Expediency of Penetration Ratio and Evaluation of Mean Throughput for Safety and Commercial Applications in VANETs

Vehicular ad hoc network (VANET) applications are principally categorized into safety and commercial applications. Efficient traffic management for routing an emergency vehicle is of paramount importance in safety applications of VANETs. In the first case, a typical example of a high dense urban scenario is considered to demonstrate the role of penetration ratio for achieving reduced travel time between source and destination points. The major requirement for testing these VANET applications is a realistic simulation approach which would justify the results prior to actual deployment. A Traffic Simulator coupled with a Network Simulator using a feedback loop feature is apt for realistic simulation of VANETs. Thus, in this paper, we develop the safety application using traffic control interface (TraCI), which couples SUMO (traffic simulator) and NS2 (network simulator). Likewise, the mean throughput is one of the necessary performance measures for commercial applications of VANETs. In the next case, commercial applications have been considered wherein the data is transferred amongst vehicles (V2V) and between roadside infrastructure and vehicles (I2V), for which the throughput is assessed.

Operational inferences on VANETs in 802.16e and 802.11p with improved performance by Congestion alert

Mobile WiMAX is a burgeoning network technology with diverse applications, one of them being used for VANETs. The performance metrics such as Mean Throughput and Packet Loss Ratio for the operations of VANETs adopting 802.16e are computed through simulation techniques. Next we evaluated the similar performance of VANETs employing 802.11p, also known as WAVE (Wireless Access in Vehicular Environment). The simulation model proposed is close to reality as we have generated mobility traces for both the cases using a traffic simulator (SUMO), and fed it into network simulator (NS2) based on their operations in a typical urban scenario for VANETs. In sequel, a VANET application called `Street Congestion Alert' is developed to assess the performances of these two technologies. For this application, TraCI is used for coupling SUMO and NS2 in a feedback loop to set up a realistic simulation scenario. Our inferences show that the Mobile WiMAX performs better than WAVE for larger network sizes.

Analisi della rete di trasporto di Manduria: implementazione di un modello di simulazione

Il sistema viabile rappresenta una parte fondamentale nella dinamica dei trasporti al servizio della mobilità di trasporti e merci. La mobilità, ha fatto registrare ritmi di crescita sostenuti nel corso degli anni. Le trasformazioni sociali, del mercato del lavoro, lo sviluppo produttivo e commerciale, la posizione baricentrica tra le province jonca salentina e brindisina fanno di Manduria, una realtà dove è necessario prestare attenzione al sistema dei trasporti. Tuttavia la rete statale di vecchio stampo che risulta utilizzata, soprattutto da quote di mobilità interprovinciale per questioni di economicità del percorso e dal momento che manca una rete viaria ordinaria funzionale e scorrevole che colleghi in modo capillare il territorio fanno si che la Strada Statale 7ter risulti congestionata in maniera diffusa. La Superstrada di nuova costruzione sarebbe potuta essere un importante arteria stradale allacciandosi alla SS Taranto Brindisi Lecce collegando il sud della provincia Jonica in modo capillare ai comuni della provincia Taranto e Lecce, la quale non è stata ultimata ed avrebbe rappresentato una valida alternativa alla statale esistenti. Oltre a favorire i collegamenti tra il territorio jonico, brindisino e quello salentino, tale intervento sarebbe stato necessario per ridurre la componente di traffico di attraversamento di una serie di centri urbani, tra cui il Comune di Manduria. In questa tesi, sulla base dei dati raccolti dall’ultimo censimento nell’ambito provinciale e del Comune di Manduria, verrà implementato il funzionamento del Piano del Traffico stradale del Comune di Manduria e verranno condotte delle simulazioni, con l’ausilio del software di pianificazione di sistemi di trasporto stradale Omnitrans, versione demo, scaricabile gratuitamente dal sito www.omnitrans-international.com. Si ricercheranno stime sul funzionamento della rete, valutando la congestione del traffico ed eventualmente in termini di aumento della sicurezza e riduzione dell’inquinamento atmosferico.

