209，被融入方的领导节点GL收到融合确认包Merge_confirm之后进行融合后新动态网格的更新，向融合后新动态网格的所有成员发送融合更新信息Merge_Update，融合后新动态网格内所有成员重新计算节点各项权值，进行新的领导节点、路由节点的选取；

步骤210，融合结束。

车载自组网的动态网格的拆分方法如图5所示，当动态网格中的一个或多个车辆节点离开其领导节点GL的通信范围时，则需要对网格进行拆分，此时需要首先向领导节点GL发送拆分请求，领导节点GL响应拆分请求，并向网格内的所有成员广播拆分信息，若车辆节点中有成员需要进入拆分后的新网格，则发出响应信息（拆分认可包）。其流程如图5所示，具体步骤如下：

步骤301：欲脱离动态网格的车辆节点中任意一个车辆节点向当前网格领导节点GL发出拆分请求包Split_seq；

步骤302：拆分请求申请通过之后，当前网格领导节点GL在网格内广播拆分请求响应包Split_ack；此拆分请求响应包Split_ack包含拆分发起节点，拆分原因以及其它关于拆分如何进行的所有必要拆分信息。

步骤303：当前网格内所有车辆节点收到拆分请求响应包Split_ack之后，分析数据包中消息，如果车辆节点附和该拆分请求，即该车辆节点有意愿加入拆分后的新网格，则转往步骤304，向领导节点GL发送拆分认可包Split_reack；否则保持不回复任何消息；

步骤304，有意愿加入拆分后的新网格的车辆节点向领导节点GL发送拆分认可包Split_reack；

步骤305，当前网格领导节点GL在等待一个超时时间T_wait之后，统计所有在此期间发送过拆分认可包Split_reack的车辆节点，形成一个拆分统计信息包Split_stat，然后将该拆分统计信息包Split_stat再次广播出去；

步骤306，任何接收到拆分统计信息包Split_stat的车辆节点如果对包的内容有异议，则转往步骤307；如果没有异议则转往步骤308；

步骤307，对拆分统计信息包Split_stat有异议的车辆节点发送拆分中断包Split_break，和领导节点GL再次协调，直到没有异议；

步骤308，对拆分统计信息包Split_stat没有异议的所有欲加入拆分后的新网格的车辆节点选取新的领导节点,，新的领导节点选定路由节点，形成拆分后的新网格；

步骤309，当前动态网格（即原动态网格）中，如果有路由节点被拆分出去，重新由当前动态网格的领导节点GL选定新的路由节点；

步骤310，当前网格领导节点GL正式向当前动态网格内的所有成员广播网格拆分确认包Split_confirm。此确认包包括拆分出去的成员名单，新路由节点（如果原路由节点被拆分出去的话）等必要消息。接收到网格拆分确认包Split_confirm之后，整个拆分过程结束。

当领导节点GL要移出网格或其位置不再适合作为GL时，则需要释放其领导权，并选择一个候选领导节点替代原领导节点的位置和作用。由于网络信道和驾驶员行为的不可预见性，领导节点GL极有可能在未找到其候选节点之前就断开连接放弃权利，因此在此之前必须保证有一个可以使用的候选领导节点CL作为替代节点。候选领导节点替换原领导节点后，要不断向网格内的所有其它节点广播最新的信息，而这些其它节点需要保存这些信息的副本，删除过期的冗余数据。

如图6所示，介绍动态网格正常工作时和发生领导节点替换时的情况。

在动态网格正常工作时，相互间的数据交互为：

普通节点GM采集到路面信息，向网格领导节点GL发送请求应用许可，领导节点GL同意应用请求，回复应用通知包至普通节点GM；

普通节点GM向网格领导节点GL发送连接请求，领导节点GL回复连接认可包至普通节点GM；

普通节点GM向网格领导节点GL发送请求应用数据的消息包，领导节点GL回复具体应用数据至普通节点GM；

当动态网格的领导节点GL要放弃其领导权时，领导节点替换方法如下所述：

步骤401，当领导节点GL准备放弃其领导权时，发送请求控制节点转移命令至候选领导节点CL，候选领导节点CL发送认可转移命令至原领导节点GL；

步骤402，原领导节点GL向候选领导节点CL传输应用数据库，候选领导节点CL发送认可传输命令包至原领导节点GL；表示已经收到应用数据库。

步骤403，普通节点GM向原领导节点再次发送请求应用数据的消息包，则原领导节点返回错误提示信息并发送候选领导节点信息至普通节点GM；

步骤404，收到步骤403中信息的普通节点GM重新向候选领导节点发送请求应用许可；候选领导节点同意应用请求，回复应用通知包至普通节点GM；至此候选领导节点已取代原领导节点，成为新的领导节点。

