根據世界衛(wèi)生組織（WHO）的數據，每年全球有數百萬人因車輛交通事故而喪生或受傷，同時交通事故和交通堵塞導致數十億小時的時間損失，全球生產力也因此降低。由于車輛數量的急劇增加、交通擁堵和道路事故頻繁發(fā)生，優(yōu)化交通管理面臨著巨大挑戰(zhàn),因此，為了減少交通事故數量、改善交通系統的性能、提升道路安全和保護環(huán)境，引入了車輛自組網（VANET）的概念。VANET是為智能交通系統（ITS）開發(fā)的，也是未來道路交通系統的發(fā)展方向。隨著無線通信、計算范式、大數據和云計算的發(fā)展，智能設備配備了無線通信功能和高性能處理工具。

近年來，VANET通過引入云計算、大數據和物聯網（IoT）等基于服務和概念的先進蜂窩網絡（如5G網絡）和車聯網概念，得到了改進。大數據和云計算正成為VANET領域的新興研究方向，在全球范圍內涉及許多項目。車載通信系統將產生大量數據，這些數據如今被存儲在云端，稱為云數據，也被視為大數據。大數據指的是大量結構化和非結構化數據，可以通過各種應用軟件進行分析。利用大數據分析，我們可以從數據中獲取收益。因此，云端的大數據對于VANET的實施具有深遠影響，使交通系統更加安全、高效和有效。

此外，由于VANET的獨特性和廣泛的應用和服務，如減少交通事故、提升乘客安全、改善交通效率以及提供娛樂和信息服務，VANET一直受到密切關注和深入研究。借助大數據分析，我們能夠提高交通效率、提升擁堵控制和運輸安全水平。然而，在VANET中應用大數據分析存在著許多關鍵的研究問題和重要挑戰(zhàn)。為了滿足VANET需求，云計算或移動云計算成為一種全新的計算模式，通過互聯網按需存儲、訪問、處理、共享數據、文件和程序。云計算被認為是滿足VANET需求的關鍵要素，它提供了一個網絡訪問模型，旨在交換大量的計算資源和服務。云計算和大數據技術的結合為VANET提供了實時解決方案，并在全球范圍內引起了廣泛的研究興趣。同時，云服務提供商將為車載節(jié)點用戶提供基于云的付費服務，也會提供一些免費服務。

隨著無線技術、大數據、物聯網和智能車輛的快速發(fā)展，將智能設備（如智能手機、個人數字助理、智能手表、智能電視、筆記本計算機等）與云相連接的需求日益增加。傳統VANET在部署中面臨著靈活性不足、連接性差和智能度不足等技術挑戰(zhàn)。因此，云計算、大數據分析、車載云計算、物聯網和VANET成為當前智能交通系統中的重要組成部分。各種關于VANET、云概念和大數據分析的研究表明，它們對包含智能VANET的智能交通系統具有顯著影響。

由于車輛數量的增加，交通事故、安全問題、道路擁堵、停車困難和環(huán)境污染等全球性問題變得嚴峻，智能交通系統已成為解決這些問題的主要方法。因此，為了應對這些問題，基于云計算和大數據的未來VANET將對自主駕駛車輛提出獨特要求，包括高效性、更好的連接性、低延遲和實時應用，這些要求可能無法通過傳統的VANET滿足。因此，本書將探討如何將云計算、大數據、車載云計算和物聯網與傳統的VANET進行整合。

本書涵蓋了與VANET相關的多個問題，涉及路由、安全性以及云計算、物聯網等最新技術的應用。同時，本書還介紹了機器學習技術的應用。因此，本書的目標讀者非常廣泛，包括學者、研究人員、本科生和研究生，以及行業(yè)內人士等。


