模擬之結果與分析

在本節中將利用實際的台北市忠孝橋之車流數據來驗證自適性廣播 調控機制是否實用，及其展現出來的效能是否能達到預期。將不同時刻的 車輛密度依序代入模擬中來做測試，而事故發源車輛 (Source) 即利用第三 章 3.3 節所提出的廣播調控機制，藉由竊聽周圍相鄰車輛個數來即時調控 自身傳送頻率。傳送頻率的計算公式則是利用 3.2 節中所提出的自適性廣 播頻率，利用街道車輛數 (n)、街道長度 (L_street)、車道數 (l)、傳輸距離 (R) 及車輛平均通過危險區域之街道的時間 (T) 定期帶入公式 (4)、(5) 和 (6)

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中，來求得車輛無法成功接收緊急訊息之機率P_dis，再將P_dis和P_target代入公 式 (7) 中，則可以計算最少所需的重複傳送次數 (r)，傳送間隔時間 (I)，

藉 此 來 動 態 調 整 最 適 宜 的 傳 送 頻 率 。 在 此 分 為 可 靠 度 及 網 路 負 載 (overhead) 兩個部分來討論此自適性廣播調控機制之成效。在此P_target設為 85%，因為主要此機制是用以調解交通壅塞問題發生，而非解決立即性安 全問題，因此只需讓大部分車輛能即時避開此有問題之危險街道即可：

(1) 可靠度：如圖 16 所示，顯示一般未最佳化之廣播機制，通常以 每秒傳送一次訊息的方式來傳送緊急訊息，以及採用自適性廣播 調控機制 (P_target設為 85%)，比較二者在不同時刻 (即不同車密 度) 其達到的可靠度。因為每秒傳送一次訊息的頻率算是傳送相 當頻繁的，由圖中可知其可靠度可以達到近似 100%，但是其可 能造成網路負載過重的問題，使該區域的網路傳輸效能嚴重地下 降。而採用自適性廣播調控機制的可靠度值也都能達到預期的 85%以上，而且平均大約只需要每 12 秒傳送一次訊息就可以達 到這個可靠度。而圖中顯示，可靠度值無法維持在 85%之下限，

是因為若只需重複傳送 2 次就能到達期望的可靠度值，則平均每 12 秒需廣播一次緊急訊息。若需重複傳送 3 次才可到達期望的 可靠度值，則是平均 8 秒須廣播一次緊急訊息。因此可以知道，

廣播頻率的調整無法使用微量的增加或減少來達到最佳值，所以 實際採用此機制的可靠度值常會較期望的可靠度值高上許多，而 不是微量增加。

 橫軸為不同的時刻：由早上 7 時到晚上 7 時，每小時有不同

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的車輛密度，分別代入模擬器中來測量其可靠度。

 縱軸為可靠度百分比值：與 4.1.2 節中所定義的一樣，為所 有由危險區域之外為路口進入的車輛，在還未抵達內部路口 前就能收到緊急訊息之比例。

 圖中為兩種傳送頻率之可靠度的比較，分別為自適性廣播調 控機制 (P_target設為 85%)和 1 Hz 傳輸方式

(2) 網路負載：如圖 17 所示，比較一般以每秒傳送一次訊息的方式，

以及採用最佳化即時調控機制 (P_target設為 85%)，二者在實際環 境之不同時刻下的網路負載 (overhead)。由圖 17 可知，雖然 1 Hz 的傳輸方式在之前可靠度的比較方面有很高的值，但是在網路負 載上卻也是相當高的，可能會使訊號干擾嚴重，封包容易產生碰

80 85 90 95 100

105

自適性廣播 調控機制

(P_target=85%)

圖 16. 自適性調控機制與 1 Hz 頻率在實際環境下的可靠度比較

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撞，而影響整體區域的網路傳輸效能。而自適性廣播調控機制的 網路負載都能維持在一個定值，而且相對於 1 Hz 的傳輸方式的 網路負載是相當低的。由圖 18 可知，自適性廣播調控機制之網 路負載大約為 1 Hz 的傳輸方式之網路負載的六分之一而已，確 實可以減少龐大的多餘封包量。

 圖 17 之橫軸為不同的時刻：由早上 7 時到晚上 7 時，每小 時有不同的車輛密度，來分別代入模擬器中來測量其網路負 載。

 圖 17 之縱軸為網路負載：這裡的網路負載定義為所有車輛 (包含 Source 和所有轉送者) 所傳送訊息的總次數。

 圖 17 之內容為比較自適性廣播調控機制與 1 Hz 的傳輸方式 在不同時刻之車流量下的網路負載。

 圖 18 之橫軸為不同的時刻。

 圖 18 之縱軸為網路負載比值 (Overhead Ratio)：為自適性廣 播調控機制之網路負載與 1 Hz 的傳輸方式之網路負載相除 的值。

 圖 18 之內容為自適性廣播調控機制與 1 Hz 的傳輸方式在不 同時刻之車流量下的網路負載比值。

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0 1 2 3 4 5 6 7

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000

1 Hz

自適性廣播 調控機制

(P_target=85%)

圖 17. 自適性調控機制與 1 Hz 頻率在實際環境下的網路負載比較

圖 18. 自適性調控機制與 1 Hz 頻率之網路負載的比值

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第五章 結論

本研究提供了一個利用街道上車輛分布的可能情形，只需知道街道之 車輛數、街道長度、車道數和傳輸距離，即可以計算出該街道中車輛無法 成功接收到緊急訊息的機率，進而可推測出最適宜的重複傳送次數和傳送 間隔時間，使該街道上車輛在離開前都能收到訊息的機率能達到所需的目 標值，這就是本研究中提出的訊息廣播頻率與傳送之可靠度關係的推導。

此可靠度推測結果與模擬之數據結果相當相符，因此也可證實此推導確實 符合正確性。

文中提出的訊息廣播頻率調控機制設計，只需利用事故發源車輛進行 竊聽機制，不需要其他多餘的訊息回傳機制，即可推測出危險區域中街道 的車輛數，進而即時計算出要使危險區域之街道中車輛能即時收到緊急訊 息所需的傳送頻率，並定期更新此最適宜之傳送頻率，即可達到即時動態 調控的目的。由模擬結果顯示，此調控機制確實可用於實際的道路情形，

不論在不同時刻的車流量變化，利用此調控機制仍可以使緊急訊息之傳送 可靠度達到設定的目標值，而且可以將傳送訊息造成的網路負載降低，也

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不會因為車輛一時增多而使得網路負載突然暴增，所以可合理的減少多餘 的訊息傳送，使該區域之網路傳輸不會有過多的干擾。

此一個結合可靠度推導與訊息廣播調控機制設計之方法，就是本研究 所提出的緊急訊息之自適性廣播調控機制。利用一些環境中的參數來計算 最適宜的傳送頻率，並定期更新，讓緊急訊息傳送至需要的車輛之可靠度 可以被保證。

在這些環境參數中尚有一項參數是此機制無法即時得知當下環境的 實際參數值而做動態調整，只能藉由事先設定好一個大概的值來完成，也 就是該街道的平均車速。未來希望可以在此機制中做到能夠即時偵測危險 區域之街道中車輛的平均車速，使本機制對車輛成功接收緊急訊息之機率 的計算更加精確，以使此緊急訊息之自適性廣播調控機制能適用於更多變 化的環境之中。

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