پایان نامه گذری بر شبکههایVANET

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه گذری بر شبکههایVANET دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:93

پایان‌نامه کارشناسی
مهندسی فناوری اطلاعات و ارتباطات – سیستم‌های تحت شبکه

فهرست مطالب:
فصل 1 - مقدمه    5
1-1- مقدمه    5
فصل2- شبکههای اقتضایی خودرویی    11
2-1- شبکههای اقتضایی خودرویی    11
2-1-1- کاربردها    12
2-1-2- فناوری ها    14
2-2- شبکههای اقتضایی خودرویی هوشمند    16
فصل3- مشخصات ارتباط خودرویی    19
3-1- کلیات شبکه‌سازی و ارتباط    19
3-2- عملیات پروتکل    27
3-3- سازماندهی و عملیات شبکه    32
3-3-1- کلیات عملیات شبکه    32
3-3-2- سازمان‌دهی شبکه‌ی خودرویی    33
3-4- ساختار پیامهای ایمنی    38
3-4-1- پیامهای ایمنی پایه    40
3-4-2- پیامهای هشداری    45
3-4-3- پیامهای دیگر    49
فصل4 - انتقال اطلاعات    51
4-1- مقدمه    51
4-2- انتقال پیامهای ایمنی پایه    51
4-3- مسیریابی Intra-Network    53
4-4- انتقال پیامهای هشداری    58
فصل5 - شبیهسازی    60
5-1- مقدمه    60
5-2- معرفی    61
5-3- نمایی کلی از شبیهسازهایVANET    62
5-4- ایجاد کنندههای جابجاییVANET    64
5-4-1- مدلهای ترافیک خودرویی    64
5-4-2- ایجادکنندههای جابجایی موجود    66
5-4-3- مقایسه و نتیجه گیری    71
5-5- شبیهسازهای شبکه    71
5-5-1- شبیهسازهای شبکه موجود    72
5-5-2- مقایسه و نتیجه    73
5-6- شبیهسازهایVANET    74
5-6-1- شبیهسازهای VANET موجود    74
5-7- نتیجه گیری    80
مراجع    82

 
فهرست اشکال
شکل (1-1) آمار تلفات جانی در اروپا[4]    6
شکل (2-1) انواع ارتباط درون شبکهVANET    15
شکل (3-1) مثال شبکه محلی    22
شکل (3-2) نمونه ارتباط    27
شکل (3-3) عملکرد پروتکل ارتباطی- دریافت پیام    30
شکل (3-4) عملکرد پروتکل ارتباطی- ارسال پیام    30
شکل (3-5) دید کلی مدیریت شبکه    33
شکل (3-6) نمونه سازمان‌دهی میزبان گرا    34
شکل (3-7) نمونه سازمان‌دهی مبتنی بر گروه    35
شکل (3-8) پیام ایمنی پایه - خودرو میزبان    41
شکل (3-9) پیام ایمنی پایه- میزبان ثابت    43
شکل (3-10) پیام هشدار    48
شکل (4-1) مثالی از وضعیتی که مسیریابی در آن نیاز است.    52
شکل (4-2) مسیریابیInter-Network - مثالی برای سازماندهی مبتنی بر میزبان    55
شکل (5-1) دسته بندی شبیهسازهایVANET    63
شکل (5-2) رابط گرافیکی کاربر a) SUMO   b) MOVE   c) CityMobv. 2    70
شکل (5-3) برنامه TraNS    77
شکل (5-4) محیط گرافیکی برنامه a) GrooveNet  b) NCTUns  c) MobiREAL    78

فهرست جداول
جدول (3-1)تشریح فیلدهادرBSM    42
جدول (3-2)تشریح فیلدهای پیامهای ارسالی توسط میزبان ثابت    43
جدول (3-3)تشریح فیلدهای پیام هشدار    49

فصل 1: فصل 1 - مقدمه
1-1- مقدمه
بدون شک اختراع اتومبیل یکی از جنجالی ترین اختراعات بشر در قرن بیستم است. گسترش جوامع بشری به طور عمیقی تحت تاثیر گسترش جاده‌ها و آزادی در جابجایی بوده است. با این‌حال این مورد همیشه وجود داشته است که هرجا خودروها هستند، تصادفات نیز وجود دارند. تصادف مساله کوچکی نیست چرا که امروزه سالانه بیش از یک میلیون نفر در دنیا جان خود را بر اثر تصادفات رانندگی از دست می‌دهند و میلیاردها دلار در اثر خسارات وارده ناشی از تصادفات از بین می‌رود، با این اوصاف ایمنی ترافیک هنوز مشکلی جدی و مهم تلقی می‌گردد[1،5،2].
آمارها بر جدیت این مساله تاکید دارد. برای مثال، با اینکه تلفات جانی ناشی از تصادفات رانندگی در اروپا در ده سال گذشته روند رو به کاهشی داشته است اما با این حال بیش از 42000 نفر در سال 2004 میلادی تنها در اتحادیه اروپا جان خود را از دست داده‌اند. علاوه بر مرگ و میر و معلولیت‌های ناشی از تصادفات، تاثیرات اقتصادی آن نیز بسیار عظیم و گسترده است. برای مثال، در سال 2003 میلادی خسارات گزارش شده ناشی از تصادفات در آمریکا بیش از 230 میلیارد دلار بوده است[3].
 
