具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。

请参阅图2，图2是本发明提供的车联网仿真系统的结构示意图。本发明提供的车联网的仿真方法通过如图2所示的车联网仿真系统实现。

请参阅图3，图3是本发明提供的车联网的仿真方法流程图，该方法包括步骤S1-S4：

S1、模拟实际交通的运作情况以生成交通基本数据；步骤S1包括步骤S11-S12：

S11、通过预设的仿真平台生成包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据。

本实施例中，预设的仿真平台由SUMO构成，负责模拟实际交通的运作情况，生成车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据，本地网络通信传输到数据传输应用。

S12、修改相应的配置文件以初始化所述交通基本数据。

本实施例中，数据传输应用通过SUMO提供的TraCI接口可获取或修改这些数据，以满足LYVNS进行V2X仿真时所需的数据需求。修改相应的配置文件可初始化这些基本数据。

S2、获取所述交通基本数据；步骤S2包括步骤S21-S22：

S21、通过继承所述仿真平台的接口以获取包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据。

本实施例中，数据传输应用，继承了SUMO的TraCI接口，可以获取SUMO中的车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据。

S22、加入与预设的操控平台交互及数据传输的业务逻辑以将所述交通基本数据传输到所述操控平台，或者将所述操控平台的控制命令数据传输到所述仿真平台以实现对所述仿真平台的实时控制。

本实施例中，预设的操控平台即为LYVNS，加入与LYVNS交互和数据传输的业务逻辑，可以将SUMO的数据传输到LYVNS，也可以将LYVNS的控制命令数据传输到SUMO，以实现实时控制功能，以满足LYVNS的功能需求。

S3、展示所述交通基本数据，并接收对所述交通基本数据的控制信息；步骤S3包括步骤S31-S32：

S31、通过所述操控平台对所述交通基本数据进行处理并实现V2X场景仿真、软硬结合、V2X算法验证、V2X安全测试及V2X协议栈测试功能以展示所述交通基本数据。

本实施例中，将从SUMO数据进行处理，实现V2X场景仿真、软硬结合、V2X算法验证、V2X安全测试、V2X协议栈测试功能等，并且这些功能以UI显示的方式呈现。

S32、通过接收键盘或鼠标实时控制包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据的行为。

本实施例中，可以实现用键盘或鼠标实时控制SUMO的车辆、行人、红绿灯等行为，通过发送控制命令到数据传输应用后，再传输到SUMO中，SUMO响应控制命令。

S4、依据所述控制信息更新模拟所述实际交通的运作情况以更新生成所述交通基本数据。步骤S4包括步骤S41-S43：

S41、将所述控制包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据的行为通过发送控制命令数据到所述仿真平台。

本实施例中，通过发送控制命令到数据传输应用后，再传输到SUMO中，SUMO响应控制命令。

S42、所述仿真平台响应所述控制命令数据并更新模拟所述实际交通的运作情况以更新生成所述交通基本数据。

本实施例中，SUMO更新模拟实际交通的运作情况，再次生成车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据。

S43、将更新后的交通基本数据回传至所述操控平台并展示。

本实施例中，更新后的交通基本数据于LYVNS中展示。

以上仿真方法通过车联网仿真系统实现，车联网仿真系统具有以下三个实施例：

请参阅图4，图4是本发明第一实施例提供的车联网仿真系统的应用示意图。该车联网仿真系统由SUMO、数据传输应用及LYVNS组成。

(1)在SUMO中，可以模拟实际交通的运作情况，可以生成车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据，修改相应的配置文件可初始化这些基本数据。数据传输应用通过SUMO提供的TraCI接口可获取或修改这些数据，以满足LYVNS进行V2X仿真时所需的数据需求。

