Design and Analysis of A High Resuluation Navigation System for The Intillegent Transportation System

This paper suggests an information gathering and monitoring system designed for vehicular adhoc networks(VANETs) and that implemented in a large area. The suggested infrastructure consists of low cost wireless sensors covering certain areas and connected to “the monitoring and control center” through a master node, the study is divided into four phases: the first phase discusses the information gathering process in vehicles and sensors level, the second phase discusses how to send the brief road traffic information to the master node. This process is based on the concepts of the summarization and aggregation and study the effect of using one or two channels for that purpose, the third phase focuses on the information transportation between the master nodes until it reaches to “the monitoring and control center”, The mechanism of the information transportation in this phase is proposed to be in an ad-hoc manner using four adhoc protocols Ad-hoc On Demand Distance Vector Routing Protocol AODV, Dynamic Source routing DSR, Optimized Link State Routing Protocol OLSR and Temporally-Ordered Routing Algorithm Protocol TORA. The best protocol will be selected according to its data delivery, latency and average throughput on the radio channel and the fourth phase deals with dissemination of the gathered information to the vehicles. The proposed system is designed and simulated using “OPNET” package. The results indicate the ability of applying real time and high resolution monitoring system using these techniques. :ملتسأ 17 – 11 2013 :لبق 6 – 3 – 2013 Al-Rafidain Engineering Vol.22 No. 4 May 2014 00 1 . :ةمدقملا (ةيكلسلالا ةيلحملا تاكبشلا يف ةثيدحلا تاروطتلا Wireless Local Area Network WLAN عون روهظ ىلا تدأ ) تاكبشلا نم ديدج لثم ـلا تاكبشو تابكرملا تاكبش Ad-hoc (تابكرملل Vehicular Ad-Hoc Networks Vanets ) [ 1 ] ـلا ةكبش . Ad-hoc (تابكرملل VANET ـلا تاكبش لاكشأ نم لكش يه ) Ad-hoc ةزهجلأل (ةلوجتملا Mobile Ad-Hoc Networks MANETs ميظنتلا ةيتاذ ةيعيزوت تاكبش يهو ) [ 2 ] تابكرملا تاكبش . ـلا تاكبشو VANETs تاكبش ىلع باكرلاو نيقئاسلل ةحارلاو ةملاسلا زيزعتل ةديدج ةمظنأ ريوطتل ةيتحت ةينب رفوت نم ءزجك هريوطت مت تاكبشلا نم عونلا اذه .ةيكلسلالا تلااصتلاا ةزهجأب ةزهجملاو ةلقنتملا تابكرملا نيب لكشتت ،قرطلا لا ةمظنأ ت ـلا ةيكذلا لقن ITS (رومطملا رتويبمكلا نيب لماكتلا .