شکل (1-1)  آمار تلفات جانی در اروپا[4]
در راستای ارتقای ایمنی ترافیکی ، در ده سال اخیر تحقیقات و مطالعات وسیعی درباره دلایل تصادف و روش‌های مقابله با آن انجام پذیرفته است[8]. بسیاری از این مطالعات و تحقیقات علت بروز عمده‌ی تصادفات را اشتباهات فردی راننده معرفی کرده‌اند(چیزی نزدیک به 90 درصد). به دنبال این یافته‌ها، تلاشهای بسیاری جهت کمک به رانندگان به منظور کاهش اشتباهات انسانی انجام پذیرفته است که این تلاش‌ها هم در حوزه‌ی ارتقای کیفی زیرساخت‌های جاده‌ای و هم در راستای پیادهسازی و نصب سامانههای پشتیبان در داخل خودرو‌ها، انجام پذیرفته است. این قبیل سامانههای داخل خودرویی توان بالقوه‌ای در جهت کاهش تعداد تصادفات جاده‌ای دارند. در نتیجه، تحقیقات در حوزهی ایمنی ترافیکی نشان داده است که کاهش 70 درصدی در انواع خاصی از تصادفات قابل دستیابی است[6،9،10]. با این حال تصادفات به طور شگفت انگیزی در نحوه رخ دادن متفاوت هستند و بوجود آوردن و گسترش یک سامانه که در تمام موقعیت‌های ترافیکی بتواند به طور بهینه عمل کند بسیار چالش برانگیز است. برای مثال نوعی از تصادف را در نظر بگیرید که در آن خودرو پشتی به دلیل عدم رعایت فاصله قانونی، با خودروجلویی خود تصادف میکند. تصادفاتی که از کنار رخ می‌دهند نیز به عنوان برخورد‌های زاویه‌دار شناخته می‌شوند که بیشتر در تقاطع‌ها اتفاق می‌افتد. تصادفات تغییر خط  که به عنوان تصادفات جانبی  شناخته می‌شود، به علت تغییر خط ناگهانی و نا امن یک خودرو از خط خود به خط مجاور اتفاق می‌افتد. الگوریتم‌هایی که برای شناسایی احتمال تصادف استفاده می‌شوند معمولاً به نوع آن تصادف بستگی دارند و بنابر‌این پس از شناسایی خطر تصادف، تصمیم مناسب نیز گرفته می‌شود.
    دو خط مشی اصلی در گسترش سامانههای ایمنی که می‌تواند در خودرو‌ها نصب شود، دنبال شده است.
 اولین روش به گسترش سامانههای ایمنی غیرفعال  که فقط در زمان پدید آمدن خطر از خود عکس‌العمل نشان می‌دهند، اشاره دارد، که این سامانه‌ها تلاش دارند تا عواقب اجتناب ناپذیر تصادفات را کاهش دهند. چند مثال‌ از سامانههایی که هم اکنون بهره‌وری خود را ثابت کرده‌اند عبارت‌اند از: ترمز‌های ضد قفل، کمربند‌های ایمنی پیش کُنِشی  و کیسههای هوای هوشمند[1،8].
دومین روش به گسترش سامانه‌های ایمنی فعال  که برای جلوگیری از تصادف خودرو‌ها با یکدیگر در نظر گرفته شده‌اند، اشاره دارد. اگر جلوگیری کامل از تصادف به دلیل شرایط خاص ترافیکی قابل اجرا نبود، این سامانه‌ها حداقل می‌توانند پیامدهای ناشی از تصادفات را کاهش دهند[1]. برای مثال، در تصادفاتی که خودرویی به پشت خودرو جلویی خود می‌کوبد، این سامانه می‌تواند اطمینان دهد که حداقل قبل از برخورد کمی از میزان سرعت خودرو را بکاهد تا شدت تصادف و خسارات کاهش یابد. دو مثال قابل توجه از سامانه‌های ایمنی فعال، سامانه اخطار برخورد  و جلوگیری از برخورد  می‌باشند[11]. این سامانه‌ها خطرات بالقوه ترافیک را به راننده گوشزد میکنند و ممکن است یک عکس‌العمل را به طور اتوماتیک از خود بروز دهند مانند ترمز اضطراری و یا بدست گرفتن فرمان خودرو به جای راننده، تا زمانیکه خطر رفع شود[12]. فرق اصلی سامانههای فعال و غیر فعال در سطح پشتیبانی