本書共分為11章，各章內容簡介如下：

第1章討論了機器學習技術在智能交通環(huán)境中的應用及其價值。為了優(yōu)化車輛的運行并降低事故率，幾乎所有路口都安裝了交通信號燈。交通信號燈的目的是減少交通擁堵，但由于交通流動的動態(tài)性，擁堵問題一直存在。這種擁堵導致車輛等待時間增加。本章介紹兩種基于機器學習的方法來改善擁堵交通環(huán)境。首先,基于深度學習的交通信號控制，通過圖像處理技術識別路口各方向的擁堵情況。根據擁堵程度分析，算法提出了動態(tài)綠燈時間，取代傳統的固定信號燈系統。其次，提出基于Q學習的方法，通過累積獎勵來決定交通信號燈的狀態(tài)。最后，在不同的交通模擬環(huán)境中，通過SUMO測試這些算法，并進行了詳細的分析。這些研究成果對于學術界的學者、研究人員、本科生和研究生以及相關行業(yè)人員都具有重要的參考價值。

第2章探討用于自組網的各種基于位置的路由算法。其中，地域群播是傳統多播問題的一種特殊情況，它指的是將消息或數據傳遞到特定地理區(qū)域。在自組網中，路由是將消息從源節(jié)點傳輸到目標節(jié)點所需的關鍵活動。由于節(jié)點快速移動、網絡負載或流量模式以及網絡拓撲結構的動態(tài)變化，路由問題在自組網環(huán)境中變得非常重要且相對復雜。本章介紹了在移動自組網和車輛自組網中使用的各種地域群播路由機制，并深入分析了每種協議的優(yōu)點和局限性。在地域群播消息的傳遞過程中，源節(jié)點和目標節(jié)點都利用位置信息進行確定，而全球定位系統（GPS）則用于確定節(jié)點的位置。本章還對現有地域群播路由協議進行了全面的比較分析，并提出了未來設計新路由協議以明確相關問題的研究方向。

第3章對各種基于拓撲結構路由協議在印度城市車輛交通場景中的表現進行評估。VANET是移動無線自組網(MANET)的一種特殊形式，助力實現智能交通系統。印度交通運輸與公路部的報告顯示，2015年印度有150萬人在道路事故中喪生。為了減少傷亡并提升旅程中的舒適感，印度也需要引入VANET技術。在實際應用之前，需要對VANET在印度道路上的適用性進行測試。本章選擇了開放街圖網站上新德里康諾特廣場的真實地圖，并使用SUMO進行交通流建模。通過采用多種場景來反映印度真實道路條件，評估了AODV、DSDV和DSR等路由協議的性能。在城市車輛交通場景中，使用CBR流量來傳播緊急消息。通過NS-2.35網絡模擬器，考慮了吞吐量、數據包傳遞率和端到端延遲等指標進行性能分析。

第4章討論車輛自組網中物聯網的各種應用。用戶可以利用云存儲大量數據，無須擔心本地硬件和軟件的維護。用戶將數據外包并進行安全控制，以保證數據的可靠性。存儲在云服務器中的數據會定期接受用戶的審計，通過無線網絡檢查服務提供商的正確性。用戶可以委托第三方審計人員代表他們進行安全審計，以滿足時間限制。同時，第三方審計人員也會保護數據的機密性。為了保護數據免受各種漏洞的侵害，需要構建更高效的系統。提出的審核機制使用VANET，在確保數據完整性的同時，能夠以高效和有效的方式滿足用戶需求。

第5章討論了在異構無線網絡環(huán)境中基于博弈論的垂直切換問題。在這樣的環(huán)境中，實現高效的垂直切換需要對無線網絡和移動用戶進行有效的定性評估，并相互選擇最佳的無線網絡和移動用戶組合。現有的研究大多將這兩個要求同時考慮在內，提出了在異構無線網絡中進行垂直切換的技術，但很少有機會單獨處理上述要求，可能導致垂直切換效率低下。因此，本章提出了一個通用的兩階段、兩個參與者的迭代非合作博弈模型。該模型提供了一個模塊化框架，將無線網絡和移動用戶的定量評估（第一階段）與博弈的制定和解決方案（第二階段）分開，以相互選擇最佳的無線網絡和移動用戶組合進行垂直切換。仿真結果顯示，與基于多屬性決策方法等單階段非博弈理論的方法相比，基于博弈論的兩階段模型能夠顯著減少垂直切換的次數。

