[논문 리뷰] Vehicle as a Service (VaaS): Leverage Vehicles to Build Service Networks and Capabilities for Smart Cities

Xianhao Chen, Yiqin Deng외 5명|arXiv (Cornell University)|2023. 04. 22.

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 Vehicle as a Service (VaaS)를 제안하며, SCCSI 기능을 갖춘 차량을 활용해 고정 인프라와 공존하면서 인센티브, 보안, 아키텍처 설계를 다루는 스마트 시티 애플리케이션 서비스를 형성하는 서비스 네트워크를 구축합니다.

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.

연구 동기 및 목표

• 차량을 모바일 SCCSI 자원 및 서비스 제공자로 활용하여 비용 효율적이고 지속 가능한 스마트 시티 구축 접근법을 촉진한다.
• 센싱, 통신, 컴퓨팅, 스토리지 및 인텔리전스를 지원하는 다차원 VaaS 아키텍처로 VANET에서의 전환에 필요한 업그레이드를 식별한다.
• 이동형 인프라와 고정 인프라를 통합하고 종단 간 서비스 제공을 가능하게 하는 SCCSI 서비스 네트워크 아키텍처를 제안한다.
• 아키텍처 설계, 서비스 제공, 인센티브 설계, 보안 및 프라이버시의 향후 연구 방향과 미해결 문제를 개요로 제시한다.

제안 방법

• VaaS 개념과 서비스 지향 SCCSI 프레임워크를 소개한다.
• VaaS로 구현 가능한 잠재적인 스마트 시티 활용 사례(공공 안전, 스마트 모빌리티, 건강, 스마트 리빙)를 조사한다.
• 스펙트럼, 컴퓨팅 및 통합 SCCSI 설계에서 VANET에서 VaaS로의 업그레이드를 분석한다.
• SDN/5G+ 가상화를 바탕으로 엔드포인트, PoCs, SSP를 갖춘 SCCSI 서비스 네트워크 아키텍처를 제안한다.
• 지속 가능한 VaaS 배치를 위한 인센티브 메커니즘 및 보안/프라이버시 고려사항을 논의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SCCSI 서비스를 지원하는 다차원 VaaS 아키텍처로 VANET을 변환하기 위해 필요한 업그레이드는 무엇인가?
• RQ2 차량을 스마트 시티를 위한 센싱, 통신, 컴퓨팅, 저장소 및 지능을 제공하는 모바일 엣지 인프라로 어떻게 조정할 수 있는가?
• RQ3 QoS 및 보안을 보장하는 동시에 이동형 및 고정형 SCCSI 자원을 효과적으로 통합하는 아키텍처는 무엇인가?
• RQ4 VaaS에서 차량 소유자의 참여를 지속시키기 위한 인센티브 및 거버넌스 모델은 무엇인가?

주요 결과

• VaaS는 미활용 차량 자원(센싱, 컴퓨팅, 저장소, 통신)을 활용하여 근시일 내 비용 효율적인 SCCSI 서비스 네트워크를 가능하게 한다.
• 제안된 SCCSI 서비스 네트워크 아키텍처는 다차원 자원과 QoS 보장을 처리하기 위해 차량, 고정 인프라 및 중앙 집중 컨트롤러를 결합한다.
• 용도에는 공공 안전, 스마트 모빌리티(고해상도 지도, 스마트 주차, 교통 제어), 스마트 헬스, 스마트 리빙(개인화 서비스 및 임시 커뮤니티)이 포함된다.
• 논문은 1차 및 2차 서비스를 지원하기 위한 인지적 스펙트럼 관리의 필요성을 강조하고 통합된 SCCSI 설계 및 지속 가능한 인센티브에 대해 논의한다.