Дослідження алгоритмів кластеризації у транспортній системі за технологією Vehicular Ad Hoc Networks

Анотація

Розглянуто актуальне питання підвищення якості дорожнього руху в транспортних мережах VANET. Показано, що один із ефективних підходів для збільшення масштабованості мережі та надійності з’єднань в мережах VANET – це використання алгоритмів кластеризації. Кластеризація покращує загальну стабільність та продуктивність мережі завдяки об’єднанню транспортних вузлів у кластери за певними умовами, що ефективно знизить навантаження в мережі. Дослідження алгоритмів ABCА і МОСА спрямоване на отримання результатів, що підтверджують загальну мету кластеризації – групування транспортних одиниць у кластери впродовж тривалого часу. В дослідженні основну увагу приділено знаходженню ключових показників продуктивності транспортної мережі VANET: тривалості служби кластера, часу життя членів кластера, кількості кластерів. Для оцінки змін завантаженості в мережі зібрано статистичні дані про кількість клас-терів і транспортних вузлів у різні моменти часу при зміні щільності транспортного потоку. Проведено оцінку результатів дослідження шляхом аналізу метрик, які відзначають особливості роботи транспортних вузлів в мережі – інтенсивності обміну службовими повідомленнями між вузлами в мережі для порівняння та оцінки ефективності алгоритмів кластеризації. Відмічено, що збільшення кількості транспортних вузлів впливає на загальний обсяг трафіку та можливості формування кластерів з прийнятними параметрами. Показано, що вибір алгоритму залежить від пріоритетів проєкту та характеристик мережі в будь-який час транспортної обстановки. Практичне значення результатів полягає в успішному формуванні стабільних кластерів і можливості міжкластерних обмінів службовими повідомленнями між транспортними вузлами для підтримки зв’язку, що сприяє ефективній організації трафіку в реальному часі. Надано рекомендації щодо використання алгоритмів кластеризації МОСА та ABCА в різних умовах транспортного потоку. Показано, що алгоритмом МОСА забезпечується можливість формування стабільної групи кластерів на автострадах або магістралях, а алгоритм ABCА демонструє більш стабільну роботу у міському середовищі.