專利名稱：基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置及其誘導方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能交通系統(tǒng)和無線通信技術領域，尤其涉及一種基于路網(wǎng)污染程度 的車路協(xié)同行車誘導裝置及其誘導方法。
背景技術：
隨著道路上車輛的增加及擁堵事件的頻發(fā)，使得道路沿線的尾氣污染問題越來越 嚴重，在一些車流量很大且經(jīng)常擁堵的主干道和交叉路口，環(huán)境污染程度遠高于車流稀疏 的非擁堵地區(qū)。通過分散車輛減少主干道的車流量，不僅可以有效減少重度污染區(qū)域的污 染問題，同時也將減少因擁堵導致的交通效率低、能源消耗大、尾氣排放多的問題。隨著無線通信和移動計算技術的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)將變得無所不在，作為人 類日常生活中重要的交通和運輸工具的汽車也將成為一類重要的移動網(wǎng)絡終端?；谲?載無線通信裝置和路邊通信設施，通過車間(Vehicle to Vehicle, V2V)車路(Vehicle tolnfrastructure, V2I)等通信機制，可收集到更多與交通有關的信息，如車輛狀態(tài)、交通 環(huán)境信息等，將這些信息做有效的整合和實時發(fā)布，可建立行人、車輛、道路一體的車路協(xié) 同系統(tǒng)，實現(xiàn)車_路信息協(xié)調合作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置及其誘導 方法，以避免車輛駛入車流量大或產(chǎn)生擁堵這類尾氣排放量大的路段，從而有效緩解部分 區(qū)域尾氣污染嚴重的問題。利用車路協(xié)同技術，將不同路網(wǎng)區(qū)域的尾氣污染狀況通告給行 駛在一定區(qū)域范圍內的車輛，誘導車輛避免駛入該區(qū)域，從而有效緩解部分區(qū)域尾氣污染 嚴重的問題。本發(fā)明一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，該車路協(xié)同行車誘導 裝置包括車載設備與路側設備兩部分，車載設備包括OBD尾氣檢測儀、GPS導航儀、車載 802. Ilp無線通信設備、車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊以及車載 端誘導路徑生成模塊，路側設備包括有以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備、路側802. Ilp無線 通信設備、路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊、本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊以及路網(wǎng)污 染程度統(tǒng)計模塊；所述的車載設備與路側設備之間、各車載設備間都通過802. Ilp無線通 信方式進行數(shù)據(jù)傳輸，各路側設備之間通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備進行數(shù)據(jù)傳輸。OBD尾氣檢測儀將采集的本車輛尾氣排放量值發(fā)送給車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊； GPS導航儀將本車輛的地理位置發(fā)送給車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模 塊每隔時間Tl將本車輛信息通過車載802. Ilp無線通信設備廣播出去，所述的本車輛信息 為包括本車輛ID、采集時間、車輛地理位置和尾氣排放量值組成的車載設備數(shù)據(jù)包；車載 802. Ilp無線通信設備通過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送和接收車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包， 將接收的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包發(fā)送給車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊；車載端 路網(wǎng)污染程度接收模塊識別屬于路側設備始發(fā)的路側設備數(shù)據(jù)包，并根據(jù)該數(shù)據(jù)包中的數(shù)
5據(jù)，在車輛自身的路網(wǎng)污染程度記錄表中，將未添加的路側設備的路側設備ID、統(tǒng)計時間、 路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為一條記錄添加上，或者將對應的路側設備的時間 和排放總量值字段更新為最新數(shù)據(jù)。車載端誘導路徑生成模塊根據(jù)車輛自身的路網(wǎng)污染程度記錄表中記錄的各路側 設備的尾氣排放總量值，針對當前車輛地理位置與目標位置之間的可行路徑，選出尾氣排 放總量之和最小的路徑Ve和距離之和最小的路徑V，路徑Ve對應的各道路的里程之和為 Vel，路徑V對應的各道路里程之和為VI，在Vel-Vl ^ d情況下將路徑Ve通過GPS導航儀 顯示給用戶，在Vel-Vl > d情況下，將路徑V顯示給用戶，參數(shù)d根據(jù)路網(wǎng)實際情況設定。路側802. Ilp無線通信設備用于接收并轉發(fā)無線通信網(wǎng)絡中廣播的車載設備數(shù) 據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包。路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊從路側802. Ilp無線通信設備接收到的車載設備 數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包中，識別屬于本路側設備監(jiān)測范圍內的車輛始發(fā)的車載設備數(shù)據(jù) 包，在本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表中，將未添加的車輛的車輛ID、采集時間和尾氣排 放量值作為一條記錄添加，或者將車輛的采集時間與尾氣排放量值更新為最新數(shù)據(jù)。本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊每隔時間T2，將路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側 設備地理位置和尾氣排放總量值作為路側數(shù)據(jù)包通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備廣播 給所有路側設備。