IH QU GI TP. H H I H TRƢỜ Ọ KHOA UYỄ P M V ẾT Ã XÂY DỰNG CÁC ỨNG DỤNG ITS TRONG M NG VANET CHUYÊN NGÀNH : THU T VIỄ TH G ÃS : 60520208 UẬ V T S TP. H H I H, THÁNG 6 Ă 2016 G TRÌ H ƯỢC HOÀN THÀNH T I TRƢỜ I HỌC BÁCH KHOA – Q -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS.
Hà Hoàng Kha. (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. Nguyễn Minh Hoàng. (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường ại học Bách hoa, HQG Tp.
H Ngày 12 tháng 07 năm 2016. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. Nguyễn Minh Hoàng 2. Hà Hoàng Kha 3.
Võ Nguyễn Quốc Bảo 4. Trương ông Dung ghi 5. Trần Trung Duy Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘ ỒNG TRƢỞ K OA………… IH QU GI TP.H Ộ ÕA XÃ Ộ Ủ A V ỆT AM TRƢỜ Ọ K OA ộc lập - Tự do - ạnh phúc ỆM VỤ UẬ V T S Họ tên học viên: guyễn Phạm Viết hã MSHV:13460535 gày, tháng, năm sinh: 12/09/1982 ơi sinh: Phú Yên Chuyên ngành: Kỹ Thuật Viễn Thông ã số : 60520208 I.
TÊ Ề TÀ : Xây dựng các ứng dụng ITS trong mạng V ET. ỆM VỤ VÀ Ộ DU : . ghiên cứu mạng V ET. ghiên cứu các giao thức lớp ứng dụng trong mạng V ET.
ghiên cứu các giao thức ứng dụng trong mạng V ET với kịch bản xây dựng. ứng dụng vận tải thông minh (ITS). ghiên cứu công cụ mô phỏng mạng O eT++ ,công cụ mô phỏng giao thông. đường bộ SU O và công cụ mô phỏng phương tiện VEI S.
Thực hiện mô phỏng đánh giá kịch bản ứng dụng ITS được đề xuất. Rút ra các kết luận, vấn đề còn tồn tại, và hướng phát triển. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ(Ghi theo trong Q giao đề tài) : 07/07/2015. ÀY OÀ T À ỆM VỤ (Ghi theo trong Q giao đề tài): 21/6/2016 V.
HCM, ngày 21 tháng 06 năm 2016. Ộ ƢỚ DẪ Ủ ỆM Ộ MÔ ÀO T O (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRƢỞ K OA….……… (Họ tên và chữ ký) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cám ơn Tiến sĩ Võ Quế Sơn, người đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành Luận văn.Với những lời chỉ dẫn, những tài liệu, sự tận tình hướng dẫn và những lời động viên của Thầy đã giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện Luận văn này. Em cũng xin cám ơn quý Thầy Cô giảng dạy chương trình cao học Bộ môn “ ỹ Thuật Viễn Thông” đã truyền dạy những kiến thức quý báu, những kiến thức này rất hữu ích và giúp em rất nhiều khi thực hiện nghiên cứu. Trong thời gian hữu hạn việc thực hiện đề tài của em không thể tránh những thiếu sót trong Luận văn.
ính mong quý Thầy Cô thông cảm và chỉ dạy thêm. Thân chúc quý Thầy Cô lời chúc sức khỏe, niềm vui và hạnh phúc trong công việc và cuộc sống! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 6 năm 2016 Học viên thực hiện Nguyễn Phạm Viết Nhã TÓM TẮT Hệ thống giao thông hiện nay đã phát triển từ hệ thống xe ngựa thô sơ với con đường rải đá đến hệ thống vận tải đường bộ phức tạp hơn như hiện nay, một loạt các phương tiện và cơ sở hạ tầng khác được cải thiện, tất cả đưa ra để hỗ trợ an toàn giao thông và hiệu quả của phương tiện. Tiếp tục hoàn thiện hệ thống giao thông hiện nay là làm cho các phương tiện và cơ sở hạ tầng bên lề đường thông minh hơn bằng cách làm nó giao tiếp được với nhau.
Khả năng mới này sẽ giúp tìm ra những giải pháp mới cho những vấn đề hiện nay như ùn tắc giao thông, va chạm xe cộ, giám sát việc tuân thủ các quy tắc giao thông và cảnh báo cho các tài xế điều khiển về điều kiện mặt đường. Mạng VANET là mạng liên kết giữa các phương tiện V2V, V2I hỗ trợ cho nhiều ứng dụng nhằm hướng tới cải thiện an toàn giao thông và kinh nghiệm lái xe trên đường. Một ứng dụng An toàn giao thông trong mạng VANET dựa trên tiêu chuẩn truy cập không dây trong môi trường giao thông (W VE) được thiết kế, triển khai, mô phỏng và thử nghiệm trên một kịch bản có khả năng mở rộng nhằm hướng tới mô phỏng một hệ thống vận tải thông minh hoàn chỉnh bao gồm hai ứng dụng sau: Cảnh báo phương tiện khẩn cấp đang đến gần: ác phương tiện khẩn cấp( Xe cảnh sát/ cứu thương/ cứu hỏa) đang trong tình trạng khẩn cấp sẽ cảnh báo các xe đi chung trong tuyến đường di chuyển của nó và yêu cầu nhường đường bằng cách truyền thông qua mạng VANET. Cảnh báo phương tiện xảy ra tai nạn: Một phương tiện khi xảy ra tai nạn sẽ ngay lập tức phát cảnh báo các xe xung quanh về vụ tai nạn bằng cách phát bảng tin cảnh báo giữa các xe trong mạng VANET, giúp các xe xung quanh tạm dừng lại ở một khoảng cách an toàn hoặc chuyển sang tuyến đường khác do đó tránh được va chạm nguy cơ xảy ra tai nạn liên tiếp và giúp các xe chọn lại hướng đi mới để tránh nghẽn gây ùn tắt cho hệ thống giao thông.
