Gestion des communications dans les systèmes de transport intelligents et coopératifs

Communications Management in Cooperative Intelligent Transportation Systems

• Auteur / Autrice : Manabu Tsukada
• Direction : Arnaud de La Fortelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique, temps réel, robotique et automatique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Centre de robotique (Paris)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de transport intelligent

Résumé

Les systèmes de transport intelligents (STI) coopératifs sont des systèmes ou les véhicules, l'infrastructure routière, les centres de contrôle de trafic et d'autres entités échangent des informations afin d'assurer une meilleure sécurité routière, l'efficacité du trafic et le confort des usagers de la route. C'est dans ce but que l'architecture de station STI a été spécifié par l'ISO et l'ETSI. Le concept de cette architecture de référence permet aux stations STI-véhicules et stations STI-infrastructures de s'organiser dans un réseau véhiculaire adhoc (VANET), tout en utilisant des protocoles de communication tels qu'GeoNetworking IP v6 et IEEE802. 11p ainsi que toute autre technologie d'accès afin de se connecter de manière transparente à internet. Plusieurs chemins peuvent donc être accessibles à une station STI véhicule pour communiquer avec d'autres stations STI. Les chemins sont de trois types: le chemin direct, le chemin optimisé, et le chemin d'ancré. L'objectif de cette étude est d'optimiser la communication entre stations STI en sélectionnant le meilleur chemin de communication disponible. . Cela exige d'abord de recueillir les informations disponibles localement dans la station STI (la position, la vitesse, les exigences des applications, les caractéristiques des supports de communication, les capacités , l'état du chemin), ainsi que les informations des stations STI voisines (position, vitesse, services, etc. . ). Ces informations sont ensuite traitées par le biais d'un algorithme de prise de décision. Premièrement, nous définissons un module réseau qui permet la combinaison d'IPv6 avec le Geo Networking. Deuxièmement, nous proposons un module de gestion inter-couche pour la sélection du meilleur chemin. Nos contributions s'intègrent dans l'architecture de station STI par la définition de la relation entre la couche réseau et transport (qui héberge la contribution Geonetworking IPv6) et l'entité verticale de gestion inter-couche (qui accueille l'algorythme de décision pour la sélection de chemin). Nous avons spécifié les fonctions permettant l'échange de paramétres par l'intermédiaire de la SAP (Service Acess Point) entre la couche réseau et l'entité de gestion (MN-SAP). Les paramètres utilisés dans l'entité de gestion inter-couche sont extraits d'une manière agnostique par rapport aux protocoles de la couche réseau et transport, ce qui permet de remplacer facilement les éléments d'une couche sans affecter les autres (par exemple, remplacer NEMO par une autre protocole de mobilité) et de permuter plusieurs piles réseau (on peut choisir d'utiliser la pile par une autre protocole de mobilité) et de permuter plusieurs piles réseau (on peut choisir d'utiliser la pile IPv6 ou bien la pile GeoNetworking, ou encore une combinaison des deux à la fois ou même une autre pile.

Cooperative Intelligent transportation Systems (Cooperative ITS) are the systems where multiple entities share information and tasks to achieve the ITS objectives (i. E. Road safety, traffic efficiency and comfort). Today, ITS Station architecture is being specified in ISO and ETSI as a result of discussion and consensus of the researchers and developers in ITS domain. In the architecture, ITS Stations are essential entities, that are distributed in vehicles, roadside infrastructure, centers and mobiles, to achieve the ITS objectives. The vehicle and roadside ITS Stations organize Vehicular Ad-hoc Network (VANET) to adapt multi-hop and highly dynamic network topology. GeoNetworking is a great candidate for VANET because the geographic routing shows strength in dynamic topology. In addition to VANET, the ITS Station equips multiple wireless network interfaces and connects to networks with multiple paths, which is called multihoming. The objective of the study is to optimize the communication between ITS Stations by improved decision-making algorithm using inter-component information exchange in IP-based cooperative ITS. First, we develop IPv6 GeoNetworking to take the advantages of both IP and GeoNetworking. Seconds, we propose a cross-layer based path selection management by extending a Service Access Point (SAP) between the network layer and the management entity specified in the ITS Station Architecture. The extended SAP is designed as most abstracted as possible to adapt to the future development of the ITS Station architecture. The proposed system is designed and implemented as a prototype. The prototype implementation is evaluated in both ideal and realistic scenarios using up to four vehicles. The network performance measurement is processed, visualized and analyzed with web-based tools.