فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست جدول‌ها و
فهرست شکل‌‌ها ز
فصل 1- مقدمه 8
1-1- شبکه‌های VANET 9
فصل 2- پیشگیری از تصادف 15
2-1- مقدمه 15
2-2- معرفی شبکه‌های موردی بین خودرویی 16
2-3- نحوه عملکرد اجزای خودرو در شبکه 20
2-4- شبکه‌های هوشمند موردی بین خودرویی 21
2-5- کاربردهای شبکه‌های بین خودرویی [5، ] 22
2-5-1- کاربردهای ایمنی الکترونیکی 22
2-5-2- کاربردهای مدیریت ترافیک 23
2-5-3- کاربردهای نگهداری و تعمیر و خدمات جانبی برای آسایش راننده 24
2-6- مهم‌ترین زیرسیستم‌های مرتبط با پیشگیری از تصادف و برخی محصولات تجاری 25
2-6-1- سیستم‌های پیشگیری از تصادفات در چهارراه‌ها و تصادفات جلو به عقب 25
2-6-2- سیستم‌های هشدار انحراف از خط 26
2-6-3- سیستم‌های شناسایی موانع 27
فصل 3- الگوریتم‌های تعیین مسیر و موقعیت 30
3-1- ناحیه‌های ترافیکی مختلف در VANET 30
3-1-1- • ناحیه ترافیکی متراکم 30
3-1-2- • ناحیه ترافیکی پراکنده 32
3-2- طرح نهایی 33
3-3- طرح اصلی 34
3-3-1- پارامترهای پروتکل 35
3-4- قواعد مسیریابی 36
3-5- مکانیسم شناسایی همسایه 37
3-6- الگوریتم مسدودکننده انتشار 37
3-7- تکنیک ذخیره- حمل- ارسال 38
3-8- مؤلفه‌های اصلی مسیریابی 39
3-8-1- مجاورت ارتباط گسترده 39
3-8-2- مجاورت ارتباط پراکنده 40
3-8-3- مجاورت قطع کلی ارتباط 43
فصل 4- انواع سنسور های مورداستفاده جهت تشخیص خودرو 45
4-1- مقدمه 45
4-2- سنسورهای دفنی 47
4-3- لوله‌های بادی 48
4-3-1- اساس کارکرد 48
4-3-2- کاربردها و مصارف 48
4-3-3- مزایا 48
4-3-4- معایب 48
4-4- آشکارسازهای حلقه القایی 49
4-4-1- اساس کارکرد 50
4-4-2- کاربردها و مصارف 50
4-4-3- مزایا 50
4-4-4- معایب 51
4-5- سنسورهای پیزوالکتریک 51
4-5-1- اساس کارکرد 52
4-5-2- کاربردها و مصارف 52
4-5-3- مزایا 53
4-5-4- معایب 53
4-6- سنسورهای مغناطیسی 53
4-6-1- اساس کارکرد 53
4-6-2- کاربردها و مصارف 54
4-6-3- مزایا 55
4-6-4- معایب 55
4-7- توزین درحرکت 56
4-7-1- مصارف و کاربردها 57
4-8- صفحه خمشی 57
4-8-1- اساس کارکرد 57
4-8-2- مزایا 58
4-8-3- معایب 58
فصل 5- سیستم تعیین موقعیت وسایل نقلیه متحرک (A.V.L) 59
5-1- مقدمه 59
5-2- AVLچیست؟ 60
5-3- اجزای عملیاتی سیستم ردیابی متحرک 61
5-4- تفاوت ردگیری و ردیابی 61
5-5- طراحی و پیاده‌سازی سیستم AVL در سطح کلان 63
5-6- اطلاعات موجود جهت پیاده‌سازی سیستم AVL در ایران 64
5-7- سیستم‌های تصویر در ایران و جهان 66
5-8- الگوریتم‌های تبدیل مختصات نقاط 68
5-9- نمونه‌ی کاربردی استفاده از سیستم AVL در عربستان 72
منابع و مراجع 76
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 4‑1: مقایسه بین انواع سنسورها. 46
فهرست شکل‌‌ها
