Protocolo para Disseminação de Dados em VANETs baseado em Métricas de Redes Complexas: Um Estudo de Caso com Sistema de Gerenciamento de Trânsito
Resumo
Diversos serviços em Redes Veiculares Ad-Hoc (VANETs), tal como Sistemas de Gerenciamento de Trânsito (TMS), requerem informações disseminadas entre os véıculos para tomada de decisões. Contudo, disseminação de dados é uma tarefa desafiadora, devidoás características específicas das VANETs, tais como, densidade heterogênea, comunicação de curto alcance e alta mobilidade dos nós. Neste artigo é apresentado um protocolo para disseminação de dados em cenários urbanos que considera métricas de redes complexas, denominado DDRX. Os resultados de simulações mostram que o DDRX oferece alta eficiência em termos de cobertura, número de transmissões e atraso em comparação ao protocolos amplamente conhecidos de disseminação de dados. Além disso, quando aplicado a um TMS, possibilita que os véıculos fiquem menos tempo em congestionamentos, tenham menor tempo de viagem e atinjam maiores velocidades.
Referências
Akabane, A., Pazzi, R., Madeira, E., and Villas, L. A. (2016). CARRO: A ContextAwareness Protocol for Data Dissemination in Urban and Highway Scenarios. In Proceedings of the 8th IEEE Latin-American Conference on Communications (LATINCOM’16), pages 1–6. IEEE.
Alvarenga, D., da Cunha, F. D., Viana, A. C., Mini, R. A., and Loureiro, A. A. (2014). In Anais do XXXIV Classicando comportamentos sociais em redes veiculares. Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC’14).
Cunha, F., Maia, G., Celes, C., Guidoni, D., de Souza, F., Ramos, H., and Villas, L. A. (2017). Sistemas de transporte inteligentes: Conceitos, aplicações desaos. In Livro de Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC’17).
Cunha, F., Maia, G., Viana, A., Mini, R., Villas, L. A., and Loureiro, A. (2014). Socially inspired data dissemination for vehicular ad hoc networks. In Proceedings of the 17th ACM international conference on Modeling, analysis and simulation of wireless and mobile systems, pages 81–85. ACM.
Cunha, F., Villas, L. A., Boukerche, A., Maia, G., Viana, A., Mini, R., and Loureiro, A. (2016). Data communication in vanets: Protocols, applications and challenges. Ad Hoc Networks, 44:90–103.
Cuzzocrea, A., Papadimitriou, A., Katsaros, D., and Manolopoulos, Y. (2012). Edge betweenness centrality: A novel algorithm for qos-based topology control over wireless sensor networks. Journal of Network and Computer Applications, 35(4):1210– 1217.
Daly, E. M. and Haahr, M. (2009). Social network analysis for information ow in disconnected delay-tolerant manets. IEEE Transactions on Mobile Computing, 8(5):606–621.
de Souza, A. M., Botega, L. C., and Villas, L. A. (2017a). GTE: Um Sistema para Gerenciamento de Trânsito Escalável baseado em Compartilhamento Oportunista. In Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC’17).
de Souza, A. M., Brennand, C. A., Yokoyama, R. S., Donato, E. A., Madeira, E. R., and Villas, L. A. (2017b). Trafc management systems: A classication, review, challenges, and future perspectives. International Journal of Distributed Sensor Networks, 13(4):1–14.
de Souza, A. M. and Villas, L. A. (2016). A Fully-distributed Trafc Management System to Improve the Overall Trafc Efciency. In Proceedings of the 19th ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems (MSWiM’16), pages 19–26.
de Souza, A. M., Yokoyama, R. S., Maia, G., Loureiro, A., and Villas, L. A. (2016). Real-time Path Planning to Prevent Trafc Jam Through an Intelligent Transportation System. In Proceedings of the IEEE Symposium on Computers and Communication (ISCC’16), pages 726–731. IEEE.
