据我国公安部交管局统计,截至2016年底全国机动车保有量达2.9亿辆。机动车数量的迅速增长给人们生产生活带来便捷的同时也给交通系统带来了巨大的压力和严重的安全问题。随着近年来智能车载设备的发展,各国政府、企业和研究机构都开始利用车辆自组织网络技术来预防交通安全问题和改善交通环境,例如美国的IntelliDrive（sm）、VSC,日本的Smartway,ASV,ITS-Safety 2010,欧盟的SAFESPOT等智能交通项目。不仅如此,车辆自组织网络所支持的应用正在向交通管理、驾乘服务、城市感知监测等多方面拓展。在车辆自组织网络广阔的应用前景下,对车辆自组织网络各项技术的研究也在如火如荼地开展着。其中至关重要的一项研究内容即为路由方法的研究,因为路由所支持的高效信息传输是应用层各项功能实现的重要支撑。车辆自组织网络路由方法的设计需要解决网络规模大、网络拓扑动态变化、车间无线通信随机且不可靠等挑战性问题。本文从应用需求的角度出发,对现有车辆自组织网络的路由方法进行分类和讨论。首先,支持交通安全维护及事故预警类应用的广播路由,由于涉及重要的安全类信息的传输,相关研究工作比较全面和深入。其次,针对交通管理和驾乘服务类应用的路由包括单播路由和多播路由。现有单播路由方法能利用道路网络、车流密度、固定设施、地理位置、车辆轨迹等各类丰富的信息为一对一的多跳数据传输提供高效可靠的性能保障。但是现有单播路由方法都缺乏对多数据源之间路由性能差异的研究和公平性资源分配的研究。多播路由与广播和单播相比,具有更加灵活的路由形式和更加高效的路由性能,但设计复杂度高、性能提升难度大。现有相关研究工作往往借鉴传统自组织网络的基于固定数据传输拓扑的路由方法,在高速动态变化的车辆自组织网络环境下的路由性能很差。最后,面向感知监测数据收集的路由利用固定设施、层级结构、网络编码、数据优先级、数据融合、蜂窝网络等技术收集全网数据。相关工作缺乏对数据质量和收集代价之间的权衡。总结来看,现有路由方法的不足之处包括,基于固定传输拓扑的传统多播路由方法性能差;多源之间路由性能差异大;数据质量和收集代价缺少权衡等。据此,本文针对性地开展了以下研究工作。（1）基于车辆行驶轨迹的多播路由方法,提出“多播指标”来衡量车辆对多个接收节点的多播传输能力。多播指标计算的挑战性在于仅通过车辆未来行驶轨迹分布式地估计数据的多跳转发概率。该方法通过对车辆行驶时间的建模和车辆相遇模型的分析来估计车辆间相遇概率并计算多播指标。基于真实车辆GPS轨迹的仿真实验表明,根据多播指标选择具有更高多播能力的数据转发节点能大大提高多播路由的路由性能。（2）基于网络编码的多源汇聚路由方法,揭示了多数据源之间路由性能存在巨大差异的现象和网络资源在多源间不公平分配的问题。解决该问题的挑战性在于统计和估计网络节点之间的通信带宽,并求得最优的带宽分配,实现所有数据源总吞吐率的最大化和多源吞吐率差异的最小化。本方法创新地提出了基于二分法的字典序最优多源带宽分配的高效计算方法,并证明了该算法与计算复杂度较高的最优算法计算结果的近似比。通过最优带宽分配的计算,网络总吞吐率得到优化的同时,多数据源之间的吞吐率差异也降低了。（3）基于压缩感知的路由和数据获取方法,揭示了真实车辆感知数据在哈尔小波变换域的稀疏特性,利用压缩感知理论在少量数据采样的基础上恢复全部感知数据。实现该方法的挑战性在于要达到指定数据恢复准确度所需要的采样数量是由数据稀疏度决定的,而真实车辆感知数据的稀疏度无法提前获知且会随时间动态变化。本研究工作证明了数据恢复误差上界与渐进式数据采样带来的数据准确度增益的关系,并由此设计了提供数据恢复准确度保证的采样过程终止条件。基于对采样过程终止条件的简单测定,数据采集节点可以最少的数据采样数量获得指定的数据恢复准确度。定制可调节的数据恢复准确度的设计实现了数据质量和收集代价之间的权衡。本文通过对以上路由问题的形式化建模,对所提出的路由方法性能的理论分析,和基于真实车辆轨迹的仿真实验,对所提出的各项路由方法进行了全面的性能评估。实验结果表明,与现有路由方法相比,本文所提出的方法在实际应用要求的各项指标上具有优越的性能。