Analisi di performance di un terminal aeroportuale e sistemi a coda: studio teorico e applicazione numerica per la mobilità land-side dell'aeroporto `G.Marconi' di Bologna

Questa tesi si propone di indagare l'impatto di alcuni scenari di sviluppo aeroportuale legati alla prevista implementazione di un sistema di trasporto APM - People Mover, in termini di performance del terminal passeggeri dell'Aeroporto `G.Marconi' di Bologna, per fornire soluzioni efficaci alla mobilità. Il background teorico è rappresentato dai risultati ottenuti dalla ricerca sperimentale e ormai acquisiti dalla trattazione classica per code markoviane avanzate (bulk queus), mentre il metodo messo a punto, del tutto generale,parte dagli arrivi schedulati e attraverso una serie di considerazioni econometriche costruisce una serie di scenari differenti,implementati poi attraverso la simulazione dinamica con l'utilizzo del software ARENA. Le principali grandezze di stato descrittive dei processi modellizzati ottenute in output vengono confrontate e valutate nel complesso, fornendo in prima approssimazione previsioni sull'efficacia del sistema previsto. Da ultimo, vengono proposti e confrontati i due approcci forniti tanto dalla manualistica di settore quanto da contributi di ricerca per arrivare a definire un dimensionamento di massima di strutture per la mobilità (una passerella di collegamento del terminal alla stazione APM) e una verifica della piattaforma per l'attesa ad essa contigua.

Infrastrutture per la mobilità, interventi di trasformazione territoriale e valorizzazione immobiliare: una proposta metodologica di approccio integrato

In una situazione caratterizzata dalla scarsità delle risorse finanziare a disposizione degli enti locali, che rende necessario il contributo dei privati alla realizzazione delle opere pubbliche, e dalla scarsità delle risorse ambientali, che impone di perseguire la sostenibilità degli interventi, la tesi si pone l’obiettivo di rendere le realizzazioni di nuove infrastrutture viarie “attive” rispetto al contesto in cui si collocano, garantendo l’impegno di tutte parti coinvolte. Si tratta di ottenere il contributo dei privati oltre che per le opere di urbanizzazione primaria, funzionali all’insediamento stesso, anche per la realizzazione di infrastrutture viarie non esclusivamente dedicate a questo, ma che sono necessarie per garantirne la sostenibilità. Tale principio, che viene anche denominato “contributo di sostenibilità”, comincia oggi a trovare un’applicazione nelle pratiche urbanistiche, sconta ancora alcune criticità, in quanto i casi sviluppati si basano spesso su considerazioni che si prestano a contenziosi tra operatori privati e pubblica amministrazione. Ponendosi come obiettivo la definizione di una metodologia di supporto alla negoziazione per la determinazione univoca e oggettiva del contributo da chiedere agli attuatori delle trasformazioni per la realizzazione di nuove infrastrutture viarie, ci si è concentrati sullo sviluppo di un metodo operativo basato sull’adozione dei modelli di simulazione del traffico a 4 stadi. La metodologia proposta è stata verificata attraverso l’applicazione ad un caso di studio, che riguarda la realizzazione di un nuovo asse viario al confine tra i comuni di Castel Maggiore ed Argelato. L’asse, indispensabile per garantire l’accessibilità alle nuove aree di trasformazione che interessano quel quadrante, permette anche di risolvere alcune criticità viabilistiche attualmente presenti. Il tema affrontato quindi è quello della determinazione del contributo che ciascuno degli utilizzatori del nuovo asse dovrà versare al fine di consentirne la realizzazione. In conclusione, si formulano alcune considerazioni sull’utilità della metodologia proposta e sulla sua applicabilità a casi analoghi.