路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊根據(jù)從以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備接收到的路側數(shù)據(jù) 包，在本路側設備的所有路側設備排放量記錄表中，將未添加的路側設備的路側設備ID、統(tǒng) 計時間、路側設備地理位置以及排放總量值作為一條記錄添加到該記錄表中，或者將所存 在的路側設備的記錄更新為最新數(shù)據(jù)；路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊每隔時間T3，將整個所有路 側設備排放量記錄表中數(shù)據(jù)作為路側設備數(shù)據(jù)包通過路側802. Ilp無線通信設備廣播出 去。本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法，具體包括以下步驟步驟一、車載設備通過車載自動診斷系統(tǒng)OBD尾氣檢測儀得到本車的尾氣排放量 值，每隔時間Tl，將車輛ID、采集時間、車輛地理位置和排放量值作為車載設備數(shù)據(jù)包通過 車載802. Ilp無線通信設備廣播到路側設備，并對通過車載802. Ilp無線通信設備接收到 的路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包進行轉發(fā)；步驟二、路側設備通過路側802. Ilp無線通信設備，不斷監(jiān)聽所有通過無線網(wǎng)絡 廣播的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行以下處理首先轉發(fā)該數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)該數(shù)據(jù)包中“ID”字段判斷接收到的數(shù)據(jù)包是否是路 側設備發(fā)送的路側設備數(shù)據(jù)包，若是，對該數(shù)據(jù)包不作處理，若不是，根據(jù)該數(shù)據(jù)包中車輛 地理位置查看對應車輛是否位于本路側設備所監(jiān)測的路段范圍，若不在，則對該數(shù)據(jù)包不 進行處理，否則在本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表中查看是否存在該車輛的記錄，若不 存在，添加該車輛的記錄車輛ID、采集時間和尾氣排放量值，若存在并且該數(shù)據(jù)包中的采 集時間晚于該車輛對應的記錄中的采集時間，則更新該車輛對應記錄的“時間”和“排放量 值”字段內容；所述的本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表包括字段“ID”、“時間”以及“排放量 值”，所述“ID”字段內容為車輛ID，“時間”字段內容為車輛尾氣排放量值的采集時間；
步驟三、路側設備每隔時間T2，計算出其負責監(jiān)測的路段范圍上所有車輛的尾氣 排放總量，然后將路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為路側數(shù) 據(jù)包，通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備廣播給所有路側設備；步驟四、路側設備通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備，不斷監(jiān)聽所有通過有線通 信廣播的路側數(shù)據(jù)包，并對接收到的路側數(shù)據(jù)包進行以下處理對接收到的數(shù)據(jù)包在自身的所有路側設備排放量記錄表中查看是否存在該路側 設備的記錄，若不存在則添加該路側設備的記錄路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位 置以及排放總量值，若存在并且該數(shù)據(jù)包中的統(tǒng)計時間晚于已存在的記錄中的統(tǒng)計時間， 則更新該路側設備對應記錄的“時間”和“排放總量值”字段內容；所述的所有路側設備排放量記錄表字段包括“ID”、“時間”、“路側設備地理位置” 和“排放總量值”，所述的“ID”字段內容為路側設備ID，“時間”字段內容為統(tǒng)計時間；步驟五、路側設備每隔時間T3，將整個所有路側設備排放量記錄表中數(shù)據(jù)作為路 側設備數(shù)據(jù)包通過802. Ilp無線通信設備廣播到車載設備，車載設備監(jiān)聽廣播的所有車載 設備數(shù)據(jù)包和路側設備數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包做下面處理首先轉發(fā)該數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)該數(shù)據(jù)包中的ID字段判斷該數(shù)據(jù)包是否是路側設 備始發(fā)的，若不是，則不作處理，若是，在車輛自身的路網(wǎng)污染程度記錄表中查找是否存在 各路側設備對應的記錄，在路網(wǎng)污染程度記錄表中添加未存在路側設備的記錄路側設備 ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值，對存在的路側設備的記錄，判斷該記 錄中的統(tǒng)計時間是否比該數(shù)據(jù)包中對應的路側設備的統(tǒng)計時間晚，如果是，則不作處理，否 則，更新路網(wǎng)污染程度記錄表中該路側設備對應記錄的“時間”和“排放總量值”字段；所述的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 的字段包括“ID”、“時間”、“路側設備地理位置” 和“排放總量值”，所述的“ID”字段內容為路側設備ID，“時間”字段內容為統(tǒng)計時間；步驟六、車載設備根據(jù)路網(wǎng)污染程度記錄表中各路側設備監(jiān)測路段的排放總量 值，針對當前車輛位置與目標位置之間的可行路徑，選出排放總量之和最小的路徑Ve，以及 距離之和最小的路徑V，路徑Ve對應的各道路的里程之和為Vel，路徑V對應的各道路里程 之和為VI，如果Vel-Vl ^ d，則誘導路徑為Ve對應的路徑，否則誘導路徑為V對應的路徑， 參數(shù)d根據(jù)路網(wǎng)實際情況設定；步驟七、將最終的誘導路徑通過車載GPS導航儀顯示給用戶；步驟八、判斷當前車輛是否停止行駛，若是，則結束本方法，否則，轉步驟一繼續(xù)執(zhí) 行。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果在于根據(jù)路段污染程度對行駛的車 輛進行誘導，從而有效緩解部分區(qū)域尾氣污染嚴重的問題。