步骤405，候选领导节点（新的领导节点）向动态网格内的所有其它节点广播最新的信息。

本发明提出的车载自组网的动态网格构建方法，建立了网格中的重要节点规则以及网格的拆分融合方法，减少了网络负载，有效提高道路安全性。

Claims (5)

1.一种车载自组网的动态网格构建方法，其特征在于，包括：

动态网格领导节点选取方法：在相互的通信范围内的车辆节点根据各自的评估函数值，选取出评估函数值最大的作为领导节点；

动态网格的融合方法：两个动态网格的领导节点GL在其互相通信范围内，并且其相对速度小于设定的速度阈值时，拥有较少GM的动态网格作为融入方，加入到拥有较多GM的动态网格的被融入方；

动态网格的拆分方法：动态网格中的一个或多个车辆节点离开其领导节点GL的通信范围时，向领导节点GL发送拆分请求，领导节点GL向网格内的所有成员广播拆分信息，有意愿加入拆分后的新网格的车辆节点形成拆分后的新网格；

领导节点替换方法：领导节点GL准备放弃其领导权时，选择候选领导节点并向其传输应用数据库，交接领导权。

2.如权利要求1所述的车载自组网的动态网格构建方法，其特征在于，所述动态网格领导节点选取方法具体包括以下步骤:

步骤101：所有车辆节点记录本车辆的信息：车辆唯一标识ID，车辆位置loc_v，车辆速度V，车辆方向dir；

步骤102：所有车辆节点向其邻居节点发送步骤101中的信息，更新邻居节点信息；

步骤103：在所有车辆普通节点GM中计算各个节点v的评估函数值W(v)，其中评估函数值用以定义该车辆节点成为领导节点的概率，计算方法为

$W\left(v_i\right)=(\mathrm{\&alpha;}\left(v_i\right)+\mathrm{\&beta;}\left(v_i\right))*e^{-w\left(\right|v_{\mathrm{norm}}|+|p_{\mathrm{norm}}\left|\right)},$ 其中0<ω≤1，

α(v_i)为邻居连接度，其中

r为车辆节点间通信范围，dis(u,v)表示u,v两车辆节点之间的距离，β(v_i)为邻居网关节点数；

p_norm为该车辆节点与其所有邻居节点之间的平均距离的规约值，对于每个节点计算其与邻居节点的距离平均值μ_p和距离标准差σ_p，其规约化之后的平均距离为p_norm， $p_{\mathrm{norm}}=\frac{v_i-{\mathrm{\&mu;}}_p}{{\mathrm{\&sigma;}}_p};$

v_norm为该车辆节点的速度相对其所有邻居节点的平均速度的规约值，对于每个节点计算其与邻居节点的相对速度平均值μ_v和相对速度标准差σ_v，其规约化之后的平均速度为 $v_{\mathrm{norm}}=\frac{v_i-{\mathrm{\&mu;}}_v}{{\mathrm{\&sigma;}}_v};$

步骤104，根据步骤103中计算的评估函数值决定评估函数值最大的车辆节点成为领导节点GL，评估函数值第二大的车辆节点则为候选领导节点CL；

步骤105，根据步骤104中所选领导节点GL更新当前的网格信息，使领导节点GL的唯一标识ID成为当前动态网格的唯一标识ID；

步骤106，当前动态网格中选举出的领导节点GL分配前向路由节点和后向路由节点。

3.如权利要求1所述的车载自组网的动态网格构建方法，其特征在于，所述动态网格的融合方法具体包括以下步骤：

步骤201，首先计算并比较互相通信范围内的两个动态网格的领导节点GL拥有的GM数量，拥有较多GM的动态网格作为被融入方；拥有较少GM的动态网格作为融入方，融入方的领导节点GL将放弃领导权，成为一个普通节点GM，并且融入方的候选领导节点CL和网格路由节点GR也成为普通节点GM；

