[論文レビュー] Vehicle as a Service (VaaS): Leverage Vehicles to Build Service Networks and Capabilities for Smart Cities

Xianhao Chen, Yiqin Deng+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 22, 2023

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)被引用数 8

ひとこと要約

本論文はVehicle as a Service (VaaS)を提案し、SCCSI機能を備えた車両を活用して固定インフラと共存しつつ、インセンティブ、セキュリティ、アーキテクチャ設計に対処するサービスネットワークを形成する。

ABSTRACT

Smart cities demand resources for rich immersive sensing, ubiquitous communications, powerful computing, large storage, and high intelligence (SCCSI) to support various kinds of applications, such as public safety, connected and autonomous driving, smart and connected health, and smart living. At the same time, it is widely recognized that vehicles such as autonomous cars, equipped with significantly powerful SCCSI capabilities, will become ubiquitous in future smart cities. By observing the convergence of these two trends, this article advocates the use of vehicles to build a cost-effective service network, called the Vehicle as a Service (VaaS) paradigm, where vehicles empowered with SCCSI capability form a web of mobile servers and communicators to provide SCCSI services in smart cities. Towards this direction, we first examine the potential use cases in smart cities and possible upgrades required for the transition from traditional vehicular ad hoc networks (VANETs) to VaaS. Then, we will introduce the system architecture of the VaaS paradigm and discuss how it can provide SCCSI services in future smart cities, respectively. At last, we identify the open problems of this paradigm and future research directions, including architectural design, service provisioning, incentive design, and security & privacy. We expect that this paper paves the way towards developing a cost-effective and sustainable approach for building smart cities.

研究の動機と目的

• 車両をモバイルSCCSIリソースおよびサービス提供者として活用することで、コスト効率が高く持続可能なスマートシティ構築を動機づける。
• VANETから感知・通信・計算・ストレージ・インテリジェンスをサポートする多次元VaaSアーキテクチャへ移行するためのアップグレードを特定する。
• モバイルと固定インフラを統合し、エンドツーエンドのサービス提供を可能にするSCCSIサービスネットワークのアーキテクチャを提案する。
• アーキテクチャ設計、サービス提供、インセンティブ設計、セキュリティとプライバシーに関する未解決問題と今後の研究方向を整理する。

提案手法

• VaaSの概念とサービス志向のSCCSIフレームワークを紹介する。
• VaaSによって強化されるスマートシティの潜在的ユースケースを調査する（公共の安全、スマートモビリティ、健康、スマートリビング）。
• スペクトラム、計算、統合SCCSI設計におけるVANETsからVaaSへのアップグレードを分析する。
• エンドポイント、PoCs、SSPを含むSCCSIサービスネットワークのアーキテクチャを、SDN/5G+仮想化に導かれて提案する。
• 持続可能なVaaS展開のためのインセンティブメカニズムとセキュリティ・プライバシー考慮を議論する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 VANETsを、SCCSIサービスをサポートする多次元のVaaSアーキテクチャへ変換するにはどのようなアップグレードが必要か。
• RQ2 車両をモバイルエッジインフラストラクチャとして協調させ、スマートシティの感知・通信・計算・ストレージ・インテリジェンスを提供できるか。
• RQ3 モバイルと固定SCCSIリソースを効果的に統合しつつ、QoSとセキュリティを保証するアーキテクチャは何か。
• RQ4 車両所有者のVaaS参加を持続させるために、どのようなインセンティブ・ガバナンスモデルが必要か。

主な発見

• VaaSは、未活用の車両リソース（感知、計算、ストレージ、通信）を活用することで、近い将来のコスト効果の高いSCCSIサービスネットワークを実現する。
• 提案されたSCCSIサービスネットワークアーキテクチャは、車両、固定インフラ、および集中コントローラを組み合わせ、マルチ次元リソースとQoS保証を処理する。
• ユースケースには公共の安全、スマートモビリティ（HD地図、スマート駐車、交通制御）、スマートヘルス、スマートリビング（パーソナライズされたサービスとアドホックコミュニティ）が含まれる。
• 本論文は、一次サービスと二次サービスをサポートする認知スペクトラム管理の必要性を強調し、統合SCCSI設計と持続可能なインセンティブについて議論する。