圖1為使用本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導裝置及其誘導方法的體系結構簡圖；圖2為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導裝置的整體結構示意圖；圖3為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法的整體步驟流程圖；圖4為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法步驟一中車載設備的工作流程圖；圖5為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法步驟二中路側設備的工作流程圖6為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法步驟三中路側設備的工作流程圖；圖7為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法步驟四中路側設備的工作流程圖；圖8為本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導方法步驟五中車載設備的工作流程圖。
具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。如圖1所示的是使用本發(fā)明的車路協(xié)同行車誘導裝置及其誘導方法的體系結構 簡圖，其中路側設備2間通過網(wǎng)線連接組成以太網(wǎng)Ethernet網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，車載設備 1與路側設備2之間以及車載設備1與車載設備1之間通過802. Ilp無線通信設備實現(xiàn)無 線數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明的基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，如圖2所示，由車載設備1 與路側設備2組成，其中車載設備1包括有車載自動診斷系統(tǒng)OBD尾氣檢測儀11、GPS導航 儀12、車載802. Ilp無線通信設備13、車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊14、車載端路網(wǎng)污染程度接 收模塊15以及車載端誘導路徑生成模塊16，路側設備2包括有以太網(wǎng)Ethernet有線通信 設備21、路側802. Ilp無線通信設備22、路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊23、本路側設備路網(wǎng) 污染程度統(tǒng)計模塊24以及路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊25。車載設備1與路側設備2之間、各車載設備1之間都通過無線通信方式進行數(shù)據(jù) 傳輸，各路側設備2之間通過以太網(wǎng)有線通信方式進行連接和數(shù)據(jù)傳輸。OBD尾氣檢測儀11用于采集本車輛的尾氣排放量值，并將該排放量值發(fā)送給車載 端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊14。GPS導航儀12將本車輛的地理位置發(fā)送給車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊14，并顯示本 車輛當前地理位置到目標位置的行使路線。車載802. Ilp無線通信設備13通過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，將接收的數(shù) 據(jù)包發(fā)送給車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊15。所述的接收的數(shù)據(jù)包包括車載設備數(shù)據(jù)包和 路測設備數(shù)據(jù)包。車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊14每隔時間Tl將本車輛信息，包括車輛ID、采集時間、 車輛地理位置和尾氣排放量值作為車載設備數(shù)據(jù)包發(fā)送給車載802. Ilp無線通信設備13， 車載802. Ilp無線通信設備13將車載設備數(shù)據(jù)包廣播出去。車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊15通過對接收到的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù) 據(jù)包中的ID字段進行識別，將屬于路側設備2始發(fā)的路側設備數(shù)據(jù)包保留，并根據(jù)該數(shù)據(jù) 包中的數(shù)據(jù)，在車輛自身的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 中，添加該路側設備2的路側設備ID、 統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值，或者將對應的路側設備2的數(shù)據(jù)更新為 最新數(shù)據(jù)。車載端誘導路徑生成模塊16根據(jù)車輛自身的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 中記錄的 各路側設備2監(jiān)測路段的排放總量值，針對當前車輛位置與目標位置之間的可行路徑，選 出排放總量值之和最小的路徑Ve和距離之和最小的路徑V，路徑Ve對應的各道路的里程之 和為Vel，路徑V對應的道路里程為VI，如果Vel-Vl ≤ d，將路徑Ve通過GPS導航儀12顯 示給用戶，如果Vel-Vl > d，將路徑V顯示給用戶，參數(shù)d根據(jù)路網(wǎng)實際情況設定，一般設定 d為2千米。