(2)在数据传输应用中，为了满足LYVNS进行V2X仿真功能的需求，它继承了SUMO提供的所有TraCI接口，比Veins框架的TraCI接口还要丰富。利用TraCI接口，可以控制SUMO中的车辆平滑变道、动态添加车辆、订阅车辆数据等。加入LYVNS交互，是为了将SUMO中的车辆、行人、红绿灯数据传输到LYVNS的UDP服务端，这些数据是作为LYVNS的仿真输入数据，经过LYVNS处理后，将得到仿真的结果，就可以通过UI呈现出来。另一方面，将LYVNS的控制命令传到SUMO中，可以实时的控制SUMO中车辆、行人、红绿灯的行为，这些行为的变化以数据的方式返回到LYVNS中，LYVNS就可以进行动态进行V2X仿真。数据传输应用与LYVNS交互数据是经过了发明人设计的协议栈或协议进行传输。在与LYVNS交互的逻辑中，我们把来自于SUMO的数据进行区分，根据数据的不同分为BSM、SPAT、MAP、RSI、RSM数据，将这些已经区分的数据，用我们设计的协议栈进行编码后，再传输到LYVNS中，LYVNS通过协议栈解码，才得到正确的数据后，用于V2X的仿真。

(3)LYVNS中的功能模块描述与实现具体如下：

V2X场景，包括V2V、V2I、V2P等。将UDP服务端收到的数据经过我们设计的协议栈解码后分发到V2X的场景中，通过多线程轮询计算与处理数据的方法，判断计算结果是否满足触发V2X某个场景的条件，若满足，则通知UI层进行显示预警。例如测试前向碰撞场景,从UDP服务端获取到主车和远车的位置数据、航向角、车速等的数据，经过计算主车与远车是否满足前向碰撞场景的条件，若满足就在UI界面显示前向碰撞的预警，并显示预计碰撞剩余的时间、当前两车车距。

V2X算法验证，包括道路匹配算法、直线V2V算法、车辆拥堵聚类算法。与V2V场景功能实现相似，将UDP服务端收到的数据经过协议栈解码后分发到V2X的场景中，使用相应算法计算，车辆是否匹配道路成功、当前是否是车辆拥堵的交通状态。

V2X协议栈测试，图4中的协议栈编码与解码功能是V2X协议栈所提供的一部分功能。它主要是测试我们开发的协议栈性能，如每秒编解码能力、丢包率测试等，丢包率测试实现方法是通过本地socket模拟服务端与客户端通信，以每秒钟尽可能发出最多的包测试，记录服务端编码并发出(包括成功与失败)包数，记录客户端成功接收并解码成功的包数，计算得出丢包率。同时，也可以将用户输入的BSM、SPAT、MAP、RSI、RSM数据经过该协议栈进行编码，对比编码前与编码后的数据大小。

软硬结合，主要将UDP服务端收到的数据透传到测试的开发板。传输方式支持通过串口、Micro USB、无线WIFI方式传输到开发板中，并可以在LYVN中配置传输的参数。开发板收到数据后通过自研的协议栈解码，可得到BSM、SPAT、MAP、RSI、RSM数据，就可以用测试的开发板模拟真实场景进行测试，如场景触发测试。

实时控制，通过LYVNS可以实时的控制SUMO中车辆、行人、红绿灯的行为。如控制车辆变道、车辆加减速。实现方法是LYVNS通过检测鼠标或键盘是否触发控制行为，向数据传输应用发送控制行为数据，数据传输应用将这些行为数据解析为符合SUMO的TraCI接口的命令，并发送到SUMO，SUMO将更新车辆、行人、红绿灯的信息时，并返回更新后车辆、行人、红绿灯基础数据。

V2X安全测试，主要是提供证书的管理、证书有效性验证、数据签名验证、虚假数据检测功能。例如数据签名简单的实现：在LYVNS中，模拟主车向远车发送数据流程为：把主车认为是发送方，远车是接收方。从主车中，将业务数据提取出摘要进行签名，发送给远车，远车收到数据后，用主车提供的公钥验证签名，若签名无误，远车就接受数据，否则丢弃。

生成V2X仿真报告，这个功能是统计进行仿真功能测试后的结果，保存到文件中。例如测试V2V的前向碰撞时，将自动统计测试次数，记录每次测试所设置的参数(如预碰撞时间)，以及记录场景触发的次数、时长、距离等等数据，生成文件保存，供用户查看，以根据仿真效果确定最佳的前向碰撞设置参数。