عنوان صفحه
شکل 2‑1: نحوه پخش پیغام تصادف در شبکه‌های بین خودرویی. 18
شکل 2‑2: هشدار عبور از علامت توقف. 23
شکل 2‑3: نمایی از خودروهای کمک یار راننده شرکت ولوو 25
شکل 2‑4: محاسبه زمان برخورد توسط MobilEYE. 26
شکل 2‑5: رانندگی در مه توسط تجهیزات شبکه‌های بین خودرویی. 27
شکل 2‑6: نمای جاده با استفاده از تجهیزات شناسایی موانع. 28
شکل 2‑7: نمایی از نحوه محاسبه مسافت خودرو تا عابران پیاده 29
شکل 3‑1: <MDC=1, ODC=1, DFlg=1> 41
شکل 3‑2: <MDC=0, ODC=1, DFlg=1> 41
شکل 3‑3: <MDC=0, ODC=1, DFlg=1> 42
شکل 3‑4: <MDC=0, ODC=0, DFlg=1> 42
شکل 4‑1: حالت‌های مختلف نصب لوله بادی 49
شکل 4‑2: اجزاء اساسی یک آشکارساز حلقه القایی 51
شکل 4‑3: سنسور پیزوالکتریک ویبراکوکس 52
شکل 4‑4: توزیع میدان مغناطیسی زمین در حین ورود و عبور خودرو در ناحیه تشخیص سنسور مغناطیسی 56
شکل 4‑5: سنسور صفحه خمشی 58
1-1- ناحیه‌های ترافیکی مختلف در VANET
تحقیقات پیشین، دو ناحیه فرعی کارکردی در VANET را مشخص می‌کنند: ترافیک متراکم و ترافیک پراکنده. هدف طراحی پروتکل مسیریابی انتشاردهنده خوب که در هر نوع شرایط ترافیکی خودرو کارکرد کاملاً قوی داشته باشد و مهم‌تر از آن بتواند ویژگی‌های هر دو ناحیه را درک کند. بنابراین، ما شرح مختصری از آن ناحیه‌های مشخص‌شده در کارهای پیشین ارائه می‌دهیم.
1-1-1- • ناحیه ترافیکی متراکم
وقتی تراکم ترافیک قطعی است با افزایش تعداد پیام‌های ایمنی شبیه به هم از چندین خودروی متوالی که موجب بروز مشکل خیلی جدی انسداد رسانه تقسیط داده‌شده می‌شود. چون رسانه بی‌سیم تقسیط داده‌شده با انتشار کورکورانه ممکن است موجب افزایش تعداد و تصادم در انتقالات بین گره‌های همسایه بشود. این مشکل در مواقع ارجاع به مشکل انتشار وسیع وجود دارد [8]. به‌طوری‌که راه‌حل‌های متعددی برای کاهش مشکل انتشار وسیع در محیط معمولی MANET وجود دارد [8] ولی فقط راه‌حل‌های کمی برای حل مجدد این مسئله در VANET وجود دارد. در [11]، ما (i) حالت بحرانی انتشاردهنده وسیع را در VANET استفاده‌شده در موارد مطالعه‌ای سناریوی بزرگراهی چهار لاینه بررسی می‌کنیم و ii)) سه تکنیک انتشاردهنده light-weight را ارائه می‌دهیم: weighted p-persistence و slotted 1-persistenceو slotted p- persistenceکه می‌تواند باقابلیت دستیابی برقراری ارتباط خوب شبکه تا 100% توسعه یابد و نزدیک به 70% افزونگی انتشاری را کاهش می‌دهد و نسبت بسته‌های گم‌شده در ارتباط گسترده شبکه خودرو کاهش می‌دهد. طرح‌های ارائه‌شده توسعه می‌دهند و متکی بر اطلاعات GPS هستند (یا قدرت سیگنال دریافتی وقتی خودرو نمی‌تواند سیگنال GPS را دریافت کند)، اما به هیچ‌یک از دانسته‌های پیشین در مورد ساختار شبکه نیازی نداریم.
