Abstract

Orientadores: Leandro Aparecido Villas, Edmundo Roberto Mauro Madeira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação Made available in DSpace on 2020-02-07T18:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Akabane_AdemarTakeo_D.pdf: 8120275 bytes, checksum: cd6482ee4f51bb13e31c71d5350d9fc7 (MD5) Previous issue date: 2019 Resumo: Devido à atual tendência mundial de urbanização, a sociedade moderna enfrenta, cada vez mais, sérios problemas de mobilidade urbana. Além disso, com o aumento constante do fluxo de tráfego veicular, as atuais soluções existentes para gerenciamento de tráfego se tornaram ineficientes. Com isso, para atender às crescentes necessidades dos sistemas de transporte, é necessário sistemas de transporte inteligentes (ITS). O desenvolvimento de ITS sustentável requer integração e interoperabilidade contínuas com tecnologias emergentes, tais como as redes veiculares (VANETs). As VANETs são consideradas uma tecnologia promissora que provê aplicações críticas de segurança e serviços de entretenimento, consequentemente melhorando a experiência de viagem do motorista e dos passageiros. Esta tese propõe um sistema de gerenciamento de tráfego de veículos sem a necessidade de uma infraestrutura de apoio. Para alcançar o sistema desejado foram necessários propor soluções intermediárias que contribuíram nesta tese. A primeira contribuição reside em uma solução que emprega conhecimento histórico dos padrões de mobilidade dos motoristas para obter uma visão global da situação da rede viária. Diferentemente de outras abordagens que precisam de troca constante de informações entre os veículos e o servidor central, nossa solução utiliza informações espaciais e temporais sobre padrões de mobilidade, além das informações específicas da infraestrutura viária, a fim de identificar congestionamentos no tráfego, permitindo, assim, o planejamento de roteamento de veículos. Como segunda contribuição, foi proposta uma solução distribuída para calcular a intermediação egocêntrica nas VANETs. Por meio da métrica egocêntrica foi proposto um mecanismo inovador de ranqueamento de veículos em redes altamente dinâmicas. As principais vantagens desse mecanismo para aplicações de VANETs são: (i) a redução do consumo de largura de banda e (ii) a superação do problema de topologias altamente dinâmicas. A terceira contribuição é uma solução de planejamento de rotas colaborativo com intuito de melhorar o gerenciamento do tráfego de veículos em cenários urbanos. Como última contribuição, esta tese integra as soluções descritas acima, propondo um sistema eficiente de gerenciamento de tráfego de veículos. As soluções propostas foram amplamente comparadas com outras soluções da literatura em diferentes métricas de avaliação de desempenho. Os resultados mostram que o sistema de gerenciamento de tráfego de veículos proposto é eficiente e escalável, qual pode ser uma boa alternativa para mitigar os problemas de mobilidade urbana Abstract: Due to the current global trend of urbanization, modern society is facing severe urban mobility problems. In addition, considering the constant increase in vehicular traffic on roads, existing traffic management solutions have become inefficient. In order to assist the increasing needs of transport systems today, there is a need for intelligent transportation systems (ITS). Developing a sustainable ITS requires seamless integration and interoperability with emerging technologies such as vehicular ad-hoc networks (VANETs). VANETs are considered to be a promising technology providing access to critical life-safety applications and infotainment services, consequently improving drivers¿ and passengers¿ on-road experiences. This thesis proposes an infrastructure-less vehicular traffic management system. To achieve such a system, intermediate solutions that contributed to this thesis were proposed. The first contribution lies in a solution that employs historical knowledge of driver mobility patterns to gain an overall view of the road network situation. Unlike other approaches that need constant information exchange between vehicles and the central server, our solution uses space and temporal information about mobility patterns, as well as road infrastructure information, in order to identify traffic congestion, thus allowing for vehicle routing planning. Secondly, a distributed solution to calculate egocentric betweenness in VANETs was proposed. Through the egocentric metric, an innovative vehicle ranking mechanism in highly dynamic networks was proposed. The main advantages of this mechanism for VANETs applications are (i) reduced bandwidth consumption and (ii) overcoming the problem of highly dynamic topologies. The third contribution is a collaborative route planning solution designed to improve vehicle traffic management in urban settings. As the last contribution, this thesis integrates the solutions described above, proposing an efficient vehicle traffic management system. The proposed solutions were widely compared with other literature solutions on different performance evaluation metrics. The evaluation results show that the proposed vehicle traffic management system is efficient, scalable, and cost-effective, which may be a good alternative to mitigate urban mobility problems Doutorado Ciência da Computação Doutor em Ciência da Computação 2015/25588-6 FAPESP


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Published on 01/01/2019

Volume 2019, 2019
DOI: 10.47749/t/unicamp.2019.1091371
Licence: CC BY-NC-SA license

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