对外开放接口，其它用户应用可以通过LYVNS提供的对外开放接口获取更多的数据，或更加丰富的控制功能，这种接口的实现方法类似于SUMO提供的TraCI接口，LYVNS会启动一个TCP服务端监听特定端口，等待用户应用连接，用户连接后，在用户应用调用LYVNS对外开放的接口就可以获取更多的数据，例如UI显示以外的数据，获取红绿灯的位置和配时信息、道路的ID。或更加丰富的控制功能，重新对红绿灯配时、动态增加车辆等。

数据回放，主要针对车辆、行人的数据回放。在用户标记感兴趣的车辆后，LYVNS将开始暂存该车辆或行人的历史GPS、速度、时间、道路ID、行为数据，即车辆或行人的历史运动轨迹信息。

实现方法：将来自SUMO的车辆或行人的基础数据(包括GPS、速度、道路ID数据)或由LYVNS发起对他们控制数据，附上当前计算机系统时间后，暂存在磁盘文件中，直到车辆或行人完成模拟运动路线才停止暂存，然后从文件中取出数据，在LYVNS的UI进行显示。

UI显示，提供人机交互的界面，可以直观、生动呈现或简便的使用以上功能。主要由窗口与控件实现。

请参阅图5，图5是本发明第二实施例提供的车联网仿真系统的应用示意图；与第一实施例相比，本实施例增加V2X网络与V2X协议仿真功能，适合模拟一定规模数据的V2X网络仿真和V2X网络协议仿真。

(1)图5第一层，Veins与SUMO的交互与现有方案功能相同。

(2)图5第二层，Veins中，我们在利用了现有的技术方案基础上，在Veins框架中的Mobility类中丰富了它与SUMO数据交互的TraCI接口以及加入与LYVNS数据交互的功能。官方Veins框架仅实现了用于与网络仿真相关的TraCI接口，有很多SUMO对外开放的TraCI接口它没有实现，为了满足LYVNS进行V2X仿真功能的需求，不得不丰富Veins的TraCI接口，例如控制车辆平滑变道接口、动态添加车辆接口、订阅车辆数据接口等。在Veins框架中加入LYVNS数据交互，是为了将SUMO中的车辆、行人、红绿灯数据传输到LYVNS的UDP服务端，将Veins中网络仿真和网络协议仿真数据传输到LYVNS，这些数据是作为LYVNS的仿真输入数据，经过LYVNS处理后，将得到仿真的结果，就可以通过UI呈现出来。将LYVNS的控制命令传到SUMO中，可以实时的控制SUMO中车辆、行人、红绿灯的行为，这些行为的变化以数据的方式返回到LYVNS中，LYVNS就可以进行动态控制V2X仿真。数据是经过发明人所设计的协议栈编码后，通过UDP客户端传输到LYVNS的UDP服务端，保证了数据的正确性、安全性。另外，我们将这些已经区分的数据，用我们设计的协议栈进行编码后，再传输到LYVNS中，LYVNS通过协议栈解码，才得到正确的数据后，用于V2X的仿真。

(3)图5第三层，增加V2X网络与V2X协议仿真功能，其他功能与第一实施例中技术方案描述相同。V2X网络与V2X协议的分析功能主要由Veins提供，在Veins中加入自己测试网络或网络协议的逻辑代码，将Veins分析或测试的结果返回到LYVNS中进行UI的显示。如测试红绿灯信号的接收随车辆与红绿灯距离增大呈线性衰减，在veins中加入对应的网络控制代码，当车辆与红绿灯的距离增大时，信号质量将变差，当车辆离开红绿灯服务的网络范围，将收不到该红绿灯信息数据。将信号质量或收不到红绿灯信号数据的结果返回LYVNS进行UI显示，更加直观。

请参阅图6，图6是本发明第三实施例提供的车联网仿真系统的应用示意图。本实施例将TraCI接口集成在LYVNS中，删减第一实施例中的数据传输应用，提高系统集成度，增加稳定性，而且运行效率比第一实施例的车联网仿真系统高，但实现难度大。