ویژگی‌های سه‌گانه طرح‌های ساخته‌شده:
i) طرح weight p-persistence
ii) طرح slotted 1-persistence
iii) طرح p-persistence
اساس تکنیک‌های انتشاری از دو تا قاعده 1-persistence یا p-persistence پیروی می‌کنند. بااینکه سربار افزایش می‌یابد، بیشتر پروتکل‌های مسیریابی طراحی‌شده برای multi-hop شبکه‌های بی‌سیم Ad-Hoc از نفوذ فوق‌العاده از قاعده سیل‌آسای 1-persistence پیروی می‌کند که نیازمند آن است که همه گره‌ها بسته را دوباره با احتمال 1 انتشار دهند برای آنکه پیچیدگی کاهش یابد و سرعت نفوذ بسته افزایش یابد. روش gossip-based، از طرف دیگر از قاعده p-persistence پیروی می‌کند که نیازمند این است که هر گره دوباره ارسال کند با احتمال p دوباره پیدا کند. این شیوه معمولاً به رویداد سیل‌آسا مراجعه می‌کند[8]. طرح slotted p-persistence می‌تواند اساساً نسبت در مصرف کم را کاهش دهد و سرعت انتشار را کاهش دهد و مجموع تأخیر ا افزایش می‌دهد.
1-1-2- • ناحیه ترافیکی پراکنده
سناریوهای بی‌شمار دیگری که برای پروتکل‌های مسیریابی متداول خیلی پیچیده هستند. در این موارد خودروهای کمی در جاده قرار دارند. برای مثال، شاید تراکم ترافیک در بعضی از مواقع روز کم باشد (آخر شب یا صبح زود) که تأخیر multi-hop از منبع (خودرو سعی می‌کند انتشار دهد) به ماشینی که از پشت سر می‌آید شاید قابل‌قبول نباشد زیرا گره هدف بیرون از محدوده انتقالی منبع باشد. با ایجاد دورترین موقعیت، شاید همه خودروها در محدوده انتقالی منبع در لاین مقابل قرار داشته باشند. در زیر باوجوداین چنین شرایطی، مسیریابی و انتشاردهنده در قالب چالش‌های انجام کار ارائه می‌دهیم. زمانی که هدف چندین پروتکل مسیریابی، برقراری ارتباط پراکنده شبکه بی‌سیم سیال است epidemic routing[4],single-copy[4], multi-copy spray. Wait[4])) آنها تنها مطالعات کمی که ساختار VANET را بررسی می‌کنند را دربرمی‌گیرند[8]. در این مقاله، ما مکانیسم ذخیره-حمل-ارسال را ارائه می‌دهیم که از عهده موارد اضافی برمی‌آید. با مشاهده نتایج به‌دست‌آمده برای برقراری ارتباط در خودروهای پراکنده یا تقاضای گسترش سریع داده، خودروها از فنّاوری ارتباط کوتاه اختصاصی (DSRC) استفاده می‌کند، شبکه مجدداً زمان را بهبود می‌بخشد به‌طوری‌که زمان تأخیر را کنترل می‌کند که باعث تحمیل تحویل پیام با تأخیر در بین خودروها می‌شود که می‌تواند زمان تحویل را از چند ثانیه به چند دقیقه تغییر دهد. این پیشنهادی که برای درخواست‌های ایمنی خودرو ارائه می‌شود، پروتکل مسیریابی Ad-Hoc جدید که به پروتکل‌های مسیریابی به نام‌های DSR و AODV نیاز خواهند داشت همچنین بهبود زیاد زمان را انجام نخواهد داد.