Simulazioni di named data networking per reti veicolari

Le reti veicolari, anche dette VANET, sono da tempo oggetto di studio. Durante il periodo di ricerca svolto presso l'Università della California Los Angeles (UCLA) è stato possibile studiare i protocolli adatti allo scambio di contenuti fra i veicoli secondo il paradigma del Named Data Networking (NDN). Il Named Data Networking rappresenta un nuovo modello di comunicazione per il reperimento dei contenuti all'interno della rete. Nelle VANET ogni veicolo è potenzialmente un fornitore di contenuti, oltre che un richiedente. L'infrastruttura di riferimento posta all'interno del campus universitario permette il reperimento di dati necessario allo studio del problema, non solo da un punto di vista pratico ma anche da un punto di vista teorico. Infatti, data la tipologia dei test e le difficoltà intrinseche che essi comportano, l'attività di simulazione svolge un ruolo importante per lo sviluppo e lo studio del protocollo all'interno delle reti veicolari. L'attività di ricerca svolta si articola nei seguenti aspetti: introduzione al nuovo paradigma di comunicazione: principi del Named Data Networking, funzionamento di NDN, reti veicolari, applicabilità di NDN alle VANET; modelli di mobilità per le reti veicolari: linee guida per la costruzione di un modello di mobilità, situazione attuale dei modelli disponibili, simulatori di rete, strumenti utilizzati e il loro funzionamento; attività di simulazione: pianificazione e implementazione di diverse tipologie di scenari di reti veicolari; analisi dei dati raccolti dalla fase precedente: vengono elaborati i dati raccolti e si cerca di catturarne gli aspetti più significativi. L'obiettivo è quello di condurre uno studio di fattibilità sull'applicazione di NDN alle reti mobili, in particolare alle reti veicolari in ambito urbano. Al momento in cui è iniziata la collaborazione con il gruppo di ricerca del Network Research Lab di UCLA, era da poco stata rilasciata la prima versione di NDN contenente l'estensione pensata per il veicolare, quindi non erano presenti in letteratura studi condotti per questo tipo di scenari. Lo scopo è quello di estrarre informazioni e ricavarne significative indicazioni sulle prestazioni del sistema.

Un servizio di route planning per scenari di mobilità elettrica

Nelle smart cities moderne, la mobilità di veicoli elettrici (EV) è considerata un fattore determinante nella riduzione del consumo di combustibili fossili e conseguenti emissioni inquinanti. Tuttavia, nonostante gli interessi e investimenti a livello globale, l'accettazione da parte degli utenti è ancora bassa, principalmente a causa della mancanza di infrastrutture e servizi a supporto dei guidatori di EV. Queste mancanze sono la causa principale della cosiddetta range anxiety (timore che il veicolo non abbia autonomia sufficiente per raggiungere la destinazione) e hanno portato al preconcetto che gli EV siano adatti alla sola percorrenza di brevi tragitti. Per contrastare questi problemi, in questo documento è proposta un'applicazione di route planning che supporti mobilità di EV anche su percorsi medio-lunghi, mediante utilizzo di un modello di predizione del consumo energetico e considerazione dell'eventuale necessità di ricarica. Saranno descritte tecniche per determinare il tragitto che un EV sia in grado di percorrere per arrivare a destinazione, in considerazione di restrizioni energetiche, fattore altimetrico del percorso ed eventuali operazioni di ricarica necessarie. Il modello di consumo e l'algoritmo che determina il miglior percorso (dal punto di vista energetico) sono implementati da un web service che interagisce con i servizi di Google Maps (per ottenere indicazioni stradali, dati altimetrici e informazioni in tempo reale sul traffico) e con servizi che offrono informazioni sulle stazioni di ricarica e relative posizioni. Dopo aver descritto il modello di consumo e l'algoritmo per la ricerca del percorso, sarà presentata l'architettura del servizio implementato. Sarà quindi fornita una valutazione del servizio, analizzandone performance e scalabilità, nonché l'efficacia nel supporto di percorsi di EV all'interno di scenari su larga scala (nello specifico la regione Emilia Romagna), attraverso tecniche di simulazione.

