Conducción social cooperativa en ciudades inteligentes

• Jamal Toitouh El Alamin ^[1]
  1. [1] Universidad de Málaga

     Universidad de Málaga

     Málaga, España

     
• Localización: WPS Review International on Sustainable Housing and Urban Renewal: RI-SHUR, ISSN-e 2387-1768, Nº. 7-8, 2018, págs. 55-75
• Idioma: español
• DOI: 10.24310/wps.vi7-8.14292
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Uno de los mayores retos a los que se enfrentan las sociedades modernas es la movilidad urbana. La congestión de las carreteras y los problemas de seguridad vial son considerados factores clave en la degradación de la calidad de vida de los ciudadanos. Las innovaciones tecnológicas que consigan mejorar la movilidad marcarán gran parte del futuro de las ciudades inteligentes. Una de las tecnologías más prometedoras aplicadas a este ámbito son las redes vehiculares ad hoc. Estas redes de comunicación inalámbrica permiten la comunicación directa, gratuita y dinámica entre vehículos cercanos y de estos con elementos de la infraestructura vial.

    Estas redes de comunicación están marcando la industria del automóvil actual, ya que han propiciado el surgimiento del vehículo conectado y la Conducción Social Cooperativa (Cooperative Social Driving, CSD). El acceso a distintas fuentes de información permite ampliar enormemente las funcionalidades del vehículo. El CSD permite que los vehículos cercanos puedan interactuar intercambiando información relevante en tiempo real. Esta información puede haber sido recogida por los sensores del vehículo, introducida por usuarios o recibida de otro vehículo. De este modo los conductores circulan con una percepción más completa del estado real del tráfico y pueden ser advertidos sobre la existencia de obstáculos, accidentes, peatones en la vía u otro cualquier hecho importante. También se pueden desarrollar utilidades, como crear nubes para el intercambio de documentos, fotos, vídeos y juegos.

    El CSD se sustenta en el intercambio de archivos, siendo capital que la transferencia de los mismos sea óptima. El que un mensaje llegue y que lo haga a tiempo representa la diferencia de evitar o no una situación peligrosa. Nuestro grupo de investigación ha desarrollado protocolos para este fin, y ha optimizado los existentes para que comiencen a ser útiles en situaciones reales de velocidades variadas y volatilidad de la conexión.

    Por lo general, son expertos quienes por su experiencia o llevando a cabo experimentos de laboratorio proponen la configuración de un protocolo. En el presente artículo se presenta la aplicación de la Inteligencia Computacional para la configuración automática e inteligente de protocolos aplicados en redes vehiculares.

    Para ello se ha definido la configuración de protocolos como un problema de optimización y se han diseñado algoritmos inspirados en la naturaleza para resolverlo.

    Entre los algoritmos empleados destacan los Algoritmos Genéticos, que se basan en la Teoría de Darwin de la evolución de las especies, y los algoritmos de Optimización por Cúmulo de Partículas, inspirados en el comportamiento social de los animales como las aves en una bandada.

    Estos algoritmos se han combinado con un simulador de redes vehiculares realista y de forma automática han calculado configuraciones óptimas que han mejorado considerablemente el rendimiento de los protocolos de comunicación analizados. En las pruebas reales en ciudad (Málaga), sólo los protocolos optimizados empleando nuestra metodología han podido transmitir la información que se requería de un vehículo a otro. Las aplicaciones posibles son innumerables, y la tecnología está lista para generar productos que se acepten en el mercado actual.

  • English

    Most of the world population lives in urban areas, and it is expected that the number of inhabitants in cities will be 75% of the world's population by 2050. Thus, a wide range of challenges have to be faced by the different city stakeholders in order to mitigate the negative effects of a very fast growth of such urban areas. One of the main concerns in modern cities is mobility. The vast increment in the volume of urban road traffic experienced during the last decades causes serious issues that have be confronted with new tools. Traffic jams bother the daily life of the population, mainly because traffic congestion causes longer trip times and a larger associated pollution, not to mention the economic losses due todelays and other transport problems. Thus, great efforts are being made to develop Smart Mobility solutions.

    Vehicular ad hoc networks (VANETs) are based on the spontaneous creation of a wireless network for data exchange between vehicles, mainly. Wireless networking technologies are used in VANETs, including short range radio and cellular. These communication networks are leading the automotive industry today, as they have led to the emergence of the connected vehicle and the Social Cooperative Driving (CSD). CSD allow drivers and vehicles to access different data sources in order to increase the knowledge about the current road traffic status. Besides, other types of infotainment services and applications can be deployed using VANETs. File transferringis always an essential service in VANETs since their ultimate purpose is the exchange of information among the nodes. Thus, it is desirable to optimize the file transferring protocol to provide the applications with the best service possible. One of the ways to get such an efficient protocols is to better fit their configuration parameters to the VANETs specifications. This study proposes the application of Computational Intelligence to obtain automatically optimal protocol configurations for vehicular environments. The main idea is to define the protocol configuration as an optimization problem and address it by using intelligent tools, such as metaheuristics, and a realistic simulation procedure to evaluate the obtained solutions.

    In this work, we have carried out a real world testbed at streets of Málaga in order to study the performance of the analyzed file transfer protocol by exchanging information between cars in a real urban. These experiments have confirmed the efficiency of configuring VANET nodes with protocols improved by applying our methodology.