PROTOCOLO DE SINALIZAÇÃO DE CONGESTIONAMENTO PARA REDES VEICULARES

Abstract

RESUMO: Os aumentos dos congestionamentos de trânsito em grandes cidades causam impactos negativos em diversas áreas, como na saúde e economia. Os Sistemas Inteligentes de Transporte, que utilizam tecnologias como laços indutivos, Sistema de Posicionamento Global (Global Positioning System - GPS), câmeras de vídeos, sensores e comunicação sem fio, são vistos como uma das principais alternativas para diminuir estes congestionamentos (ajuste dinâmico nos temporizadores de semáforos, monitoramento de tráfego, etc.). Com isso, diversas soluções para o controle de congestionamentos baseadas na comunicação entre veículos vêm sendo propostas. Uma das tecnologias utilizadas para a comunicação no ambiente veicular são as redes veiculares. A comunicação nas redes veiculares pode ocorrer de Veículo para Veículo (V2V) ou de Veículo para Infraestrutura (V2I). A instalação e manutenção de infraestruturas necessárias para cobrir completamente as áreas urbanas podem apresentar altos custos. Com isso, este trabalho apresenta um novo protocolo de sinalização de congestionamento para redes veiculares com baixo overhead de comunicação. O protocolo utiliza apenas a comunicação V2V, em outras palavras, é independente de infraestruturas externas. O objetivo do protocolo é reduzir o tempo médio de viagem dos veículos garantindo um baixo overhead de comunicação na rede veicular. Foi realizado um estudo de avaliação de desempenho com o objetivo de comparar a solução proposta com os trabalhos relacionados. O protocolo proposto apresentou o melhor desempenho em termos de overhead de sinalização. Nos cenários com maior demanda de tráfego, a quantidade de mensagens geradas pelo protocolo proposto foi aproximadamente 43% menor que o segundo melhor resultado e 80% menor que o protocolo que apresentou o pior desempenho. Por meio do mesmo estudo verificou-se a eficiência do protocolo em reduzir os congestionamentos nos cenários avaliados. Foi obtida uma redução de até 22% no tempo médio de viagem dos veículos.________ABSTRACT: The increase in traffic congestion in big cities causes negative impacts on several areas, such as health and economy. The Intelligent Transportation Systems that use technologies such as inductive loops, Global Positioning System (GPS), cameras, videos, sensors and wireless communication are seen as one of the main alternatives to reduce these traffic jams (dynamic adjustment of traffic light timers, traffic monitoring, etc). Thus, several solutions for traffic monitoring based on vehicular communications have been proposed. One of the technologies used for communication in the vehicular environment are the vehicular networks. The communication on vehicular networks may occur from Vehicle to Vehicle (V2V) or from Vehicle to Infrastructure (V2I). The installation and maintenance of the infrastructures necessary to completely cover the urban areas may have high costs. Therefore, this work presents a new congestion signaling protocol for vehicular networks with low communication overhead. The protocol uses only V2V communications, in other words, is independent of external infraestructures. The aim of the protocol is to reduce the average travel time of vehicles ensuring low overhead communication in a vehicular network. A performance evaluation study was conducted in order to compare the new solution with the related work. The proposed solution was the most efficient in terms of signaling overhead. In the scenarios with higher traffic demand, the amount of messages generated by the proposed protocol was about 43% less than the second best result and 80% less than the protocol that presented the worst performance. At the same study, it was found the protocol efficiency in reducing congestion in the evaluation scenarios. A reduction of up to 22% in average travel time of the vehicles was obtained.