Freeman, L. C. (1977). A set of measures of centrality based on betweenness. Sociometry, pages 35–41.
Gerla, M., Wu, C., Pau, G., and Zhu, X. (2014). Content Distribution in VANETs. Vehicular Communications, 1(1):3–12.
Lv, Y., Duan, Y., Kang, W., Li, Z., and Wang, F.-Y. (2015). Trafc ow prediction with big data: a deep learning approach. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 16(2):865–873.
Meneguette, R. I., Maia, G., Madeira, E. R., Pinto, A. R., Loureiro, A. A., and Villas, L. A. (2014). Um algoritmo autônomo para disseminação de informações em redes In Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas veiculares. Distribuídos (SBRC’14).
Newman, M. E. (2003). The structure and function of complex networks. SIAM review, 45(2):167–256.
Silva, F., Boukerche, A., Silva, T., Ruiz, L., Cerqueira, E., and Loureiro, A. (2016). Vehicular networks: a new challenge for content-delivery-based applications. ACM Computing Surveys (CSUR), 49(1):11.
Tarjan, R. (1972). Depth-rst search and linear graph algorithms. SIAM journal on computing, 1(2):146–160.
Tian, L., Bashan, A., Shi, D.-N., and Liu, Y.-Y. (2017). Articulation points in complex networks. Nature Communications, 8.
Viriyasitavat, W., Bai, F., and Tonguz, O. (2010). UV-CAST: an Urban Vehicular Broadcast Protocol. In Proceedings of the IEEE Vehicular Networking Conference (VNC’10), pages 25–32. IEEE.
Wang, J., Jiang, C., Zhang, K., Quek, T. Q., Ren, Y., and Hanzo, L. (2017). Vehicular IEEE sensing networks in a smart city: Principles, technologies and applications. Wireless Communications.
Wang, L., Yang, F., Zhuang, L., Cui, H., Lv, F., and Feng, X. (2016). Articulation points guided redundancy elimination for betweenness centrality. In Proceedings of the 21st ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming, page 7. ACM.
Wang, M., Shan, H., Lu, R., Zhang, R., Shen, X., and Bai, F. (2015). Real-time Path Planning based on Hybrid-VANET-enhanced Transportation System. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 64(5):1664–1678.
Zhang, H. and Li, J. (2015). Topology analysis of vanet based on complex network. In LISS 2014, pages 1143–1148. Springer.
Alvarenga, D., da Cunha, F. D., Viana, A. C., Mini, R. A., and Loureiro, A. A. (2014). In Anais do XXXIV Classicando comportamentos sociais em redes veiculares. Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC’14).
Cunha, F., Maia, G., Celes, C., Guidoni, D., de Souza, F., Ramos, H., and Villas, L. A. (2017). Sistemas de transporte inteligentes: Conceitos, aplicações desaos. In Livro de Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC’17).
Cunha, F., Maia, G., Viana, A., Mini, R., Villas, L. A., and Loureiro, A. (2014). Socially inspired data dissemination for vehicular ad hoc networks. In Proceedings of the 17th ACM international conference on Modeling, analysis and simulation of wireless and mobile systems, pages 81–85. ACM.
Cunha, F., Villas, L. A., Boukerche, A., Maia, G., Viana, A., Mini, R., and Loureiro, A. (2016). Data communication in vanets: Protocols, applications and challenges. Ad Hoc Networks, 44:90–103.
Cuzzocrea, A., Papadimitriou, A., Katsaros, D., and Manolopoulos, Y. (2012). Edge betweenness centrality: A novel algorithm for qos-based topology control over wireless sensor networks. Journal of Network and Computer Applications, 35(4):1210– 1217.
