How Rapidly Should Developing Countries Implement Intelligent Transportation Systems (ITS) to Solve the Growing Urban Traffic Congestion Problem?

Many newly developing countries are growing rapidly. One example is India, currently the second most populous country in the world. According to the Indian Ministry of Urban Development, from 1981 to 2001, the population in six major Indian cities increased twofold while motor vehicles increased eightfold. Such rapid growth in vehicles without a comparable growth in transportation infrastructure leads to increasing traffic congestion. Cities in India are already considered congested today, and are going to be even more congested in the coming years since the rate of urbanization in India in 2006 was only 29% and is expected to grow to 41% by 2030 [1]. The corresponding rates for the world and Asia as a whole are projected to be 61% and 55%, respectively

An Infrastructureless Approach to Estimate Vehicular Density in Urban Environments

In Vehicular Networks, communication success usually depends on the density of vehicles, since a higher density allows having shorter and more reliable wireless links. Thus, knowing the density of vehicles in a vehicular communications environment is important, as better opportunities for wireless communication can show up. However, vehicle density is highly variable in time and space. This paper deals with the importance of predicting the density of vehicles in vehicular environments to take decisions for enhancing the dissemination of warning messages between vehicles. We propose a novel mechanism to estimate the vehicular density in urban environments. Our mechanism uses as input parameters the number of beacons received per vehicle, and the topological characteristics of the environment where the vehicles are located. Simulation results indicate that, unlike previous proposals solely based on the number of beacons received, our approach is able to accurately estimate the vehicular density, and therefore it could support more efficient dissemination protocols for vehicular environments, as well as improve previously proposed schemes.This work was partially supported by the Ministerio de Ciencia e Innovacion, Spain, under Grant TIN2011-27543-C03-01, as well as by the Fundacion Universitaria Antonio Gargallo (FUAG), and the Caja de Ahorros de la Inmaculada (CAI).Sanguesa, JA.; Fogue, M.; Garrido, P.; Martinez, FJ.; Cano Escribá, JC.; Tavares De Araujo Cesariny Calafate, CM.; Manzoni, P. (2013). An Infrastructureless Approach to Estimate Vehicular Density in Urban Environments. Sensors. 13(2):2399-2418. doi:10.3390/s130202399S2399241813

Significance of incorporating heterogeneity in a non-continuum macroscopic model for density estimation

The heterogeneity of traffic and the lack of lane discipline on the roads in India and other developing countries add complexity to the analysis and modeling of traffic. It is generally believed that it is important to take heterogeneity into account in traffic modeling. The aim of the present study is to check the validity of this assumption by analyzing the effect of incorporating heterogeneity in a macroscopic level traffic flow analysis. The application considered is real-time congestion analysis on Indian roads. Traffic density is considered as the congestion indicator. The measurement of density is difficult since it is a spatial parameter. It is usually estimated from other traffic parameters that can be readily measured using available sensors. A model-based estimation scheme using Kalman filtering has been employed to estimate traffic density. A non-continuum macroscopic model was attempted based on the lumped parameter approach. All the traffic variables were quantified without considering traffic lanes in order to take into account the lack of lane discipline. The effect of heterogeneity has been studied by incorporating static values of Passenger Car Units (PCU), dynamic values of Two Wheeler Units (TWU) and considering different classes of vehicles explicitly in the modeling process. The proposed estimation schemes without and with heterogeneity have been compared. The results have been corroborated using data collected from a road stretch in Chennai, India. The study shows that the significance of incorporating heterogeneity into the modeling of mixed traffic at the macroscopic level was not very significant

Adaptive Mechanisms to Improve Message Dissemination in Vehicular Networks

En el pasado, se han dedicado muchos recursos en construir mejores carreteras y autovías. Con el paso del tiempo, los objetivos fueron cambiando hacia las mejoras de los vehículos, consiguiendo cada vez vehículos más rápidos y con mayor autonomía. Más tarde, con la introducción de la electrónica en el mercado del automóvil, los vehículos fueron equipados con sensores, equipos de comunicaciones, y otros avances tecnológicos que han permitido la aparición de coches más eficientes, seguros y confortables. Las aplicaciones que nos permite el uso de las Redes Vehiculares (VNs) en términos de seguridad y eficiencia son múltiples, lo que justifica la cantidad y recursos de investigación que se están dedicando en los últimos años. En el desarrollo de esta Tesis, los esfuerzos se han centrado en el área de las Vehicular Ad-hoc Networks, una subclase de las Redes Vehiculares que se centra en las comunicaciones entre los vehículos, sin necesidad de que existan elementos de infraestructura. Con la intención de mejorar el proceso de diseminación de mensajes de alerta, imprescindibles para las aplicaciones relacionadas con la seguridad, se ha propuesto un esquema de difusión adaptativo, capaz de seleccionar automáticamente el mecanismo de difusión óptimo en función de la complejidad del mapa y de la densidad actual de vehículos. El principal objetivo es maximizar la efectividad en la difusión de mensajes, reduciendo al máximo el número de mensajes necesarios, evitando o mitigando las tormentas de difusión. Las propuestas actuales en el área de las VANETs, se centran principalmente en analizar escenarios con densidades típicas o promedio. Sin embargo, y debido a las características de este tipo de redes, a menudo se dan situaciones con densidades extremas (altas y bajas). Teniendo en cuenta los problemas que pueden ocasionar en el proceso de diseminación de los mensajes de emergencia, se han propuesto dos nuevos esquemas de difusión para bajas densidades: el \emph{Junction Store and Forward} (JSF) y el \emph{Neighbor Store and Forward} (NSF). Además, para situaciones de alta densidad de vehículos, se ha diseñado el \emph{Nearest Junction Located} (NJL), un esquema de diseminación que reduce notablemente el número de mensajes enviados, sin por ello perder prestaciones. Finalmente, hemos realizado una clasificacion de los esquemas de difusión para VANETs más importantes, analizando las características utilizadas en su diseño. Además hemos realizado una comparación de todos ellos, utilizando el mismo entorno de simulación y los mismos escenarios, permitiendo conocer cuál es el mejor esquema de diseminación a usar en cada momento