李珩预答辩公告

学位论文简介

智慧城市应用非盈利公益性质的特点使得城市数据采集产生的5G网络数据传输费用受限于有限的政府财政预算。因此利用城市中广泛存在的智能设备中闲置的信息资源构建城市无线自组织网络免费传输城市非实时IOT数据成为了一种低成本的智慧城市数据采集解决方案。相较于便携智能设备（智能手机、智能穿戴设备等），车辆具有功率高，电量充足，智能设备重量和体积限制小，计算、通信、存储、传感器资源丰富等特点，更适合应用于智慧城市非实时IOT数据传输领域。然而传统车辆自组织网络VANET无线通信环境剧烈变化，网络拓扑结构高度动态的特点造成了车辆节点通信及协同困难，网络开销巨大，系统缺乏可靠性和扩展性，无法在复杂城市环境下大规模部署。而在VANET中引入路旁单元的解决方案在实践中又会导致VANET成本高昂，缺乏财务可行性。

为了与收集车辆信息资源免费传输城市非实时数据的任务相适应，本文研究利用城市车辆活动特征、城市环境以及现有城市交通网络等要素重构城市车载自组织网络体系架构，实现网络开销小，无线通信效率高，具有优良可扩展性，不依赖额外网络基础设施（路旁单元）的城市车载网组网方案。本文所做的相关主要工作和创新性成果包括：

(1) 通过对长沙市8千余辆私家车三个月的监控数据实证分析，研究城市车辆在城市环境中的活动特性，将车辆的停放状态以及城市中车辆的停放区域分布时空规律引入到城市车载网体系结构中。

(2)将现实中不可预测的车辆的静止/运动状态抽象为更稳定的停放状态及相邻状态间的切换。进而构建基于停放状态的城市车辆日常活动模型，极大精简了车辆状态数量，并大幅提高了车辆状态可预测性。

(3)提出一种大规模城市自组织车载网框架LUV。LUV车辆节点利用自身运动状态及所处位置的变化，自主动态切换其在LUV网络中承担的角色来完成各节点的协同交互。

主要学术成果

[1] Li H, Liu Y, Qin Z, et al. A Large-scale Urban Vehicular Network Framework for IoT in Smart Cities. IEEE Access, 2019, 7(99): 74437-74449 [SCI]

[2] Li H, Liu Y, Zhou S. Power in Silence: Revealing the Stationarity of Private-owned Vehicle in Urban Vehicular Ad Hoc Networks, in Proceedings of the 6th ACM Symposium on development and analysis of intelligent vehicular networks and applications, Vellta, 2016,131-138 [EI]

[3] Place Identification in Location Based Urban VANETs, in Proceedings of the IEEE 12th International Conference on Mobile Ad Hoc and Sensor Systems,Dallas,2015,621-626 [EI]

[4] Li H, Liu Y, Zhou S, et al. Toward Location based Vehicular Networks in Urban Environments.Procedia Computer Science, 2014, 34:442-449 [EI]