Ethernet有線通信設備21用于各路側設備2之間的數(shù)據(jù)通信，接收各路側設備2 廣播的路側數(shù)據(jù)包并傳送給路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊25。路側802. Ilp無線通信設備22用于接收并轉發(fā)無線通信網(wǎng)絡中廣播的車載設備 數(shù)據(jù)包和路側設備數(shù)據(jù)包，將接收到的數(shù)據(jù)包傳送給路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊23。路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊23根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)，將屬于本路側 設備2監(jiān)測范圍內的車輛始發(fā)的車載設備數(shù)據(jù)包，在 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 >中，將該車輛的車輛ID、采集時間和尾氣排放量值作為一條記錄添加，或者將該車輛的采 集時間與尾氣排放量值更新為最新數(shù)據(jù)。本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊24每隔時間T2，根據(jù)路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接 收模塊23更新的 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 >，將當前時間與該記錄表中所有記 錄的時間之差小于等于T2的尾氣排放量值累加，得到本路側設備2所監(jiān)測的路段范圍上所 有車輛的尾氣排放總量。本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊24將路側設備ID、統(tǒng)計時間、 路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為路側數(shù)據(jù)包發(fā)送給Ethernet有線通信設備21廣 播給所有路側設備2。路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊25根據(jù)接收到的路側數(shù)據(jù)包，在本路側設備2的 < 所有路 側設備排放量記錄表 > 中，將未添加的路側設備2的路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理 位置以及排放總量值作為一條記錄添加到該記錄表中，或者將所存在的路側設備2的記錄 更新為最新數(shù)據(jù)，具體是更新該路側設備對應記錄的時間和排放總量值字段。路網(wǎng)污染程 度統(tǒng)計模塊25每隔時間T3，將整個 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中數(shù)據(jù)作為路側設備數(shù) 據(jù)包發(fā)送給路側802. Ilp無線通信設備22，路側802. Ilp無線通信設備22將路側設備數(shù)據(jù) 包廣播出去。上述的時間間隔Tl、T2和T3，要求Tl < T2 < T3。例如可以設定Tl為5秒，T2 為10秒，T3為20秒。所述的 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 包括字段“ID”、“時間”以及“排放 量值”，所述“ID”字段內容為車輛ID，“時間”字段內容為車輛尾氣排放量值的采集時間；所述的 < 所有路側設備排放量記錄表 > 字段包括“ ID”、“時間”、“路側設備地理位 置”和“排放總量值”，所述的“ ID”字段內容為路側設備ID，“時間”字段內容為統(tǒng)計時間；所述的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 的字段包括“ID”、“時間”、“路側設備地理位置” 和“排放總量值”，所述的“ID”字段內容為路側設備ID，“時間”字段內容為統(tǒng)計時間；所述的統(tǒng)計時間指路側設備2計算出其負責監(jiān)測范圍內路段上所有車輛的尾氣 排放總量的時刻。本發(fā)明的基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導方法，如圖3所示，具體包括以 下步驟步驟一、車輛通過OBD尾氣檢測儀11得到本車的尾氣排放量值，每隔一定時間 Tl，通過車載802. Ilp無線通信設備13將車載設備數(shù)據(jù)包廣播到路側設備2，通過車-車、 車_路之間無線通信將數(shù)據(jù)傳送給位于路側設備2。車輛還不斷通過車載802. Ilp無線通 信設備13監(jiān)聽路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包，并對其進行轉發(fā)。如圖4所示，每隔時間間隔Tl通過OBD尾氣檢測儀11采集尾氣排放量，然后將車 輛ID、采集時間、車輛地理位置和排放量值這些數(shù)據(jù)打包作為車載設備數(shù)據(jù)包，并通過車載802. Ilp無線通信設備13廣播出去。該過程循環(huán)執(zhí)行，直到該車輛停止行駛。其中，時間 間隔Tl可設定為5秒，或由系統(tǒng)根據(jù)需要進行設定；車輛ID為分配給每一輛車的唯一標識 符，該標識符中包含區(qū)分是車載設備1還是路側設備2的標識；采集時間為采集該車輛尾氣 排放量值的時刻；車輛地理位置為該車輛在采集尾氣排放量時刻通過GPS導航儀12獲得的 位置值；排放量值為通過OBD尾氣檢測儀11獲得的當前尾氣排放量的值；將數(shù)據(jù)打包到車 載設備數(shù)據(jù)包中以及廣播出去的方法可通過TCP/IP協(xié)議的Socket編程方法實現(xiàn)。步驟二、路側設備2通過路側802. Ilp無線通信設備22不斷監(jiān)聽所有通過無線網(wǎng) 絡廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包，將接收到的在其所監(jiān)測范圍內車輛的尾氣排 放量值，更新到 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中。路側設備2存儲的 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 用于記錄本路側設備2 負責監(jiān)測區(qū)域中車輛的排放量值，該表的字段為“ID”、“時間”以及“排放量值”，其中，所述 “ID”字段內容為車輛ID，“時間”字段內容為車輛尾氣排放量值的采集時間。如圖5所示，路側設備2監(jiān)聽所有通過無線網(wǎng)絡廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車載設 備數(shù)據(jù)包，當收到數(shù)據(jù)包時首先轉發(fā)該數(shù)據(jù)包，然后判斷接收到的數(shù)據(jù)包是否是路側設備2 始發(fā)的路側設備數(shù)據(jù)包，若是，對該數(shù)據(jù)包不作處理，繼續(xù)監(jiān)聽通過無線網(wǎng)絡廣播的路側設 備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包，若不是則查看該數(shù)據(jù)包的始發(fā)車輛是否位于該路側設備2所 監(jiān)測的路段范圍內，若不是，則對該數(shù)據(jù)包不進行處理，繼續(xù)監(jiān)聽通過無線網(wǎng)絡廣播的路側 設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包，若是，則查看 