第6章討論了安全風險的各種問題，并使用模糊多準則決策方法來管理這些風險。安全風險評估在網絡安全管理中起著重要作用。本章描述了滿足大型企業(yè)/組織需求的安全網絡建設所涉及的關鍵措施和參數�，F有的模糊模型結合了模糊技術和專家意見,旨在通過網絡傳輸過程中管理設備對設備（D2D）數據通信中的安全風險，以優(yōu)化安全保障,其思想是通過網絡識別和優(yōu)先處理安全風險，以實現開發(fā)人員和組織設定的目標。本章基于多準則決策分析方法，對安全風險進行評估。

第7章介紹軟件定義車輛自組網的理論方法。VANET和軟件定義網絡（SDN）是推動智能車輛網絡和下一代應用的關鍵技術。近年來，許多研究集中在SDN和VANET的結合上，并致力于解決與軟件定義VANET服務和功能相關的架構問題，以適應不斷發(fā)展的需求。本章討論了SD-VANET的最新研究現狀，并探討了未來研究方向。通過理論方法，對軟件定義VANET的網絡基礎設施設計、功能、優(yōu)勢和未來網絡的挑戰(zhàn)進行了闡述。

第8章介紹通過車輛傳感器網絡對車輛進行監(jiān)控和監(jiān)測的應用。車載網絡具有廣泛的發(fā)展前景，包括將人工神經網絡與無線傳感器網絡相結合。它排在移動通信網絡和互聯網之后，具有更強的測量和感知能力，操作更加便捷和智能。無線傳感器網絡由一系列無線設備組成，通過傳感器監(jiān)測和記錄環(huán)境的物理條件，并將采集的數據集中存儲在一個中央服務器。無線傳感器網絡可以測量溫度、聲音、污染水平、濕度、風速、風向、壓力等環(huán)境參數。因此，無線傳感器網絡廣泛應用于滿足環(huán)境感知應用的基本需求，如精準農業(yè)、車輛監(jiān)測和視頻監(jiān)控等領域。

第9章比較了車載延遲容忍網絡中不同路由算法。隨著道路上車輛交通活動的不斷增加，交通管理和駕乘安全成為至關重要的問題。
VANET應運而生，使車輛能夠感知周圍環(huán)境并向駕駛員提供必要的信息，以應對各種問題。然而，由于VANET的特殊性，如高度移動的拓撲結構、城市基礎設施的依賴以及車輛的高速行駛，產生了網絡連接頻繁中斷和消息傳遞延遲等挑戰(zhàn)。為了應對這些挑戰(zhàn)，車載延遲容忍網絡（VDTN）的路由協議被提出，旨在不確定的網絡環(huán)境下實現有效通信。本章通過評估節(jié)點密度和消息大小對各種VDTN路由協議的性能影響，對不同路由算法加以比較。

第10章探討了利用整流天線進行無線傳感器網絡（WSN）能量收集的技術。傳統無線傳感器節(jié)點依靠電池提供能量，需要定期更換或充電。然而，將電磁能量轉化為直流能量（即無線電頻率能量收集）成為一種理想的能量來源。環(huán)境中存在著豐富的無線電頻率能量，相比其他能量收集技術更具可預測性。通過利用環(huán)境中的無線電頻率能量，可以消除傳感器節(jié)點定期更換電池的需要。盡管環(huán)境中的無線電頻率能量較為充足，但單位面積的功率密度相對較低。因此，關鍵問題在于如何提高整流電路的輸出能力，以有效利用這種低功率密度的能源來源。

第11章探討了云計算技術的各種應用。當前云計算和電子商務在提高效益方面相輔相成。電子商務使企業(yè)能夠脫離實體，在互聯網上進行業(yè)務擴展和增長。通過IT基礎設施，云計算得以支持電子商務發(fā)展。很多企業(yè)和組織通過云計算技術獲得了更多益處。然而，在云轉型之前，必須權