Confronto simulativo tra architetture per la mobilità: analisi simulatore MIPv6 e confronto con ABPS

Il presente elaborato tratta il lavoro di studio, analisi e sperimentazione effettuato dal sottoscritto, Giovanni Sitta, in conclusione al Corso di Laurea Magistrale in Informatica presso l'Università degli Studi di Bologna. Questo ha dapprima previsto un periodo di approfondimento di alcune architetture di supporto alla mobilità dei terminali di rete, in particolare di due protocolli allo stato dell'arte, Mobile IPv6 (MIPv6) e Locator/Identifier Separation Protocol (LISP), e di una terza architettura sperimentale denominata Always Best Packet Switching (ABPS). Sono stati in seguito esaminati tre simulatori, uno per ciascuna architettura di supporto alla mobilità considerata, realizzati come estensioni della libreria INET del framework OMNeT++, assicurandosi che fossero conformi alle specifiche del protocollo implementato (almeno entro i limiti di semplificazione rilevanti ai fini del lavoro), e correggendone eventuali problematiche, mancanze e anomalie in caso questi non le rispettassero. Sono poi stati configurati alcuni scenari simulativi utilizzando le tre librerie, in prima battuta di natura molto semplice, utilizzati per verificare il corretto funzionamento dei simulatori in condizioni ideali, e successivamente più complessi, allestendo un ambiente di esecuzione più verosimile, dotato di un maggior numero di host connessi alla rete e di ostacoli per i segnali radio usati nelle comunicazioni wireless. Tramite i risultati sperimentali ottenuti da queste simulazioni è stato infine possibili realizzare un confronto tra le prestazioni di MIPv6, LISP e ABPS.

Confronto simulativo tra architetture per la mobilità: analisi simulatore LISP e confronto con ABPS

L'utilizzo sempre crescente di dispositivi mobili, lo sviluppo di applicazioni mobile in continuo aumento, e la necessità di una sempre migliore qualità della comunicazione, ha portato grande interesse ad analizzare i protocolli di supporto alla mobilità dei terminali. Questi, tra i quali il più conosciuto è forse Mobile IP, vengono posti in esame utilizzando diverse metriche per valutarne le prestazioni. Si confrontano dunque due protocolli: LISP e ABPS; per ognuno dei quali ne viene presentata e descritta l'architettura e le principali funzionalità; entrambe queste architetture per il supporto alla mobilità, prevedono delle specifiche per fornire continuità nella comunicazione durante il roaming di un nodo multihomed. Vengono presentati poi gli strumenti con i quali verrà effettuata il l'analisi: il simulatore a eventi discreti OMNeT++ e il suo framework INET. Successivamente sono descritte le principali componenti dei simulatori per LISP e ABPS, che modellano le meccaniche dei due protocolli analizzati. Questi sono stati sottoposti a modifiche mirate a correggerne eventuali anomalie di comportamento, e ad introdurre nuove funzionalità, soprattutto per quanto riguarda ABPS, che era solo parzialmente implementato. Sono mostrati gli scenari in cui verranno effettuati i test per il confronto delle prestazioni: uno scenario semplice e uno che cerca di proporre una rete urbana verosimile; di seguito vengono elencati i parametri e le configurazioni utilizzate per ognuno dei due scenari. Infine vengono presentati i risultati mettendo a confronto due aspetti della mobilità dei terminali: durata dell'intervallo di indisponibilità e latenza dei pacchetti.

A multicast routing scheme for efficient safety message dissemination in VANET

Vehicular ad hoc network (VANET) is a wireless ad hoc network that operates in a vehicular environment to provide communication between vehicles. VANET can be used by a diverse range of applications to improve road safety. Cooperative collision warning system (CCWS) is one of the safety applications that can provide situational awareness and warning to drivers by exchanging safety messages between cooperative vehicles. Currently, the routing strategies for safety message dissemination in CCWS are scoped broadcast. However, the broadcast schemes are not efficient as a warning message is sent to a large number of vehicles in the area, rather than only the endangered vehicles. They also cannot prioritize the receivers based on their critical time to avoid collision. This paper presents a more efficient multicast routing scheme that can reduce unnecessary transmissions and also use adaptive transmission range. The multicast scheme involves methods to identify an abnormal vehicle, the vehicles that may be endangered by the abnormal vehicle, and the latest time for each endangered vehicle to receive the warning message in order to avoid the danger. We transform this multicast routing problem into a delay-constrained minimum Steiner tree problem. Therefore, we can use existing algorithms to solve the problem. The advantages of our multicast routing scheme are mainly its potential to support various road traffic scenarios, to optimize the wireless channel utilization, and to prioritize the receivers.