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中是否 已存在該車的排放量記錄，若不存在，則將給車的排放量記錄添加到 < 本路側設備監(jiān)測區(qū) 域排放量記錄表〉，然后繼續(xù)監(jiān)聽無線網(wǎng)絡中廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包，若 存在，則判斷已存在的記錄是否比收到的數(shù)據(jù)新，若不是則繼續(xù)監(jiān)聽無線網(wǎng)絡中廣播的路 側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包，否則將 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中該車的 排放記錄進行更新，更新記錄后路側設備2繼續(xù)監(jiān)聽無線網(wǎng)絡廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車 載設備數(shù)據(jù)包。其中，判斷接收到的數(shù)據(jù)包是否是路側設備2始發(fā)的路側設備數(shù)據(jù)包是通過查看 數(shù)據(jù)包中的ID字段是屬于分配給車輛的還是屬于分配給路側設備2的標識來判斷；查看數(shù) 據(jù)包的始發(fā)車輛是否位于該路側設備2所監(jiān)測的路段范圍內，是根據(jù)車載設備1發(fā)送來的 數(shù)據(jù)包中的車輛地理位置來計算該車與路側設備2之間的距離，該監(jiān)測范圍由系統(tǒng)根據(jù)需 要設定；查看 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中是否已存在該車的排放量記錄是利 用車載設備1發(fā)送來的數(shù)據(jù)中的車輛ID來查找 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中 是否已存在該車的記錄，若沒有查到，則將車載設備1發(fā)送來的數(shù)據(jù)包中的車輛ID、采集時 間與排放量值作為一條記錄添加到 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中；若查到該車 的排放記錄，并且通過比較采集時間，若該數(shù)據(jù)包中的采集時間晚于該車輛對應的記錄中 的采集時間，則更新 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中的“時間，，和“排放量值”字 段內容。步驟三、路側設備2每隔一定時間T2，計算出其負責監(jiān)測范圍內路段上所有車輛 的尾氣排放總量，然后將路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置以及排放總量值作為路 側數(shù)據(jù)包，通過Ethernet有線通信設備21發(fā)送給所有其他路側設備2。如圖6所示，路側設備2每隔時間T2計算該路側設備2監(jiān)測區(qū)域尾氣排放總量，然后將路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置以及排放總量值作為數(shù)據(jù)打包到路側數(shù) 據(jù)包中，通過Ethernet網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)發(fā)送給所有路側設備2。其中，時間間隔T2需要大于時 間間隔Tl，可設定為10秒，或由系統(tǒng)根據(jù)需要進行設定；計算本路側設備監(jiān)測范圍內路段 上所有車輛的尾氣排放總量的方法是將 < 本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表 > 中當前統(tǒng) 計時間與記錄表中“時間”之差小于等于時間間隔T2的所有記錄中“排放量值”累加，得到 的值即為排放總量值；路側設備ID為分配給每個路側設備2的唯一標識符，包含區(qū)分是路 側設備2還是車載設備1的標識；統(tǒng)計時間指路側設備2計算出其負責監(jiān)測范圍內路段上 所有車輛的尾氣排放總量的時刻；路側設備地理位置為路側設備2所在的地理位置坐標； 通過Ethernet有線通信設備21發(fā)送給所有其他路側設備2，可通過TCP/IP協(xié)議的Socket 編程方法實現(xiàn)。步驟四、路側設備2通過Ethernet有線通信設備21，不斷監(jiān)聽通過Ethernet有線 通信廣播的所有路側數(shù)據(jù)包，若接收到的路側數(shù)據(jù)包為最新數(shù)據(jù)，則更新到 < 所有路側設 備排放量記錄表〉中。路側設備2存儲的 < 所有路側設備排放量記錄表 > 用于記錄所有路側設備2負 責監(jiān)測的路段污染程度值，該表的字段為“ID”、“時間”、“路側設備地理位置”和“排放總量 值”，所述的“ID”字段內容為路側設備ID，“時間”字段內容為統(tǒng)計時間。如圖7所示，路側設備2監(jiān)聽所有通過Ethernet有線網(wǎng)絡廣播的路側數(shù)據(jù)包，接 收到路側數(shù)據(jù)包后查看 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中是否已存在該路側設備2的記 錄，若不存在，則在 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中添加該路側設備2的排放量值記錄， 繼續(xù)監(jiān)聽Ethernet有線網(wǎng)絡廣播的路側數(shù)據(jù)包，若存在，則判斷已存在的該路側設備2的 記錄是否比收到的數(shù)據(jù)新，若是，則繼續(xù)監(jiān)聽Ethernet有線網(wǎng)絡廣播的路側數(shù)據(jù)包，否則 在 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中將該路側設備2的記錄更新為最新的數(shù)值，然后繼續(xù) 監(jiān)聽Ethernet有線網(wǎng)絡廣播的路側數(shù)據(jù)包。其中，查看 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中 是否已存在該路側設備2的記錄，是利用路側設備2發(fā)送來的數(shù)據(jù)中的路側設備ID來查找 〈所有路側設備放量記錄表〉中是否已存在該路側設備2的記錄，若沒有查到，則將路側設 備2發(fā)送來的數(shù)據(jù)中的路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置以及排放總量值作為一 條記錄添加到 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中；若查到該路側設備2，通過比較“時間”字 段判斷該路側設備2發(fā)送來的數(shù)據(jù)是否比已存在的記錄新，若該數(shù)據(jù)包中的統(tǒng)計時間晚于 已存在的記錄中的統(tǒng)計時間，，則更新 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中該路側設備2對應 的“時間”和“排放總量值”字段內容，否則不進行處理。