Mecanismos de disseminação de mensagens de emergência numa rede de veículos

Abstract

Nas últimas décadas, a tecnologia e as telecomunicações têm sofrido uma evolução exponencial. Atualmente, cada vez mais as comunicações entre todo o tipo de veículos assumem um papel importante no quotidiano de cada um de nós, quer seja pela necessidade de obter informações antecipadas acerca do percurso rodoviário que fazemos diariamente, ou até mesmo a distribuição de conteúdos urgentes e não urgentes. Deste modo, as redes veiculares surgem com algumas particularidades que as distinguem de outro tipo de redes, tais como o tempo reduzido de contacto que leva a perda de ligações e conectividade, devido á mobilidade constante dos nós na rede, a sua dispersão geográfica e a densidade variável. Estas singularidades criam algumas fragilidades na rede e proporcionaram o aparecimento de um novo conceito denominado Redes Tolerantes a Atrasos (Delay Tolerant Network (DTN)). Desta forma, o encaminhamento da informação é feito através de um mecanismo de Store-Carry-and-Forward (SCF), que resolve os desafios descritos anteriormente, permitindo que a informação chegue a todos os nós em situações onde não existe um caminho estabelecido end- to-end. Uma vez que o trabalho desenvolvido tem por base uma rede veicular ad- hoc e o objetivo principal é a disseminação de conteúdo urgente nessa rede veicular, foi necessário tirar partido dos mecanismos da plataforma DTN. Desta forma, foi possível garantir que os conteúdos chegassem a todos os veículos que se encontravam numa área delimitada pelas coordenadas Global Position System (GPS) do acidente, em particular, atrás do mesmo e na mesma direcção do movimento, recorrendo ao número mínimo de saltos possíveis. Outro objetivo foi minimizar o número de mensagens repetidas na área de interesse. A mensagem encaminhada foi gerada pelo veículo que teve o acidente ou pelo veículo que deteta o acidente (através de uma travagem brusca, por exemplo). De forma a tirar partido da localização ou do número de vizinhos que cada veículo tem num dado instante temporal, foram testados e implementados três algoritmos: um para alta densidade, outro para baixa e outro que serve de comparação com os dois anteriores. Estas estratégias foram ser implementadas na plataforma mobile Opportunistic VEhicular Emulator for Real Scenarios (mOVERS), onde também foi avaliado o desempenho das mesmas, por forma a ser escolhida a que apresenta melhor desempenho, tendo em conta, a entrega de pacotes uteis e a quantidade de pacotes redundantes na rede. Concluiu-se que a melhor estratégia foi a de Alta Densidade para os cenários estudados, uma vez que a taxa de pacotes uteis entregues era muito elevada e a taxa de pacotes repetidos, apesar de não ser tão baixa quanto o desejável, era bastante inferior á da estratégia de Broadcast.

In last decades, the technology and telecommunications have su ered an exponential evolution. Nowadays, the communications between all types of vehicles have an important role in daily life of each of us, whether it is the need to know information in advance about the vehicles route, or even the distribution of urgent or non-urgent content. In this way, the vehicular networks have special characteristics that distinguish them from other types of networks, such as the reduced contact time that leads to loss of connections and connectivity, due to node mobility in the network, geographic dispersion and variable density. Those singularities create a fragility in the network and have led to the emergence of a new concept called DTN. Thus, the forwarding of the information is done by a mechanism called SCF, which addresses the challenges described before, allowing information to reach all nodes in situations where there is no established end-to-end path. Since the work developed is based on an ad-hoc network and the main objective is the dissemination of urgent content in this network, it was necessary to take advantage of the mechanisms of the DTN. Thus, it is possible to ensure that it reaches all the vehicles which are in a delimited area by GPS coordinates of the accident. In particular, behind the accident and in the same direction as the movement, using the minimum number of hops. Another objective is to minimize the number of repeated messages in the relevant area. The message that will be forwarded is generated by the vehicle which had an accident or by the vehicle that detected the accident (through a strong break, as example). To take advantage of location or number of neighbors that each vehicle has in a temporal instant, it was tested and implemented three strategies: one for high density, another for low density and the other for comparison with the previous two. These strategies will be implemented in a platform called mOVERS, which will also evaluate the performance, in order to choose the one that presents best performance, taking into account delivery of useful packets and amount of redundant packets in the network. It can be concluded that the best strategy is the one of High Density, since the rate of useful packets delivered is very high and the rate of repeated packets, although not as low as desirable, is much lower than that of the strategy of Broadcast.