لقنلا ةمظنأ ءادأ نيسحتل Embedded Computers ،) ( ةحلاملا ماظنو ،راعشتسلاا ةزهجأو GPS خلاو ) لك ،ةيكذلا تايمزراوخلا عم ةيكلسلالا تلااصتلاا ةزهجأو ،ةيمقرلا طئار ةمظنلأا هذه عيمج لماكتو ،قرطلا ىلع ةملاسلا نيسحتل تاقيبطتلا نم عاونأ ةدع ريوطت ىلع تدعاس تايناكملاا هذه لقنلا فورظ لثمت يتلا تامولعملا .يقيقحلا نمزلاب تامولعملا ىلع لوصحلا يف نيقئاسلا دعاست دعاست قيرطلل ةيلاحلا دوقولا كلاهتسا طبضو تقولا ريفوت يلاتلاب ،تاماحدزلاا لكاشم لحل ةديدج قرط داجيا كلذكو ،ةدايقلا ليهست ىلع [ 3 ] ، ىلإ ةفاضلإاب ا نيسحت تاكبشو تابكرملا تاكبش يف ةملاسلا لثمت لا يتلا ىرخأ تاقيبطت معد اضيأ نكمي .ةملاسل ـلا VANET ( ةمدخلا ةدوج نامض بلطتت يتلاو Quality of Service QoS تاهويرانيس نم ناعون كانه .) (تابكرملا تلااصتا :يهو تابكرملا تاكبش يف تلااصتلاا Vehicle-to-Vehicle V2V تابكرملا نيب تلااصتاو ) تادحولاو ىلع ( قيرطلا بناج Road Side Units RSUs (ـب اهيلا راشي ) Vehicle-to-RSU V2R ـلا .) RSUs لاا تاكبشلا عم لصتت نا نكمي كلذكو اهنيب اميف لصتت (لكشلا يف امك .تنرتنلاا لثم ىرخ 1 ) [ 4 [] 5 ] . فظوت نا عقوتي يف ةمدقتم تاينقت تابكرملا تاكبش بيرقلا ىدملا تلااصتا لاجملا (ةصصخملا Dedicated Short Range Communications DSRC يتلا ،) يعملا تاينقت ىلع دمتعت را IEEE802.11 ، لام نوكت يتلاو ئ تابكرملا تاكبش ةئيبل ةم تانايب لقن لدعمب تانايبلا لقنب مهاستل ريغت تايلمعل عضخت يتلا تائيبلا يف يلاع تاكبش يف تلااصتلاا لاثم ةرمتسم لقن تلادعم بلطتت يتلاو تابكرملا [ةيلاع 6 .] 2 ةقباسلا لامعلأأ تلذب يتلا دوهجلا نم ريثكلا كلانه ةمدختسملا تاينقتلاو ،اهرشنو تامولعملا عمجل ةديدج تافينصت حارتقا يف :دوهجلا هذه نم ضعب يتأي اميفو .تابكرملا ةحلام ةمظنلا ةديفم تامولعم جاتنلإ ةعبتملا تايمزراوخلاو  ف ماع ي [ 8 ] 2011 تانايبلا لقن تلا دعم نم ةفلتخم تارايتخأ ىلع ريثأتلا ليلحتب نورخآو حلاف نم لك ماق مظن" يف تامولعملا رشن ىلع اهتردق ثيح نم ةيلاحلا ةكبشلا ءادأ م يقت يتلا جذامنلا داجيإو لاسرلاا تايدمو ( "ةينواعتلا تابكرملا ةملاس Cooperative Vehicle Safety Systems CVSSs عب .) ريثأتل قيقد ليلحت د (ةيفخملا ةدقعلا Hidden Node يف ) ـلا تاكبش VANETs مدختست نأ نكمم ةانقلا لاغشا ةبسن نأ اورهظا ، ماظن حاجن ىدم ددحت ،يلاتلابو ،تامولعملا راشنتا حاجنل رادقمك Cooperative Vehicle Safety Systems CVSSs) طيسلا تاططخم ميمصتل جئاتنلا هذه مدختسأ مت ،) ،لاسرلأل ةرييغتم ةردق لجأ نم لعفلا دودر ىلع ةر .لاصتلاا ةكبشو قرطلا ىلع رورملا ةكرح يف نيابتلل ةيوقلا لاكشلأا دحا لثمت يتلاو  ماع نورخآو نوبيببكناب [ 9 ] 2011 ـلا تلااصتا تلاوكوتورب قمعب اوعجارو اوف نص Ad-hoc تاينقتو تابكرملل سملا يف هنأ نوثحابلا دقتعي .تابكرملا نع يقيقح نمزب اهرشنو رورملا تامولعم عيمجت دهشيس بيرقلا لبقت .تامولعملا عيمجت ةمظنلا ةيتحتلا ىنبلا يف ةمدختسملا ةتباثلا تاسسحتملا نم لادب ةلوجتم تاسسحتم قيرط (ةيعيزوتلا تاكبشلا Distributed Network ) ـلا تاكبش يف امك( Ad-hoc ـلا تابكرملل VANETs نأ نكمي ) ب لوحتت عمجت نأ نكمي ةبكرم لك نأ ذا ،لقأ ةيتحت ةينببو ،ميظنتلا ةيتاذ تامولعم ةمظنأ تاكبش ىلإ ةلوهس اذه رشنت مث تابكرملا ةفاثكلاو ريسلا لدعمو ةلحرلا ةدم لثم ،رورملا ةلاح نع ريرقت لمعتو رورملا تامولعم ريرقتلا . (لكشلا 1 .تابكرملا تاكبش بيكرت لثمي ) :يلع يكذلا لقنتلا ماظنل ةقدلا يلاع ةحلام ماظن ليلحتو ميمصت 01  ماع نورخآو ملاع نم لك ماق 2112 [ 11 ] عقاوملا تامولعم ةشقانمب ( Position Information طرش يه يتلا ) ةيبسنلا عقاوملا .عقوملا ىلع ةمئاقلا تامدخلاو تاقيبطتلا نم اهريغو تابكرملا ةحلام يف ةديدع تاقيبطتل يساسأ طصلاا رامقلأا ةمظنأ مادختسا نكمي .اهريغو مادطصلاا يدافت كلذ يف امب ،تاقيبطتلا نم ريثكل ةلاعف ةيعان (ةماعلا ةحلاملل Global Navigation Satellite Systems GNSSs ،ةيبسنلا وأ ةقلطملا عقاوملا ديدحتل ) بلطتمب يفت لا ةقدلا ىوتسم نكلو مت اذهل ،تاقيبطتلا نم ديدعلا تا (ينواعتلا عقومتلا ةينقت مادختسإ Cooperative Positioning CP ) ت نكمي ذا ،ةفلتخم رداصم نم تانايبلاو ةكبش يف يبسنلا وأ قلطملا عقومتلا نيسح ـلا VANETs . 2 . :حرتق ملا ماظنلا ءازجأ أ :تابكرملا لا يكل ةبكرم ت ةحلام ماظن نيوكت عيطتس نم ةدافتسلااو دبلا تامولعملا ىلع يوتحت نأ ماظن ماظن نيوكتل تامولعملا نم ديفتسي ةجلاعملل يبوساح تلاوكوتوربو ةحلاملا لقنل و تانايبلا هذه ماظن ةمزحلا نمض لمعي يكلسلا لابقتساو لاسرإ ISM رادصإب IEEE802.11a [ 12 ] و ، ديدحت ماظن عقوملا و ، عمج ىلع لمعت يتلا تاسسحتملا تامولعملا و ، ثمت يتلا جارخلإاو لاخدلإا ةموظنم ل ماظنلاو مدختسملا نيب لعافتلل ةهجاولا يف امكو (لكشلا 2 ) . ب عمجتل ةسيئرلا قرطلا يف رشتنت :تاسسحتملا (لكشلا يف امك ،تابكرملا نم تامولعملا 3 دعب ،) ،قرطلا ةلاح نع ةصخلملا مزحلا دادعإب موقت كلذ ةليلق اهنأ ثيح نم صئاصخ تاسسحتملا هذهلو اسرلإا ىدم ،ءازجلأاو بيكرتلا ثيح نم ةفلكلا ل ملاتسلااو وه سسحتم لكل 311 رتم [ 13 ةمزحلا ،] ةمزحلا نمض اهيلع لمعت يتلا GHz5 رادصإب IEEE802.11a . ت :ةيزكرملا طاقنلا ي ك نو لل رثكلاا ىلع ةيزكرم ةطقن ب قحلملا سسحتملا ةفاضلإاب تاسسحتم ةينامث ،اه و قرطلا ةبقارم ىلع لمعت ، و ت لسر لثمت لئاسر ب ة ب قا ر ملا قرطلا ةلاح ا يف امك تاسسحتمل لكشلا ( 4 ) . ةرشتنملا ةيزكرملا طاقنلا لسرت ةرطيسلا ةبقارملا زكرم ىلا تامولعملا . ث زكرم يساسلاا مداخلا وهو :ةبقارملاو ةرطيسلا ،ةيزكرملا طاقنلا نم تامولعملا عيمجت ىلع لمعيو ىلع اهعيزوت ديعيو ةملتسملا تانايبلا جلاعي مث .تابكرملا لكشلا ( 4 ) .اهب ةقحلملا تاسسحتملا عم ةيزكرملا ةطقنلا : ةحلاملل رورملا ةطراخ (لكشلا 2 .ةحلام ماظن ةهجاول جذومنأ حضوي ) صتلاا ا نيب ل صتلاا ا بكرملا نيب ل سسحتملاو ة سسحتملا 611 رتم صتلاا ا رملا نيب ل تابك (لكشلا 3 يساسلاا انبلا ) .