步骤202，融入方的GM判断其是否在被融入方动态网格的通信范围内并且其速度小于设定的速度阈值，若是则转往步骤203，若不满足上述条件则融入方的GM将重新选择其它可加入的动态网格；

步骤203，融入方的GM向被融入方的领导节点GL发出融合请求包Merge_seq，表示欲加入被融入方动态网格；

步骤204，当前被融入方的领导节点GL收到融合请求包Merge_seq，根据收到的信息、被融入方动态网格的最大容量、通信距离计算是否允许加入，若允许加入，则转往步骤207，发送融合许可包Merge_ack；若不允许加入，则转往步骤205，发送融合拒绝包Merge_refu；

步骤205，被融入方的领导节点GL向欲加入的GM发送融合拒绝包Merge_refu；

步骤206，欲加入被融入方的GM收到融合拒绝包Merge_refu后或者在等待一个超时时间T_wait之后未收到融合许可包Merge_ack，则不再向当前被融入方发送融合请求；无法加入被融入方的GM重新生成新的动态网格；转往步骤210；

步骤207，被融入方的领导节点GL向欲加入的GM发送融合许可包Merge_ack；

步骤208，收到融合许可包Merge_ack的GM确认加入则向被融入方的领导节点GL发送融合确认包Merge_confirm；

步骤209，被融入方的领导节点GL收到融合确认包Merge_confirm之后进行融合后新动态网格的更新，向融合后新动态网格的所有成员发送融合更新信息Merge_Update，融合后新动态网格内所有成员重新计算节点各项权值，进行新的领导节点、路由节点的选取；

步骤210，融合结束。

4.如权利要求1所述的车载自组网的动态网格构建方法，其特征在于，所述动态网格的拆分方法具体包括以下步骤：

步骤301：欲脱离动态网格的车辆节点中任意一个车辆节点向当前网格领导节点GL发出拆分请求包Split_seq；

步骤302：拆分请求申请通过之后，当前网格领导节点GL在网格内广播拆分请求响应包Split_ack；

步骤303：当前网格内所有车辆节点收到拆分请求响应包Split_ack之后，分析数据包中消息，如果车辆节点附和该拆分请求，即该车辆节点有意愿加入拆分后的新网格，则转往步骤304，向领导节点GL发送拆分认可包Split_reack；否则保持不回复任何消息；

步骤304，有意愿加入拆分后的新网格的车辆节点向领导节点GL发送拆分认可包Split_reack；

步骤305，当前网格领导节点GL在等待一个超时时间T_wait之后，统计所有在此期间发送过拆分认可包Split_reack的车辆节点，形成一个拆分统计信息包Split_stat，然后将该拆分统计信息包Split_stat再次广播出去；

步骤306，任何接收到拆分统计信息包Split_stat的车辆节点如果对包的内容有异议，则转往步骤307；如果没有异议则转往步骤308；

步骤307，对拆分统计信息包Split_stat有异议的车辆节点发送拆分中断包Split_break，和领导节点GL再次协调，直到没有异议；

步骤308，对拆分统计信息包Split_stat没有异议的所有欲加入拆分后的新网格的车辆节点选取新的领导节点，新的领导节点选定路由节点，形成拆分后的新网格；

步骤309，当前动态网格中，如果有路由节点被拆分出去，重新由当前动态网格的领导节点GL选定新的路由节点；

步骤310，当前网格领导节点GL正式向当前动态网格内的所有成员广播网格拆分确认包Split_confirm。

5.如权利要求1所述的车载自组网的动态网格构建方法，其特征在于，所述领导节点替换方法具体包括以下步骤:

步骤401，当领导节点GL准备放弃其领导权时，发送请求控制节点转移命令至候选领导节点CL，候选领导节点CL发送认可转移命令至原领导节点GL；

步骤402，原领导节点GL向候选领导节点CL传输应用数据库，候选领导节点CL发送认可传输命令包至原领导节点GL；

步骤403，普通节点GM向原领导节点再次发送请求应用数据的消息包，则原领导节点返回错误提示信息并发送候选领导节点信息至普通节点GM；

步骤404，收到步骤403中信息的普通节点GM重新向候选领导节点发送请求应用许可；候选领导节点同意应用请求，回复应用通知包至普通节点GM；

步骤405，候选领导节点即新的领导节点向动态网格内的所有其它节点广播最新的信息。

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