步驟五、每隔一定時間T3，路側設備2將整個 < 所有路側設備排放量記錄表 > 中數(shù) 據(jù)作為路側設備數(shù)據(jù)包，通過路側802. Ilp無線通信設備22廣播到車載設備1。路側設備 2將統(tǒng)計結果通過車-車、車-路通信將路段的尾氣排放量發(fā)送給車輛，各車載設備1更新 自身存儲的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表>。車載設備1存儲的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 用于記錄所有路側設備2負責監(jiān)測的 路段污染程度值，該表的字段為“ID”、“時間”、“路側設備地理位置”和“排放總量值”其中， “ID”字段內容為路側設備ID，“時間”字段內容為統(tǒng)計時間。路側設備2每隔時間T3將其記錄的所有路側設備2的路側設備ID、統(tǒng)計時間、路 側設備地理位置以及排放總量值作為數(shù)據(jù)打包到路側設備數(shù)據(jù)包，通過無線通信設備廣播
11出去。其中，時間間隔T3要大于時間間隔T2，可設定為20秒，或根據(jù)需要另行設定；將數(shù) 據(jù)打包到路側設備數(shù)據(jù)包中以及廣播出去的方法可通過TCP/IP協(xié)議的Socket編程實現(xiàn)。如圖8所示，車載設備1由TCP/IP Socket程序監(jiān)聽所有廣播的路側設備數(shù)據(jù)包 與車載設備數(shù)據(jù)包，當收到廣播的數(shù)據(jù)包則先轉發(fā)該數(shù)據(jù)包，然后判斷該數(shù)據(jù)包是否是路 側設備2發(fā)送的路側設備數(shù)據(jù)包，如果不是則繼續(xù)監(jiān)聽廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備 數(shù)據(jù)包，如果是則在自身車輛的 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 中查找各路側設備2對應的記錄。 對每個路側設備2，若沒有該路側設備2對應的記錄，則在 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 中將該 路側設備2的路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為一條記錄 添加上，然后繼續(xù)監(jiān)聽廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包；若存在該路側設備2的 記錄，則判斷已存在的記錄是否比收到的數(shù)據(jù)新，若該記錄中的統(tǒng)計時間比該數(shù)據(jù)包中對 應的路側設備的統(tǒng)計時間晚，則更新 < 路網(wǎng)污染程度記錄表 > 中該路側設備2對應的記錄， 然后繼續(xù)監(jiān)聽廣播的數(shù)據(jù)包；否則不作處理，繼續(xù)監(jiān)聽所有廣播的路側設備數(shù)據(jù)包與車載 設備數(shù)據(jù)包。其中，判斷是否是路側設備2發(fā)送的數(shù)據(jù)包是通過查看ID字段是屬于分配給 車輛的還是屬于分配給路側設備2的標識來判斷的；判斷已存在的記錄是否比收到的數(shù)據(jù) 新是通過比較“時間”字段得到已存在的記錄是否比接收到數(shù)據(jù)新；更新 < 路網(wǎng)污染程度記 錄表 > 中該路側設備2對應的記錄是需要更新“時間”和“排放總量值”字段內容。步驟六、車輛根據(jù)路段的污染程度，優(yōu)先選擇從當前地點到目的地之間污染量小 的路段駛往目的地。車載端基于路網(wǎng)污染程度的誘導路徑計算方法如下首先，將路網(wǎng)抽象成一個連 通網(wǎng)絡圖G，G中的每個頂點為道路交叉口，相連兩個頂點之間的邊的權值包括兩個，一個 權值為該路段尾氣排放總量E，此數(shù)據(jù)由放置于一個頂點對應的路口的路側設備2監(jiān)測 得到，另一個權值為該路段的長度L，排放總量E的單位為克，長度L的單位為千米。其 次，查找可從出發(fā)地到達目的地的所有可行路徑，分別計算出所有可行路徑中邊的排放總 量之和與邊的距離之和，計算方法可采用樹狀結構或鄰接表結構的遍歷算法實現(xiàn)，也可 按照Dijkstra算法實現(xiàn)。最后，選出排放總量之和最小的路徑Ve，以及距離之和最小的 路徑V，路徑Ve對應的各道路的里程之和為Vel，路徑V對應的道路里程之和為VI，如果 Vel-Vl彡d，則誘導路徑為Ve對應的路徑，否則誘導路徑為Vl對應的路徑。其中，d可設 定為2千米，如果d的值過大，則說明得到的排放最小的路徑比最短路徑長很多，這樣會導 致行駛時間過長，因此，可根據(jù)路網(wǎng)實際情況設置d值的大小。步驟七、將最終的誘導路徑通過車載GPS顯示給當前車輛的用戶。步驟八、判斷當前車輛是否停止行駛，若是，則結束本方法，否則，轉步驟一繼續(xù)執(zhí) 行。
權利要求
一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，其特征在于，該車路協(xié)同行車誘導裝置包括車載設備與路側設備兩部分，車載設備包括OBD尾氣檢測儀、GPS導航儀、車載802.11p無線通信設備、車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊以及車載端誘導路徑生成模塊，路側設備包括以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備、路側802.11p無線通信設備、路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊、本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊以及路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊；所述的車載設備與路側設備之間、各車載設備間都通過802.11p無線通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸，各路側設備之間通過Ethernet有線通信設備進行數(shù)據(jù)傳輸；OBD尾氣檢測儀將采集的本車輛尾氣排放量值發(fā)送給車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