Cross layer optimization of VANET routing with multi-objective decision making

Vehicular Ad-hoc Networks (VANET) have different characteristics compared to other mobile ad-hoc networks. The dynamic nature of the vehicles which act as routers and clients are connected with unreliable radio links and Routing becomes a complex problem. First we propose CO-GPSR (Cooperative GPSR), an extension of the traditional GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing) which uses relay nodes which exploit radio path diversity in a vehicular network to increase routing performance. Next we formulate a Multi-objective decision making problem to select optimum packet relaying nodes to increase the routing performance further. We use cross layer information for the optimization process. We evaluate the routing performance more comprehensively using realistic vehicular traces and a Nakagami fading propagation model optimized for highway scenarios in VANETs. Our results show that when Multi-objective decision making is used for cross layer optimization of routing a 70% performance increment can be obtained for low vehicle densities on average, which is a two fold increase compared to the single criteria maximization approach.

Analysis of SUMOylated proteins using SUMO-traps

6 p. [+ 7 p. Supplementary Information]

Implementación de una interfaz web para la consulta y edición de la ontología Adimen-SUMO

El TFG (Trabajo de Fin de Grado) que se presenta a continuación fue propuesto por el profesor Javier Álvez, miembro del grupo LoRea (Logic and Reasonning Group) de la Universidad del País Vasco, y forma parte de una tarea conjunta con el grupo IXA de la Universidad del País Vasco. La formalización de conocimiento en Adimen-SUMO es un trabajo continuado y en constante evolución. Con lo cual, resulta interesante disponer de herramientas que faciliten la edición y consulta del conocimiento en la ontología. Este trabajo trata de la implementación de una interfaz web para la consulta y edición de la ontología Adimen-SUMO.

DRP蛋白的SUMO化修饰参与线粒体分裂调节的研究

　　SUMO (small ubiquition-like modifier) 是一类小的类泛素修饰物，能在一系列酶的作用下共价结合到目标蛋白上。 这种可逆的SUMO化修饰过程 (SUMOylation) 是调节细胞内蛋白质功能的重要方式之一，参与真核细胞内各种代谢途径。已有的研究发现，植物的SUMO化修饰参与植物花期调控，激素信号转导，抗病防御及逆境应答等生理过程。 　　线粒体是重要的细胞器，它的形态是多样和动态的。在活细胞中，线粒体不断地运动，并频繁地进行分裂与融合，维持着形态的平衡。而这种形态的动态平衡对线粒体功能的行使有着重要的意义。线粒体的分裂需要dynamin相关蛋白DRPs的参与，该类蛋白在进化中是保守的，从植物中已经鉴定出DRP3A和DRP3B两个蛋白。DRP蛋白由胞质招募到线粒体外膜上来参与膜的剪切，但有关DRP向线粒体招募和组装的机制尚不清楚。 　　本文通过对稳定表达GFP-SUMO1的BY-2悬浮细胞观察发现，SUMO1主要定位于细胞核中，在细胞质中也有少量分布；过表达SUMO1能使线粒体的片段化程度增强。而在SAE-RNAi植株及siz1突变体中，线粒体片段化程度减弱，由此提示SUMO化修饰的下调降低了线粒体的分裂水平。经序列分析发现，线粒体分裂蛋白DRP3A和DRP3B有SUMO化修饰的识别序列，而通过表达SUMO-DRP融合蛋白来加强DRP蛋白的SUMO化修饰，则能使线粒体分裂增加，从而表明SUMO化是通过对DRP的调节来影响线粒体的分裂。 我们推测SUMO化修饰的作用是能特异地保护DRP不被降解，最终导致DRP库更为稳定与活跃。总之，本文首次在植物中鉴定出SUMO1在线粒体上的作用，并暗示它可能通过调节DRP蛋白来参与线粒体分裂的新功能。