برای هر دو سناریوی ترافیکی متراکم و پراکنده، همه خودروها در دو ناحیه فرعی کار می‌کنند مشاهده می‌کنیم که ساختارهای محلی باهم واقعیت‌های ساختار کلی را منعکس می‌کند. همین‌طور احتمال اینکه هر دو شرایط ترافیکی در شبکه در کنار هم کار کنند وجود دارد برای نمونه، ترافیک در قسمت‌های مواصلاتی بزرگراه نرمال است، اما حرکت روانی در هر دو سوی تقاطع وجود دارد. همچنین احتمال اینکه در بعضی مواقع، هر خودرو دید متفاوتی به ساختارهای محلی داشته باشد وجود دارد به‌طوری‌که بعضی خودروها همسایگان کمی و بعضی دیگر همسایگان زیادی داشته باشند. در این موارد بعضی خودروها الگوریتم جلوگیری کننده انتشار را به کار خواهند گرفت به‌طوری‌که پیام ذخیره-حمل-ارسال را با هدف مشاهده ارتباط شبکه به کار خواهند گرفت.
1-2- طرح نهایی
پروتکل انتشاردهنده برای شبکه‌های بی‌سیم Ad-Hoc خودرو باید مطمئن، قوی و دارای پهنای باند کارآمد باشد. خصوصاً، پروتکل باید قادر به گسترش اطلاعات انتشاری با هدف تحویل پیام به گیرنده باشد. علاوه بر این، باید در مقابل همه شرایط ترافیکی قدرتمند باشد، ترافیک کم، ترافیک معمولی و ترافیک متراکم. نهایتاً نباید کوچک‌ترین سربار اضافی را به‌خصوص هنگام فعالیت در شرایط ترافیکی متراکم به وجود آورد. پروتکل DV-CAST طراحی‌شده را با فرض آماده بودن در نظر می‌گیریم. ابتدا فرض می‌کنیم که از زیرساخت‌های غیرقابل‌دسترس که باهم کار می‌کنند بهره می‌برد. با توانایی برقراری ارتباط در VANET ما فرض می‌کنیم که هر وسیله سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) دارد و وسیله ارتباط بی‌سیم نیز دارد، پیام‌های غیر هشداری (پیام hello) را در فرکانس کوتاه به‌صورت دوره‌ای به همه همسایه‌های خود ارسال می‌کند. درحالی‌که علائم دوره‌ای وقتی‌که پهنای باند مؤثر مشخص نیست یک قاعده تهاجمی است ولی مکانیسمی ضروری برای درخواست‌های ایمنی زیاد در VANET است. نهایتاً فرض می‌کنیم که هر خودرو عضو ویژه VANET نیست. طبق عامل گسترش تقاضا هر خودرویی ابزار ارتباط بی‌سیم ندارد.
1-3- طرح اصلی
ما استفاده از مسیریابی per-hop را ارائه می‌دهیم، شیوه‌ای که فقط از اطلاعات ارتباط محلی (ساختار hop-1 همسایه) برای انجام عمل مسیریابی استفاده می‌کند. انگیزه استفاده از ارتباط محلی در طرح پروتکل انتشاری برای تضمین حداکثر قابلیت دستیابی به پیام‌های انتشاریافته است. علاوه بر این، درخواست‌های دیگر ایمنی تنها بر پیام‌های هشداردهنده متکی هستند، قبل از این ارتباط، اخیراً قسمتی از اطلاعات را در برمی‌گیرد که پروتکل مسیریابی می‌تواند از آنها استفاده کند. ما معتقدیم که اطلاعات ساختار محلی برای مدیریت صحیح انتشار بسته کافی است. اطلاعات دیگر همچون ساختار کلی (آهنگ ترافیک/تراکم، یا فهمیدن بیشتر همسایه n-hop، درجایی که n>1) ممکن است برای طراحی سلسله‌مراتب پروتکل مفید باشد. برای مثال، یک شیوه احتمالی، استفاده از اطلاعات محلی که می‌تواند با انتشار دوره‌ای پیام hello به دست آید. اطلاعات حجیم می‌توانند در قاعده کاهش/ حذف از پیام hello دوره‌ای که در ناحیه ترافیکی متراکم به‌جای ذخیره پهنای باند استفاده کند، بنابراین این شیوه ممکن است در موضع‌گیری سریع در مورد واقعیت‌های موجود، واقعی نباشد:
