Distributed Data Management in Vehicular Networks Using Mobile Agents

En los últimos años, las tecnologías de la información y las comunicaciones se han incorporado al mundo de la automoción gracias a sus avances, y han permitido la creación de dispositivos cada vez más pequeños y potentes. De esta forma, los vehículos pueden ahora incorporar por un precio asequible equipos informáticos y de comunicaciones.En este escenario, los vehículos que circulan por una determinada zona (como una ciudad o una autopista) pueden comunicarse entre ellos usando dispositivos inalámbricos que les permiten intercambiar información con otros vehículos cercanos, formando así una red vehicular ad hoc, o VANET (Vehicular Ad hoc Network). En este tipo de redes, las comunicaciones se establecen con conexiones punto a punto por medio de dispositivos tipo Wi-Fi, que permiten la comunicación con otros del mismo tipo dentro de su alcance, sin que sea necesaria la existencia previa de una infraestructura de comunicaciones como ocurre con las tecnologías de telefonía móvil (como 3G/4G), que además requieren de una suscripción y el pago de una tarifa para poder usarlas.Cada vehículo puede enviar información y recibirla de diversos orígenes, como el propio vehículo (por medio de los sensores que lleva incorporados), otros vehículos que se encuentran cerca, así como de la infraestructura de tráfico presente en las carreteras (como semáforos, señales, paneles electrónicos de información, cámaras de vigilancia, etc.). Todos estas fuentes pueden transmitir datos de diversa índole, como información de interés para los conductores (por ejemplo, atascos de tráfico o accidentes en la vía), o de cualquier otro tipo, mientras sea posible digitalizarla y enviarla a través de una red.Todos esos datos pueden ser almacenados localmente en los ordenadores que llevan los vehículos a medida que son recibidos, y sería muy interesante poder sacarles partido por medio de alguna aplicación que los explotara. Por ejemplo, podrían utilizarse los vehículos como plataformas móviles de sensores que obtengan datos de los lugares por los que viajan. Otro ejemplo de aplicación sería la de ayudar a encontrar plazas de aparcamiento libres en una zona de una ciudad, usando la información que suministrarían los vehículos que dejan una plaza libre.Con este fin, en esta tesis se ha desarrollado una propuesta de la gestión de datos basada en el uso de agentes móviles para poder hacer uso de la información presente en una VANET de forma eficiente y flexible. Esta no es una tarea trivial, ya que los datos se encuentran dispersos entre los vehículos que forman la red, y dichos vehículos están constantemente moviéndose y cambiando de posición. Esto hace que las conexiones de red establecidas entre ellos sean inestables y de corta duración, ya que están constantemente creándose y destruyéndose a medida que los vehículos entran y salen del alcance de sus comunicaciones debido a sus movimientos.En un escenario tan complicado, la aproximación que proponemos permite que los datos sean localizados, y que se puedan hacer consultas sobre ellos y transmitirlos de un sitio cualquiera de la VANET a otro, usando estrategias multi-salto que se adaptan a las siempre cambiantes posiciones de los vehículos. Esto es posible gracias a la utilización de agentes móviles para el procesamiento de datos, ya que cuentan con una serie de propiedades (como su movilidad, autonomía, adaptabilidad, o inteligencia), que hace que sean una elección muy apropiada para este tipo de entorno móvil y con un elevado grado de incertidumbre.La solución propuesta ha sido extensamente evaluada y probada por medio de simulaciones, que demuestran su buen rendimiento y fiabilidad en redes vehiculares con diferentes condiciones y en diversos escenarios.<br /

Spatial crowdsourcing with mobile agents in vehicular networks

In the last years, the automotive industry has shown interest in the addition of computing and communication devices to cars, thanks to technological advances in these fields, in order to meet the increasing demand of “connected” applications and services. Although vehicular ad hoc networks (VANETs) have not been fully developed yet, they could be used in a near future as a means to provide a number of interesting applications and services that need the exchange of data among vehicles and other data sources. In this paper, we propose a spatial crowdsourcing schema for the opportunistic collection of information within an interest area in a city or region (e.g., measures about the environment, such as the concentration of certain gases in the atmosphere, or information such as the availability of parking spaces in an area), using vehicular ad hoc communications. We present a method that exploits mobile agent technology to accomplish the distributed collection and querying of data among vehicles in such a scenario. Our proposal is supported by an extensive set of realistic simulations that prove the feasibility of the approach

Emerging privacy challenges and approaches in CAV systems

The growth of Internet-connected devices, Internet-enabled services and Internet of Things systems continues at a rapid pace, and their application to transport systems is heralded as game-changing. Numerous developing CAV (Connected and Autonomous Vehicle) functions, such as traffic planning, optimisation, management, safety-critical and cooperative autonomous driving applications, rely on data from various sources. The efficacy of these functions is highly dependent on the dimensionality, amount and accuracy of the data being shared. It holds, in general, that the greater the amount of data available, the greater the efficacy of the function. However, much of this data is privacy-sensitive, including personal, commercial and research data. Location data and its correlation with identity and temporal data can help infer other personal information, such as home/work locations, age, job, behavioural features, habits, social relationships. This work categorises the emerging privacy challenges and solutions for CAV systems and identifies the knowledge gap for future research, which will minimise and mitigate privacy concerns without hampering the efficacy of the functions

Incentive Mechanisms for Participatory Sensing: Survey and Research Challenges

Participatory sensing is a powerful paradigm which takes advantage of smartphones to collect and analyze data beyond the scale of what was previously possible. Given that participatory sensing systems rely completely on the users' willingness to submit up-to-date and accurate information, it is paramount to effectively incentivize users' active and reliable participation. In this paper, we survey existing literature on incentive mechanisms for participatory sensing systems. In particular, we present a taxonomy of existing incentive mechanisms for participatory sensing systems, which are subsequently discussed in depth by comparing and contrasting different approaches. Finally, we discuss an agenda of open research challenges in incentivizing users in participatory sensing.Comment: Updated version, 4/25/201

Quality of Information in Mobile Crowdsensing: Survey and Research Challenges

Smartphones have become the most pervasive devices in people's lives, and are clearly transforming the way we live and perceive technology. Today's smartphones benefit from almost ubiquitous Internet connectivity and come equipped with a plethora of inexpensive yet powerful embedded sensors, such as accelerometer, gyroscope, microphone, and camera. This unique combination has enabled revolutionary applications based on the mobile crowdsensing paradigm, such as real-time road traffic monitoring, air and noise pollution, crime control, and wildlife monitoring, just to name a few. Differently from prior sensing paradigms, humans are now the primary actors of the sensing process, since they become fundamental in retrieving reliable and up-to-date information about the event being monitored. As humans may behave unreliably or maliciously, assessing and guaranteeing Quality of Information (QoI) becomes more important than ever. In this paper, we provide a new framework for defining and enforcing the QoI in mobile crowdsensing, and analyze in depth the current state-of-the-art on the topic. We also outline novel research challenges, along with possible directions of future work.Comment: To appear in ACM Transactions on Sensor Networks (TOSN