；GPS導航儀將本車輛的地理位置發(fā)送給車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；車載端尾氣數(shù)據(jù)發(fā)送模塊每隔時間T1將本車輛信息作為車載設備數(shù)據(jù)包通過車載802.11p無線通信設備廣播出去，所述的本車輛信息包括本車輛ID、采集時間、車輛地理位置和尾氣排放量值；車載802.11p無線通信設備通過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送和接收車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包，將接收的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包發(fā)送給車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊；車載端路網(wǎng)污染程度接收模塊識別屬于路側設備始發(fā)的路側設備數(shù)據(jù)包，并根據(jù)該路側設備數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)，在車輛自身的路網(wǎng)污染程度記錄表中，將未添加的路側設備的路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為一條記錄添加上，或者將對應的路側設備的時間和排放總量值字段更新為最新數(shù)據(jù)；車載端誘導路徑生成模塊根據(jù)車輛自身的路網(wǎng)污染程度記錄表中記錄的各路側設備的尾氣排放總量值，針對當前車輛地理位置與目標位置之間的所有可行路徑，選出尾氣排放總量之和最小的路徑Ve和距離之和最小的路徑V，路徑Ve對應的各道路的里程之和為Vel，路徑V對應的各道路里程之和為V1，在Vel V1≤d情況下將Ve對應的路徑通過GPS導航儀顯示給用戶，在Vel V1＞d情況下，將V對應的路徑顯示給用戶，參數(shù)d根據(jù)路網(wǎng)實際情況設定；路側802.11p無線通信設備用于接收并轉發(fā)無線通信網(wǎng)絡中廣播的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包；路側端車輛尾氣數(shù)據(jù)接收模塊從路側802.11p無線通信設備接收到的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包中，識別屬于本路側設備監(jiān)測范圍內的車輛始發(fā)的車載設備數(shù)據(jù)包，在本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表中，將未添加的車輛的車輛ID、采集時間和尾氣排放量值作為一條記錄添加，或者將車輛的采集時間與尾氣排放量值更新為最新數(shù)據(jù)；本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊每隔時間T2，將路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為路側數(shù)據(jù)包通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備廣播給所有路側設備；路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊根據(jù)從以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備接收到的路側數(shù)據(jù)包，在本路側設備的所有路側設備排放量記錄表中，將未添加的路側設備的路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置以及排放總量值作為一條記錄添加到該記錄表中，或者將所存在的路側設備的記錄更新為最新數(shù)據(jù)；路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊每隔時間T3，將整個所有路側設備排放量記錄表中數(shù)據(jù)作為路側設備數(shù)據(jù)包通過路側802.11p無線通信設備廣播出去。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，其特征在 于，所述的間隔時間Tl < T2 < T3。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，其特征在 于，所述的Tl設定為5秒，T2設定為10秒，T3設定為20秒。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，其特征在 于，所述的d設定為2千米。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置，其特征在 于，所述的本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊，其根據(jù)本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表， 將當前時間與該記錄表中所有記錄的時間之差小于等于T2的尾氣排放量值累加，得到本 路側設備所監(jiān)測的路段范圍上所有車輛的尾氣排放總量。
6.一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導方法，其特征在于，該車路協(xié)同行車誘 導方法具體包括以下步驟步驟一、車載設備通過車載自動診斷系統(tǒng)OBD尾氣檢測儀得到本車的尾氣排放量值， 每隔時間Tl，將車輛ID、采集時間、車輛地理位置和排放量值作為車載設備數(shù)據(jù)包通過車 載802. Ilp無線通信設備廣播到路側設備，并對通過車載802. Ilp無線通信設備接收到的 路側設備數(shù)據(jù)包與車載設備數(shù)據(jù)包進行轉發(fā)；步驟二、路側設備通過路側802. Ilp無線通信設備，不斷監(jiān)聽所有通過無線網(wǎng)絡廣播 的車載設備數(shù)據(jù)包與路側設備數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行以下處理首先轉發(fā)該接收到的數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)該接收到的數(shù)據(jù)包中“ID”字段判斷接收到的數(shù) 據(jù)包是否是路側設備發(fā)送的路側設備數(shù)據(jù)包，若是，對該數(shù)據(jù)包不作處理，若不是，根據(jù)該 數(shù)據(jù)包中車輛地理位置查看對應車輛是否位于本路側設備所監(jiān)測的路段范圍，若不在，則 