آنها از راننده است. در نتیجه، سامانه‌های ایمنی غیر‌فعال گرایش به حفاظت از راننده در زمان بروز تصادف را دارند. این سامانه‌ها به وضوح برای امن کردن ترافیک جاده‌ای مورد نیاز هستند، اما به دلیل عملکرد واکنشی نمیتوانند به خودی خود سطح بالایی از پیشرفت را در زمینه ایمنی ترافیک فراهم آورند. سامانه‌های ایمنی فعال از به‌وجود آمدن موقعیت‌های ترافیکی که منجر به تصادف می‌شوند، جلوگیری میکنند. این سامانه‌ها این قابلیت را دارند تا احتمال وقوع خطر را پیش‌بینی نمایند و از این‌رو می‌توانند به صورتی پیشرفته عمل کرده و از اتفاق افتادن آن جلوگیری نمایند[1].
    دو رویکرد در گسترش سامانه‌های ایمنی فعال در نظر گرفته شده است. اولین رویکرد به گسترش سامانههای خودمختار اشاره دارد که این سامانه‌ها اطلاعات کنونی محیط که خودرو در آن قرار دارد را، جمع آوری و آنالیز میکنند[13]. این‌گونه سامانه‌ها به طور معمول فناوری‌هایی نظیر رادار(موج‌های میلی‌متری یا مبتنی ‌بر ‌نور) و دید ماشینی  (دوربین‌های ویدیویی و پردازش‌تصویر) را برای بدست آوردن اطلاعات جلو، عقب و اطراف خودرو، به کار می‌گیرند[7،14].
    یکی از محدودیت‌های اینگونه سامانه‌ها این است که این اطلاعات جمع آوری شده ممکن است به اندازه کافی دقیق نباشند[15]. همچنین، شرایط پیچیده‌ی ترافیکی می‌تواند نیازمند اطلاعاتی درباره‌ی خودرو‌ها و موانع باشد که این اطلاعات را نتوان توسط حسگر‌های تعبیه شده در خودرو‌های خودمختار فراهم نمود[13]. دومین رویکرد، گسترش سامانههای دارای همکاری  است که از تبادل اطلاعات بی‌سیم میان خودرو‌ها و سرور‌های قرار گرفته در کنار جاده استفاده‌ میکند. این گونه سامانه‌ها نیازمند گسترش شبکههای ارتباطی خودرویی  می‌باشد.
سامانههای دارای همکاری همانند سامانههای سرخود عمل میکنند، اما این سامانه‌ها نه تنها از اطلاعات جمع آوری شده توسط حسگر‌های خود استفاده میکنند بلکه از اطلاعاتی که توسط ارتباط با سایر خودرو‌ها دریافت گردیده نیز بهره می‌برند تا خطرات ترافیکی را ارزیابی نمایند. این تلفیق اطلاعات می‌تواند دید دقیقی از موقعیت کنونی خودرو در ترافیک را فراهم آورد[16]. سامانههای دارای همکاری با استفاده از ارتباطات به خودرو‌ها این اجازه را می‌دهند تا اطلاعات دقیقی را بدست آورند که به تنهایی توسط حسگر‌ها قابل دستیابی نیست.
بنابراین، این سامانه‌ها قادر‌اند تا به محدودیت‌هایی که در رابطه با سامانههای خودمختار وجود‌ دارد(مانند ادراک یکطرفه از محیط اطراف خودرو ) فایق آیند[17]. بنابر‌این، ارتباط خودرویی به عنوان یکی از فناوری‌های کلیدی در گسترش سامانه‌های ایمنی موثر، قلمداد می‌گردد.
    سامانههایی که تبادل اطلاعات ایمنی را میان خودرو‌ها فراهم‌ می‌آورند نیازمند داشتن عملکردی خاص و مشخصاتی هستند که توسط سامانههای ارتباطی معمولی قابل ارایه شدن نیست. همچنین، انطباق تکنیک‌های ارتباطی جاری برای پشتیبانی از سامانه‌های ایمنی ترافیک تقریباً نشدنی است[18،19،20].
سامانههای همکاری یکی از راه حل‌های امیدبخش برای افزایش ایمنی ترافیکی می‌باشند. برای اینکه اینگونه سامانه‌ها به حقیقت بپیوندند، باید سامانههای ارتباطی که تبادل موثر اطلاعات ایمنی را ممکن می‌سازند، گسترش یابند.