Conducción social cooperativa en ciudades inteligentes

Most of the world population lives in urban areas, and it is expected that the number ofinhabitants in cities will be 75% of the world's population by 2050. Thus, a wide rangeof challenges have to be faced by the different city stakeholders in order to mitigate thenegative effects of a very fast growth of such urban areas. One of the main concerns inmodern cities is mobility. The vast increment in the volume of urban road trafficexperienced during the last decades causes serious issues that have be confrontedwith new tools. Traffic jams bother the daily life of the population, mainly because trafficcongestion causes longer trip times and a larger associated pollution, not to mentionthe economic losses due to delays and other transport problems. Thus, great effortsare being made to develop Smart Mobility solutions.Vehicular ad hoc networks (VANETs) are based on the spontaneous creation of awireless network for data exchange between vehicles, mainly. Wireless networkingtechnologies are used in VANETs, including short range radio and cellular. Thesecommunication networks are leading the automotive industry today, as they have led tothe emergence of the connected vehicle and the Social Cooperative Driving (CSD).CSD allow drivers and vehicles to access different data sources in order to increasethe knowledge about the current road traffic status. Besides, other types ofinfotainment services and applications can be deployed using VANETs.File transferring is always an essential service in VANETs since their ultimate purposeis the exchange of information among the nodes. Thus, it is desirable to optimize the file transferring protocol to provide the applications with the best service possible. Oneof the ways to get such an efficient protocols is to better fit their configurationparameters to the VANETs specifications. This study proposes the application ofComputational Intelligence to obtain automatically optimal protocol configurations forvehicular environments. The main idea is to define the protocol configuration as anoptimization problem and address it by using intelligent tools, such as metaheuristics,and a realistic simulation procedure to evaluate the obtained solutions.In this work, we have carried out a real world testbed at streets of Málaga in order tostudy the performance of the analyzed file transfer protocol by exchanging informationbetween cars in a real urban. These experiments have confirmed the efficiency ofconfiguring VANET nodes with protocols improved by applying our methodology.Uno de los mayores retos a los que se enfrentan las sociedades modernas es lamovilidad urbana. La congestión de las carreteras y los problemas de seguridad vialson considerados factores clave en la degradación de la calidad de vida de losciudadanos. Las innovaciones tecnológicas que consigan mejorar la movilidadmarcarán gran parte del futuro de las ciudades inteligentes. Una de las tecnologíasmás prometedoras aplicadas a este ámbito son las redes vehiculares ad hoc. Estasredes de comunicación inalámbrica permiten la comunicación directa, gratuita ydinámica entre vehículos cercanos y de estos con elementos de la infraestructura vial.Estas redes de comunicación están marcando la industria del automóvil actual, ya quehan propiciado el surgimiento del vehículo conectado y la Conducción SocialCooperativa (Cooperative Social Driving, CSD). El acceso a distintas fuentes deinformación permite ampliar enormemente las funcionalidades del vehículo. El CSDpermite que los vehículos cercanos puedan interactuar intercambiando informaciónrelevante en tiempo real. Esta información puede haber sido recogida por los sensoresdel vehículo, introducida por usuarios o recibida de otro vehículo. De este modo losconductores circulan con una percepción más completa del estado real del tráfico ypueden ser advertidos sobre la existencia de obstáculos, accidentes, peatones en lavía u otro cualquier hecho importante. También se pueden desarrollar utilidades, comocrear nubes para el intercambio de documentos, fotos, vídeos y juegos.El CSD se sustenta en el intercambio de archivos, siendo capital que la transferenciade los mismos sea óptima. El que un mensaje llegue y que lo haga a tiemporepresenta la diferencia de evitar o no una situación peligrosa. Nuestro grupo deinvestigación ha desarrollado protocolos para este fin, y ha optimizado los existentes para que comiencen a ser útiles en situaciones reales de velocidades variadas yvolatilidad de la conexión.Por lo general, son expertos quienes por su experiencia o llevando a caboexperimentos de laboratorio proponen la configuración de un protocolo. En el presenteartículo se presenta la aplicación de la Inteligencia Computacional para laconfiguración automática e inteligente de protocolos aplicados en redes vehiculares.Para ello se ha definido la configuración de protocolos como un problema deoptimización y se han diseñado algoritmos inspirados en la naturaleza para resolverlo.Entre los algoritmos empleados destacan los Algoritmos Genéticos, que se basan enla Teoría de Darwin de la evolución de las especies, y los algoritmos de Optimizaciónpor Cúmulo de Partículas, inspirados en el comportamiento social de los animalescomo las aves en una bandada.Estos algoritmos se han combinado con un simulador de redes vehiculares realista yde forma automática han calculado configuraciones óptimas que han mejoradoconsiderablemente el rendimiento de los protocolos de comunicación analizados. Enlas pruebas reales en ciudad (Málaga), sólo los protocolos optimizados empleandonuestra metodología han podido transmitir la información que se requería de unvehículo a otro. Las aplicaciones posibles son innumerables, y la tecnología está listapara generar productos que se acepten en el mercado actual