Ανάλυση και σχεδιασμός δικτύων μεταφορών με την χρήση autonomic και cognitive τεχνικών

Abstract

Η μεγάλη και συνεχής ανάπτυξη της κίνησης στις μεγάλες πόλεις έχει οδηγήσει σε μεγάλες καθυστερήσεις και ατυχήματα πάνω στα υπάρχοντα δίκτυα μεταφορών. Με την χρήση της IT τεχνολογίας έγινε μια προσπάθεια αύξησης της αποδοτικότητας του δικτύου και της ασφάλειας με ταυτόχρονη μείωση των ατυχημάτων. Έτσι σταδιακά οδηγηθήκαμε στην δημιουργία ευφυών δικτύων μεταφορών (Intelligent Transportation Systems). Τα ITS περιλαμβάνουν την τοποθέτηση διαδραστικών στοιχείων πάνω στο δίκτυο (πινακίδες, PDA μέσα στο αυτοκίνητο) ενώ ταυτόχρονα προσπαθούν να επηρεάσουν έξυπνα τα σταθερά τμήματα του δικτύου όπως τα φανάρια. Για την συλλογή των στοιχείων χρησιμοποιούνται αισθητήρες οι οποίοι συλλέγουν και στέλνουν όλα τα δεδομένα σε ένα κεντρικό σύστημα. Παρόλα αυτά, τα ITS παρουσιάζουν αρκετά προβλήματα. Οι κυκλοφοριακές συνθήκες αλλάζουν συνέχεια και η συλλογή πραγματικού χρόνου στοιχειών είναι απαραίτητη. Επίσης τα στοιχεία αυτά θα πρέπει να επεξεργάζονται σε πραγματικό χρόνο οπότε είναι απαραίτητη η χρήση αλγορίθμων βελτιστοποίησης. Ενώ ένα ακόμη πρόβλημα είναι η διαχείριση και η πολυπλοκότητα ενός τέτοιου συστήματος. Την λύση σε αυτά τα προβλήματα ήρθαν να δώσουν τα B3G συστήματα και η εφαρμογή των cognitive τεχνικών. Τα ασύρματα δίκτυο πλέον κινούνται πέρα από την εποχή της 3ης γενιάς (B3G). Πλέον οι παραδοσιακές τεχνολογίες μπορούν να συνεργαστούν και να συνυπάρξουν με τις radio access τεχνολογίες. Η πολυπλοκότητα η οποία δημιουργείται με την παρουσία τόσων τεχνολογιών μπορεί να αντιμετωπιστεί με την χρήση των cognitive τεχνικών. Ένα cognitive σύστημα μπορεί και αποκτά γνώση από παλιές αλληλεπιδράσεις με το περιβάλλον και να αποφασίζει τις μελλοντικές κινήσεις βασιζόμενο στις γνώσεις αυτές. Στόχος πάντα είναι η βελτιστοποίηση της απόδοσης. Ένα δίκτυο μεταφορών με την χρήση cognitive τεχνικών μπορεί να αποτελείται από τις υποδομές, τα αυτοκίνητα ενώ απαραίτητη είναι η διαχείριση της ροής πληροφορίας μέσα στο δίκτυο. Υπάρχουν αρκετοί τρόποι για την διαχείριση της cognitive λειτουργικότητας. Μπορούμε να έχουμε διαχείριση των cognitive λειτουργιών είτε στο αυτοκίνητο είτε στις υποδομές. Στην συγκεκριμένη εργασία, θα παρουσιάσουμε για πιο λόγο είναι αναγκαία η ανάπτυξη και η στροφή στα ευφυή δίκτυα μεταφορών. Θα εξετάσουμε θεωρητικά τα προβλήματα των συγκεκριμένων δικτύων και πως αυτά τα προβλήματα των ITS μπορούν να λυθούν με την χρήση των cognitive τεχνικών. Στη συνέχεια θα δημιουργήσουμε με την χρήση προσομοιωτή ένα δίκτυο μεταφορών και θα εξετάσουμε αναλυτικά τα συγκεκριμένα προβλήματα (αυξημένη κίνηση, χαμηλές ταχύτητες, μεγάλη πληρότητα των κόμβων). Μέσω του προσομοιωτή θα προσπαθήσουμε να δούμε πως μπορούμε να ξεπεράσουμε τα συγκεκριμένα προβλήματα. Στόχος της εργασίας είναι να εξετάσουμε τα προβλήματα που υπάρχουν στα δίκτυα μεταφορών ένα προς ένα και αν μπορούμε να βελτιώσουμε την απόδοση του δικτύου. Τέλος, θα συγκρίνουμε τα νέα στοιχεία που θα προκύψουν και θα ελέγξουμε το κατά πόσο αυτές οι τεχνικές αυξάνουν την αποδοτικότητα του δικτύου μας.