(1)图6第一层，SUMO应用。与第一实施例相同。

(2)图6第二层，将第一实施例中的数据传输应用层的功能集合到LYVNS，这样可以删除UDP服务端、UDP客户端、与LYVNS交互部分，直接在LYVNS中继承TraCI接口，实现通过TraCI接口从SUMO中获取车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等数据，以及将LYVNS的控制命令直接通过TraCI接口传到SUMO中，可以实时的控制SUMO中车辆、行人、红绿灯的行为。其他V2X功能与第一实施例相同。

第二方面，本发明提供一种车联网的仿真装置，本发明提供的车联网的仿真装置通过如图2所示的车联网仿真系统实现。该仿真装置包括模拟模块、连接模块、展示模块及更新模块：

所述模拟模块，用于模拟实际交通的运作情况以生成交通基本数据；其中，所述模拟模块包括模拟子模块及初始化子模块：

所述模拟子模块，用于通过预设的仿真平台生成包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据；

本实施例中，预设的仿真平台由SUMO构成，负责模拟实际交通的运作情况，生成车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据，本地网络通信传输到数据传输应用。

所述初始化子模块，用于修改相应的配置文件以初始化所述交通基本数据。

本实施例中，数据传输应用通过SUMO提供的TraCI接口可获取或修改这些数据，以满足LYVNS进行V2X仿真时所需的数据需求。修改相应的配置文件可初始化这些基本数据。

所述连接模块，用于获取所述交通基本数据；其中，所述连接模块包括仿真平台连接子模块及操控平台连接子模块：

所述仿真平台连接子模块，用于通过继承所述仿真平台的接口以获取包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据；

本实施例中，数据传输应用，继承了SUMO的TraCI接口，可以获取SUMO中的车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据。

所述操控平台连接子模块，用于加入与预设的操控平台交互及数据传输的业务逻辑以将所述交通基本数据传输到所述操控平台，或者将所述操控平台的控制命令数据传输到所述仿真平台以实现对所述仿真平台的实时控制。

本实施例中，预设的操控平台即为LYVNS，加入与LYVNS交互和数据传输的业务逻辑，可以将SUMO的数据传输到LYVNS，也可以将LYVNS的控制命令数据传输到SUMO，以实现实时控制功能，以满足LYVNS的功能需求。

所述展示模块，用于展示所述交通基本数据，并接收对所述交通基本数据的控制信息；其中，所述展示模块包括展示子模块及接收子模块：

所述展示子模块，用于通过所述操控平台对所述交通基本数据进行处理并实现V2X场景仿真、软硬结合、V2X算法验证、V2X安全测试及V2X协议栈测试功能以展示所述交通基本数据；

本实施例中，将从SUMO数据进行处理，实现V2X场景仿真、软硬结合、V2X算法验证、V2X安全测试、V2X协议栈测试功能等，并且这些功能以UI显示的方式呈现。

所述接收子模块，用于通过接收键盘或鼠标实时控制包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据的行为；

本实施例中，可以实现用键盘或鼠标实时控制SUMO的车辆、行人、红绿灯等行为，通过发送控制命令到数据传输应用后，再传输到SUMO中，SUMO响应控制命令。

所述更新模块，用于依据所述控制信息更新模拟所述实际交通的运作情况以更新生成所述交通基本数据。所述更新模块包括控制命令发送子模块、响应子模块及回传子模块：

所述命令发送子模块，用于将所述控制包括车辆、行人、红绿灯、道路、标牌的交通基本数据的行为通过发送控制命令数据到所述仿真平台；

本实施例中，通过发送控制命令到数据传输应用后，再传输到SUMO中，SUMO响应控制命令。

所述响应子模块，用于通过所述仿真平台响应所述控制命令数据并更新模拟所述实际交通的运作情况以更新生成所述交通基本数据；

本实施例中，SUMO更新模拟实际交通的运作情况，再次生成车辆、行人、红绿灯、道路、标牌等基本数据。

所述回传子模块，用于将更新后的交通基本数据回传至所述操控平台并展示。

本实施例中，更新后的交通基本数据于LYVNS中展示。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种集成方法中的步骤。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一种集成方法中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一种集成方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。