Proposta de benchmark para simulações de roteamento de dados em redes veiculares ad hoc

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Silva, Rodrigo
• Orientador(a): Lopes, Heitor Silvério
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Sistemas inteligentes de veículos rodoviários; Trânsito - Fluxo - Simulação por computador; Trânsito - Fluxo - Curitiba (Paraná); Algorítmos; Intelligent transportation systems; Traffic flow - Computer simulation; Traffic flow - Curitiba (Paraná); Algorithms
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1404

Nas últimas décadas, fatores como maior facilidade de crédito e aumento da renda média dos brasileiros motivaram o crescimento das vendas de veículos novos. Com isso, a quantidade de veículos em circulação também aumentou significativamente. Como consequência desse crescimento observa-se o aumento de congestionamento nas grandes cidades, maior número de acidentes de trânsito com vítimas fatais, dentre outros problemas. Neste contexto surge o Sistema de Transporte Inteligente (ITS), que oferece serviços e produtos que utilizam a comunicação de dados no intuito de melhorar o sistema de transporte. Neste sistema, os veículos, os equipamentos móveis e a infraestrutura nas proximidades das vias de tráfego podem transferir dados entre si, formando assim uma rede de comunicação de dados denominada VANET. Esta comunicação permite a implantação de uma série de serviços e soluções de segurança, informação e entretenimento no trânsito. Para gerenciar o roteamento de dados nestas redes de topologia altamente dinâmica, uma série de algoritmos baseados em ACO (Ant Colony Optmization) vem sendo criados. Estes algoritmos são baseados no comportamento das formigas ao saírem de seus ninhos em busca de alimento, as quais tendem a escolher o caminho mais curto entre ninho e alimento. No entanto, observa-se que na literatura não há um padrão para comparação de desempenho destes algoritmos heurísticos, sendo comumente comparados entre si ou com algoritmos de redes MANETs. Neste trabalho foi criado um benchmark com várias instâncias de roteamento multiobjetivo em redes VANETs que podem ser utilizadas para teste de outros algoritmos. Os simuladores de mobilidade e de rede foram configurados para que os cenários de simulação se aproximassem de redes VANETs reais. A área de simulação escolhida para cada cenário foi uma região localizada próxima ao centro da cidade de Curitiba/PR, na qual várias densidades de veículos foram distribuídas de duas formas distintas, uma aleatória e outra tendenciosa a obter maior fluxo nas grandes avenidas. Foram também aplicados o modelo de propagação three log distance sozinho e combinado com o modelo de desvanecimento de Nakagami. Em cada cenário, os veículos origem e destino foram mantidos fixos em lados opostos da área de simulação. Para cada instante da simulação foi aplicado o algoritmo Dijkstra para obter o menor caminho entre origem e destino para a transmissão de pacotes de dados. Um algoritmo de roteamento multiobjetivo baseado em ACO foi proposto e seus resultados foram comparados com o benchmark. Os caminhos encontrados pelo ACO apresentaram maiores números de saltos e, consequentemente, custos superiores aos encontrados pelo algoritmo de Dijkstra. Um benchmark com vários cenários foi criado. As simulações destes cenários mostraram a influência de diversos fatores na conectividade de uma rede VANET, como a densidade de veículos, suas localizações geográficas e modelo de propagação usado. Os resultados obtidos são promissores e apontam a importância na escolha dos modelos de simulação. Tais resultados incentivam o uso de algoritmos heurísticos para roteamento de dados em redes VANET.