ABSTRACT Today’s transport system has evolved from horse driven carriages and paved roads to a more complex road transport system made up of a variety of vehicles and other infrastructure, all put in place in order to support safe and efficient mobility of vehicles. The next step to further improve the transportation system of today is to make the vehicles and roadside infrastructure more intelligent by making them communicate with each other. This new ability will help find new solutions to current problems like traffic congestion, vehicular collisions, monitoring of adherence to traffic rules and alerting the drivers of hazardous conditions. Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs) are vehicle to vehicle and vehicle to road side infrastructure networks which make this possible by providing support to numerous applications aimed towards improving safety and driving experience on the road.
A Public Safety VANET application adhering to the IEEE Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) standard was designed, implemented, simulated and tested over a scalable open-sourced test bed aimed towards simulating a complete Intelligent Transportation System consisting of various application operating together. The application supports two features: Approaching Emergency Vehicle Alert: An Approaching Public Safety Vehicle (Police/Fire/EMS) in a state of emergency will alert the vehicles in its path using the VANET, causing them to give way. Post-Crash Warning: A vehicle involved in a crash will immediately alert approaching vehicles about its current state using the VANET, helping them come to a halt at a safe distance, hence avoiding pileups. The performance and adherence to the requirements was analyzed, and a demonstration of the system was prepared to showcase the application in action.
LỜ AM OA Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số liệu và kết luận nghiên cứu trình bày trong luận văn chưa từng được công bố ở các nghiên cứu khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Học viên thực hiện Nguyễn Phạm Viết Nhã Mục lục MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT.
x DANH MỤC HÌNH VẼ. xii DANH MỤC BẢNG. xv hƣơng 1: GIỚI THIỆU .2 Phác thảo sơ lược luận văn. 7 hƣơng 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG VẬN TẢI THÔNG MINH .1 Hệ thống vận tải thông minh .1 Các mô hình hoạt động .10 Tổng quan của IEEE 802.4 Kiến trúc và các tiêu chuẩn của hệ thống vận tải thông minh .1 Kiến trúc và các tiêu chuẩn tại Hoa Kỳ .2 Kiến trúc và các tiêu chuẩn tại Nhật Bản .3 Kiến trúc và các tiêu chuẩn tại châu Âu .5 Các yêu cầu đối với phương tiện hoạt động trong mạng VANET .6 Các ứng dụng trong mạng VANET .1 Hệ thống hỗ trợ lái xe an toàn.
23 vii Mục lục 2.2 Các phương tiện hợp tác nâng cao an toàn .3 Dịch vụ thông tin ITS. 26 hƣơng 3: AO T ỨC ỨNG DỤNG TRONG M NG VANET .1 ác điểm chính của mạng VANET .2 Các ứng dụng VANET .3 Mô hình truy cập không dây trong môi trường WAVE .1 Tóm tắt lịch sử của W VE .2 Các khối chức năng trong chồng giao thức WAVE. 44 hƣơng 4: KỊCH BẢN MÔ PHỎ VÀ KẾT QUẢ .1 Thiết kế mô phỏng ứng dụng cảnh báo xe khẩn cấp đến gần .1 Kịch bản mô phỏng .2 Thiết kế mô phỏng .2 Thiết kế mô phỏng ứng dụng xe xảy ra tai nạn .1 Thiết kế mô phỏng .3 Mô phỏng và đánh giá kết quả .1 ác mô hình di động cho mạng VANET .2 Mô hình ngẫu nhiên .3 Mô hình luồng.4 Mô hình giao thông .5 Mô hình hành vi .6 Mô hình dựa trên sự giám sát .4 Công cụ mô phỏng. 73 viii Mục lục 4.1 Công cụ mô phỏng mạng OMNeT++ .2 Công cụ mô phỏng giao thông đường bộ SUMO .3 Mô phỏng kết hợp hai chiều .4 Khung mô phỏng VEINS.5 Mô hình mô phỏng .6 Kết quả mô phỏng và phân tích .1 Kết quả thu thập các tiêu chí .2 Ứng dụng cảnh báo phương tiện khẩn cấp đang đến gần .3 Ứng dụng cảnh báo xe xảy ra tai nạn.
109 hƣơng 5: KẾT LUẬ VÀ ƢỚNG PHÁT TRIỂN. 110 TÀ ỆU T AM K ẢO. 115 Kết quả mô phỏng. 115 SƠ YẾU LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .
