[논문 리뷰] Congestion Control Technique Using Intelligent Traffic and Vanet

Sunil Kumar Singh, Rajesh Duvvuru외 1명|arXiv (Cornell University)|2013. 11. 16.

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)참고 문헌 11인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 자동차 간 통신(VANET)에서 실생활 도시 환경(잠슈드푸 레갈 지역)에서 지능형 교통 관리 및 이동성 모델링을 활용한 혼잡도 제어 기법을 제안한다. SUMO와 NS2를 사용하여 V2V 통신을 시뮬레이션한 결과, 고밀도 통행 라인을 우선순위 처리함으로써 혼잡을 줄일 수 있었으며, 동적 교통 신호 제어 하에서 낮은 패킷 손실과 향상된 전송량을 달성하였다.

ABSTRACT

Road traffic jams is a most important problem in nearly all cities around the world, especially in developing regions resulting in enormous delays, increased fuel wastage and monetary losses. In this paper, we have obtained an in-sight idea of simulating real world scenario of a critical region where traffic congestion is very high. As it is not easy to set up and implement such a complicated system in real world before knowing the impact of all parameters used in Vehicle Ad hoc Network (VANET), a small real world area i.e. Jamshedpur Regal area was taken into consideration, for studying the impact of mobility in the VANET. Traffic movement has been deployed across the area under consideration using one of the realistic vehicular mobility models. The behavior of this network was simulated using SUMO and NS2 to study the impact of traffic and traffic lights at the intersection on packet transmission over Vehicle to Vehicle (V2V) communication using Ad hoc On Demand Vector (AODV) routing protocol and IEEE 802.11 standard. From the traffic simulation results, it is proved that congestion problem for the given sample map with traffic lights and predefined flow can be solved. There was negligible congestion at lanes when traffic logic was changed in accordance with allowing flow with high traffic overload to have high priority than those with low load.

연구 동기 및 목표

• 개발 중인 지역의 도시 혼잡도를 지능형 교통 및 VANET 통합을 통해 해결하고자 한다.
• 이동성 및 교통 신호가 VANET에서 V2V 통신 신뢰성에 미치는 영향을 평가하고자 한다.
• SUMO와 NS2를 사용하여 실제 도로 환경 조건에서 패킷 전송 성능을 시뮬레이션하고 분석하고자 한다.
• 고혼잡도 라인을 우선순위로 지정하는 동적 교통 신호 제어 전략을 제안하여 네트워크 혼잡도를 줄이고자 한다.
• 제안된 기법이 VANET에서 지연을 최소화하고 전송량을 향상시키는 데 효과적인지 검증하고자 한다.

제안 방법

• 차량 이동성과 교통 흐름 모델링을 위해 SUMO를 사용하여 실생활 도시 환경(잠슈드푸 레갈 지역)을 시뮬레이션하였다.
• V2V 통신을 위해 AODV 라우팅 프rotocol와 IEEE 802.11 MAC 계층을 통합하여 VANET 통신을 구현하였다.
• 고밀도 라인을 저밀도 라인보다 우선순위로 처리하는 동적 교통 신호 제어 논리를 적용하였다.
• NS2를 사용하여 패킷 전달 비율 및 엔드 투 엔드 지연과 같은 네트워크 수준 성능 지표를 시뮬레이션하였다.
• 다양한 교통 밀도와 신호 제어 전략을 적용한 여러 시뮬레이션 런을 통해 성능을 평가하였다.
• 이동성 패턴과 신호 제어 시간이 네트워크 혼잡도 및 데이터 전송 효율성에 미치는 영향을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 교통 밀도 기반 동적 교통 신호 우선순위 처리가 VANET의 혼잡도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 고밀도 도시 환경에서 차량 이동성 패턴이 V2V 패킷 전달에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 실제 도시 교통 조건에서 AODV와 IEEE 802.11이 VANET에서 혼잡도를 어느 정도 줄일 수 있는가?
• RQ4 지능형 교통 시스템 통합이 VANET의 네트워크 성능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 교통 신호 제어 시간과 V2V 통신의 엔드 투 엔드 지연 간의 관계는 어떠한가?

주요 결과

• 제안된 동적 교통 신호 제어 전략은 특히 고밀도 통행 라인에서 혼잡도를 크게 감소시켰다.
• 교통 흐름을 밀도 기반으로 우선순위 처리함으로써 라인 내에서 낮은 혼잡도가 관찰되었으며, 이는 전반적인 네트워크 안정성 향상에 기여하였다.
• 지능형 교통 논리와 VANET의 통합은 패킷 전달 비율 향상과 엔드 투 엔드 지연 감소에 기여하였다.
• 시뮬레이션 결과, 과부하가 심한 라인을 우선순위로 지정함으로써 네트워크 전송량이 향상되고 큐잉 지연이 감소하는 것으로 확인되었다.
• SUMO 기반 이동성 모델링과 NS2 기반 네트워크 시뮬레이션의 조합이 실생활 혼잡도 역학을 효과적으로 반영하였다.
• 실생활 도시 지도에서 실제 교통 및 통신 조건 하에서도 이 기법은 확장성과 효과성을 입증하였다.