[论文解读] VANET Applications: Hot Use Cases

Marie-Ange Lèbre, Frédéric Le Mouël+3 more|arXiv (Cornell University)|Jul 15, 2014

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)参考文献 6被引用 13

一句话总结

本文从以车辆为中心、以网络为中心和以用户为中心三个视角，对VANET应用进行了全面分类，揭示了尽管连接性不断提升，用户与车辆之间仍存在关键的创新鸿沟。文章提出了一个图形化框架，并通过学术与工业项目的大量案例研究，倡导构建整合用户身份、车辆功能与基础设施通信的、具备社会意识的智能汽车系统，以实现更安全、高效和个性化的出行体验。

ABSTRACT

Current challenges of car manufacturers are to make roads safe, to achieve free flowing traffic with few congestions, and to reduce pollution by an effective fuel use. To reach these goals, many improvements are performed in-car, but more and more approaches rely on connected cars with communication capabilities between cars, with an infrastructure, or with IoT devices. Monitoring and coordinating vehicles allow then to compute intelligent ways of transportation. Connected cars have introduced a new way of thinking cars - not only as a mean for a driver to go from A to B, but as smart cars - a user extension like the smartphone today. In this report, we introduce concepts and specific vocabulary in order to classify current innovations or ideas on the emerging topic of smart car. We present a graphical categorization showing this evolution in function of the societal evolution. Different perspectives are adopted: a vehicle-centric view, a vehicle-network view, and a user-centric view; described by simple and complex use-cases and illustrated by a list of emerging and current projects from the academic and industrial worlds. We identified an empty space in innovation between the user and his car: paradoxically even if they are both in interaction, they are separated through different application uses. Future challenge is to interlace social concerns of the user within an intelligent and efficient driving.

研究动机与目标

• 解决智能交通系统中日益增长的联网车辆与以用户为中心的需求之间的脱节问题。
• 从车辆为中心、网络为中心和用户为中心三个视角，对新兴VANET应用进行分类。
• 识别尽管V2V和V2I通信能力不断提升，用户与车辆之间仍存在的关键创新鸿沟。
• 提出一个将用户社会背景、个人情境与环境上下文整合进智能汽车应用的框架。
• 通过映射当前项目，指导未来创新，强调需要整体化、用户集成的服务。

提出的方法

• 提出VANET应用的三维分类：以车辆为中心、以网络为中心和以用户为中心的视角。
• 使用图形化分类方法，展示智能汽车创新在社会与技术趋势背景下的演进过程。
• 分析来自学术界和工业界的100多个真实项目（例如SARTRE、BMW ConnectedDrive、Google Driverless Car），以说明功能用例。
• 根据通信类型对项目进行分类：V2V（车对车）、V2I（车对基础设施）和V2U（车对用户/环境）。
• 使用克里斯滕森启发的模型（B：现有，A：渐进式，C：颠覆式，D：整合的未来）对项目进行创新阶段映射。
• 识别关键使能技术，如IEEE 802.11p、WAVE，以及基于网络的服务（如社交媒体、云应用）以实现用户集成。

实验结果

研究问题

• RQ1 VANET应用如何在车辆、网络和用户三个视角下实现系统性分类？
• RQ2 塑造联网汽车与智能汽车演进的关键技术与社会驱动因素是什么？
• RQ3 为何尽管具备先进的V2V和V2I通信能力，用户与车辆之间的显著创新鸿沟依然存在？
• RQ4 社会与个人用户情境在塑造智能交通系统未来发展中扮演何种角色？
• RQ5 未来智能汽车应用如何将用户身份、车辆功能与环境数据整合为统一、无缝的体验？

主要发现

• 用户与车辆之间存在明显的创新鸿沟：尽管两者均已联网，但其应用逻辑仍相互隔离，缺乏对用户社交或个人身份的整合。
• 目前大多数项目仍局限于以车辆为中心或以网络为中心的视角，仅有少数未来导向的项目（如Audi Urban Future、DICE、iimo）开始整合用户身份与环境信息。
• 福特的Facebook Sync、梅赛德斯的TweetFleet以及通用的Windows of Opportunity等项目，展示了通过社交媒体和网络服务将用户与车辆连接的早期尝试。
• 最前沿的项目（如宝马的XL Journey Mate Mini、英特尔的AR信息娱乐系统）展示了增强现实与用户行为预测的整合，但其应用范围仍有限。
• 美国安全飞行员计划（Safety Pilot Program）、SimTD、SCORE@F和Compass4D已验证V2V与V2I在安全与交通效率方面的技术可行性，延迟低于100ms。
• 从A点（渐进式车辆功能）到D点（整合的、以用户为中心的智能出行）的转变，需要能够统一用户、车辆与基础设施生态系统的颠覆性创新。