ةحلاملل يلحملا دهشملاو ماظنلل نيب لاصتلاا سسحتملا ةطقنلاو ةيزكرملا نيب لاصتلاا سسحتملا ةيزكرملا ةطقنلاو سسحتملا سسحتملا سسحتملا سسحتملا سسحتملا سسحتملا سسحتملا ةطقنلاو ةيزكرملا ةطقنلاو سسحتملا ةيزكرملا سسحتملا سسحتملا سسحتملا س حتملا س حتملا سسحتملا نيب لاصتلإأ ةيزكرملا ةطقنلاو سسحتملا نيب لاصتلإأ ةيزكرملا ةطقنلاو سسحتملا سسحتملا سسحتملا Al-Rafidain Engineering Vol.22 No. 4 May 2014 01 3 . آ :ماظنلا لمع ةيل ةحلام مسقنت ا دامتعلإاب نيمسق ىلإ تابكرمل تامولعملا ةعيبط ىلع امه (يلحملا ةحلاملا ماظن Local Navigation System :) ملاو لئاسر نم نوكتيو ،يقيقحلا نمزـلا تامولعم ىلع ينب تابكرملا ةقيرطب اهتلاح نع ةيرودلا ـلا Broadcast ، و ( ماعلا ةحلاملا ماظن Global Navigation System :) يذلاو يف ةعمجملا تامولعملا ىلع دمتعي لا تاسسحتملا تم ةحلاملا ماظن ةقدو ةوق دمتعت .قرطلا ةكبش ىلع ةرطيسلاو ةرادلاا زكارم نم كلذكو قرطلا ىلع ةدجاو ىدم ىلع ماعلا ةقد و ،تامولعملا كلت ةعرس اهعيمجت [ 14 ] . و رمت فوس ماظنلا يف تامولعملا عيزوتو عيمجتل ةماعلا ةيللآا روكذملا ةحلاملا يماظن ليغشتل راوطأ ةعبراب ي امكو ،ماظنلا ميسقت مت اهساسا ىلع يتلاو ،هلاعا ني تأ :ي :لولاا روطلا وه يلحملا ةحلاملا ماظن ساسا ، و تعي دم لا ىلع ةيرود ةلاسر تابكرملا نم )ةرانملا وأ بلقلا تاضبن( ، يتلاو ملتست يأ( ةلاسرلا ) نيب ام ةلاسرلا هذه لوط حوارتي .تاسسحتملا لبق نم 25 تائام ةدع ىلإ تياب ةدحاولا ةمزحلل [ 15 ] ، ةيويدارلا ةانقلا ىلع ماحدزلاا ليلقتل ناكملإا ردق ةلاسرلا مجح ليلقت بجيو [ 15 ] دقو ، مت ةلاسرلا مجح رايتخا 100 تياب ،ةاكاحملا ضارغلأ و عقوملاو )ةبكرملا هب دجاوتت يذلا عطقملا(قيرطلا ناونعو ةبكرملا ناونع ىلع يوتحت نأ دبلا و متخ (تقولا Timestamp ) [ 16 ] ةعرسلاو [ 14 ] هاجتلااو [ 16 ] [ 7 .ليجعتلاو ] :يناثلا روطلا ام روطلا هذه يف هدعب زكرن ىلع ةرظنلا ذإ ،)ةعساو ةقطنمل ةرظنلا يأ(ةماعلا عمجب سسحتملا موقي ك ةلاح نع ةيزكرملا ةطقنلا ىلإ ةيرود لئاسر لسريو قيرطلا نم عطقم لكب ةصاخلا تاصخلملا داجيا مث تامولعملا ل عطقم نيتيناث لك [ 3 ] جل قرط ةدع ىلع دمتعت تابكرملا ةكبش . اهعيزوتو اهتجلاعمو تامولعملا عم تناك ا ملو ، ل ةكبشل نيمدختسملا لبق نم ةمدختسملا تاقيبطتلا يف رثؤت فوس يتلاو اهريغو ةمزحلا ةيحان نم تاددحم [ 15 ] تايلآ ربتعت . ـلا ةمظنأ يف ريبك يدحت اهعيزوتو تامولعملا عيمجتVANETs هذهو ،تابكرملا تاكبشو آ رظنب ذخأت نأ بجي تايل ةورذلا تاقوا يف لاصتلاا ءاوجأو ةعسلا ثيح نم ةكبشلا تاددحم رابتعلاا [ 3 ] . اذه يف ةحرتقملا ةقيرطلا ثحبلا نأ يه هلوط( قيرطلا نم عطقم لكل600 نم تامولعملا ملاتسا ىلع لمعي )ةيلاثملا ةلاحلا يف(هفصتنم يف سسحتم )رتم ةقيرطلاب اهتجلاعمو تامولعملا ملاتسا ىلع لمعت يتلاو ،ةيزكرم ةطقن ىلإ اهلاسرإ مث نمو ريراقتلا صلاختساو تابكرملا .ةيزكرملا ةطقنلا ىلإ اهلاسراو اهتجلاعم مث نم ،ةحلاملا ماظن نوكت يتلا ةقيرطلا هذه يف لواحن ناضيفلا بولسأ بنجت ،لاسرلإا ةداعإو ذإ نأ نكمملا نم ببست ةمدخلا ىوتسم ليلقت ماظنلل لشفلا وأ نايحلأا ضعب يف ىرخأ نايحأ يف [ 17 ] . :ثلاثلا روطلا ب ةيزكرملا ةطقنلا موقت م مهنم تامولعملا عمجت يتلا تاسسحتملا نع ةلاسر ن وكت مث لئاسرلا هذه ةجلاع مدختسإب ةرطيسلاو ةبقارملا زكرم ىلإ اهلسرتو )ل