對該數(shù)據(jù)包不進行處理，否則在本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表中查看是否存在該車輛 的記錄，若不存在，添加該車輛的記錄車輛ID、采集時間和尾氣排放量值；若存在并且該 數(shù)據(jù)包中的采集時間晚于該車輛對應的記錄中的采集時間，則更新該車輛對應記錄的“時 間”和“排放量值”字段數(shù)據(jù)；所述的本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表包括字段“ID”、“時間”以及“排放量值”，所 述“ID”字段數(shù)據(jù)為車輛ID，“時間”字段數(shù)據(jù)為車輛尾氣排放量值的采集時間；步驟三、路側設備每隔時間T2，計算出其負責監(jiān)測的路段范圍上所有車輛的尾氣排放 總量，然后將路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值作為路側數(shù)據(jù) 包，通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備廣播給所有路側設備；步驟四、路側設備通過以太網(wǎng)Ethernet有線通信設備，不斷監(jiān)聽所有通過有線通信廣 播的路側數(shù)據(jù)包，并對接收到的路側數(shù)據(jù)包進行以下處理對接收到的路側數(shù)據(jù)包在自身的所有路側設備排放量記錄表中查看是否存在該路側 設備的記錄，若不存在則添加該路側設備的記錄路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位 置以及排放總量值；若存在并且該路側設備數(shù)據(jù)包中的統(tǒng)計時間晚于已存在的記錄中的統(tǒng) 計時間，則更新該路側設備對應記錄的“時間”和“排放總量值”字段數(shù)據(jù)；所述的所有路側設備排放量記錄表中的字段包括“ID”、“時間”、“路側設備地理位置” 和“排放總量值”，所述的“ID”字段數(shù)據(jù)為路側設備ID，“時間”字段數(shù)據(jù)為統(tǒng)計時間；步驟五、路側設備每隔時間T3，將整個所有路側設備排放量記錄表中數(shù)據(jù)作為路側設 備數(shù)據(jù)包通過路側802. Ilp無線通信設備廣播到車載設備，車載設備監(jiān)聽廣播的所有車載 設備數(shù)據(jù)包和路側設備數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包做下面處理首先轉發(fā)該數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)該數(shù)據(jù)包中的ID字段判斷該數(shù)據(jù)包是否是路側設備始 發(fā)的路側設備數(shù)據(jù)包，若不是，則不作處理，若是，在車輛自身的路網(wǎng)污染程度記錄表中查 找是否存在各路側設備對應的記錄，在路網(wǎng)污染程度記錄表中添加未存在路側設備的記 錄路側設備ID、統(tǒng)計時間、路側設備地理位置和尾氣排放總量值；對存在的路側設備的記 錄，判斷該記錄中的統(tǒng)計時間是否比該數(shù)據(jù)包中對應的路側設備的統(tǒng)計時間晚，如果是，則 不作處理，否則，更新路網(wǎng)污染程度記錄表中該路側設備對應記錄的“時間”和“排放總量 值”字段數(shù)據(jù)；所述的路網(wǎng)污染程度記錄表中的字段包括“ID”、“時間”、“路側設備地理位置”和“排 放總量值”，所述的“ID”字段數(shù)據(jù)為路側設備ID，“時間”字段數(shù)據(jù)為統(tǒng)計時間；步驟六、車載設備根據(jù)路網(wǎng)污染程度記錄表中各路側設備監(jiān)測路段的排放總量值，針 對當前車輛位置與目標位置之間的所有可行路徑，選出排放總量之和最小的路徑Ve，以及 距離之和最小的路徑V，路徑Ve對應的各道路的里程之和為Vel，路徑V對應的各道路里程 之和為VI，如果Vel-Vl < = d，則誘導路徑為Ve對應的路徑，否則誘導路徑為V對應的路 徑，參數(shù)d根據(jù)路網(wǎng)實際情況設定；步驟七、將最終的誘導路徑通過車載GPS導航儀顯示給用戶；步驟八、判斷當前車輛是否停止行駛，若是，則結束本方法，否則，轉步驟一繼續(xù)執(zhí)行。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導方法，其特征在于， 步驟一中所述的Tl、步驟三所述的T2與步驟五所述的T3，三者之間的關系為T1 < T2 < T3。
8.根據(jù)權利要求6所述的基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導方法，其特征在于， 步驟一中所述的Tl設定為5秒，步驟三所述的T2設定為10秒，步驟五所述的T3設定為20秒。
9.根據(jù)權利要求6所述的基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導方法，其特征在于， 步驟三所述尾氣排放總量值是將本路側設備監(jiān)測區(qū)域排放量記錄表中當前統(tǒng)計時間與該 記錄表中時間之差小于等于T2的所有記錄中的排放量值累加得到。
10.根據(jù)權利要求6所述的基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導方法，其特征在于， 步驟六所述的d設定為2千米。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于路網(wǎng)污染程度的車路協(xié)同行車誘導裝置及其誘導方法。該裝置的車載設備包括OBD尾氣檢測儀以及車載端誘導路徑生成模塊等，路側設備包括本路側設備路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊以及路網(wǎng)污染程度統(tǒng)計模塊等，OBD尾氣檢測儀檢測的車輛尾氣通過無線通信發(fā)送給路側設備，路側設備統(tǒng)計監(jiān)控區(qū)域內車輛尾氣總量值發(fā)送給各路側設備，并將所有路側設備污染程度數(shù)據(jù)發(fā)送給車輛，由車載端誘導路徑生成模塊生成路徑。該方法為車輛將自身尾氣排放量通過無線通信將傳送給路側設備，路側設備統(tǒng)計所有路側設備的尾氣排放量并發(fā)送給車輛，車輛根據(jù)路段的污染程度，優(yōu)先選擇污染量小的路線。使用本發(fā)明的裝置與方法，可有效緩解部分區(qū)域尾氣污染嚴重的問題。
文檔編號G08G1/0967GK101916511SQ20101025641
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權日2010年8月18日
發(fā)明者余貴珍, 王云鵬, 田大新, 魯光泉 申請人:北京航空航天大學