Daly, E. M. and Haahr, M. (2009). Social network analysis for information ow in disconnected delay-tolerant manets. IEEE Transactions on Mobile Computing, 8(5):606–621.
de Souza, A. M., Botega, L. C., and Villas, L. A. (2017a). GTE: Um Sistema para Gerenciamento de Trânsito Escalável baseado em Compartilhamento Oportunista. In Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC’17).
de Souza, A. M., Brennand, C. A., Yokoyama, R. S., Donato, E. A., Madeira, E. R., and Villas, L. A. (2017b). Trafc management systems: A classication, review, challenges, and future perspectives. International Journal of Distributed Sensor Networks, 13(4):1–14.
de Souza, A. M. and Villas, L. A. (2016). A Fully-distributed Trafc Management System to Improve the Overall Trafc Efciency. In Proceedings of the 19th ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems (MSWiM’16), pages 19–26.
de Souza, A. M., Yokoyama, R. S., Maia, G., Loureiro, A., and Villas, L. A. (2016). Real-time Path Planning to Prevent Trafc Jam Through an Intelligent Transportation System. In Proceedings of the IEEE Symposium on Computers and Communication (ISCC’16), pages 726–731. IEEE.
Freeman, L. C. (1977). A set of measures of centrality based on betweenness. Sociometry, pages 35–41.
Gerla, M., Wu, C., Pau, G., and Zhu, X. (2014). Content Distribution in VANETs. Vehicular Communications, 1(1):3–12.
Lv, Y., Duan, Y., Kang, W., Li, Z., and Wang, F.-Y. (2015). Trafc ow prediction with big data: a deep learning approach. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 16(2):865–873.
Meneguette, R. I., Maia, G., Madeira, E. R., Pinto, A. R., Loureiro, A. A., and Villas, L. A. (2014). Um algoritmo autônomo para disseminação de informações em redes In Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas veiculares. Distribuídos (SBRC’14).
Newman, M. E. (2003). The structure and function of complex networks. SIAM review, 45(2):167–256.
Silva, F., Boukerche, A., Silva, T., Ruiz, L., Cerqueira, E., and Loureiro, A. (2016). Vehicular networks: a new challenge for content-delivery-based applications. ACM Computing Surveys (CSUR), 49(1):11.
Tarjan, R. (1972). Depth-rst search and linear graph algorithms. SIAM journal on computing, 1(2):146–160.
Tian, L., Bashan, A., Shi, D.-N., and Liu, Y.-Y. (2017). Articulation points in complex networks. Nature Communications, 8.
Viriyasitavat, W., Bai, F., and Tonguz, O. (2010). UV-CAST: an Urban Vehicular Broadcast Protocol. In Proceedings of the IEEE Vehicular Networking Conference (VNC’10), pages 25–32. IEEE.
Wang, J., Jiang, C., Zhang, K., Quek, T. Q., Ren, Y., and Hanzo, L. (2017). Vehicular IEEE sensing networks in a smart city: Principles, technologies and applications. Wireless Communications.
Wang, L., Yang, F., Zhuang, L., Cui, H., Lv, F., and Feng, X. (2016). Articulation points guided redundancy elimination for betweenness centrality. In Proceedings of the 21st ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming, page 7. ACM.
Wang, M., Shan, H., Lu, R., Zhang, R., Shen, X., and Bai, F. (2015). Real-time Path Planning based on Hybrid-VANET-enhanced Transportation System. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 64(5):1664–1678.
Zhang, H. and Li, J. (2015). Topology analysis of vanet based on complex network. In LISS 2014, pages 1143–1148. Springer.
Publicado
10/05/2018
Como Citar
COSTA, Joahannes; ROSÁRIO, Denis; SOUZA, Allan M. de; VILLAS, Leandro A.; CERQUEIRA, Eduardo.
Protocolo para Disseminação de Dados em VANETs baseado em Métricas de Redes Complexas: Um Estudo de Caso com Sistema de Gerenciamento de Trânsito. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE REDES DE COMPUTADORES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS (SBRC), 36. , 2018, Campos do Jordão.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2018
.
p. 1061-1074.
ISSN 2177-9384.
DOI: https://doi.org/10.5753/sbrc.2018.2478.
