Ủy ban châu Âu nghiên cứu và phát triển các chương trình được xây dựng trong một chương trình khung bao gồm năm hoạt động với các chủ đề khác nhau. Chương trình
33
hiện nay là FP7. Hầu hết các hoạt động nghiên cứu phát triên ITS được đi kèm với Thông tin và Công nghệ Truyền thông (ICT) làm việc trong FP7. Một số các dự án ITS trong FP6 và FP7 được giới thiệu trong bảng 2.3, 2.4 và 2.5.
Hiện nay, công nghệ phát triển SAFESPOT được kiểm tra đặt trong sáu nước châu Âu, ví dụ như Pháp, Đức, Ý, Hà Lan,Tây Ban Nha và Thụy Điển.
CVIS đã phát triển một số ứng dụng cho xe chẳng hạn hạn như hướng dẫn tìm đường đối với các điểm đến và cảnh báo xe khẩn cấp. Hiện nay công nghệ CVIS và các ứng dụng đang được thử nghiệm tại bảy quốc gia châu Âu, ví dụ như Pháp, Đức, Ý, Hà Lan, Bỉ, Thụy Điển và Vương quốc Anh.
NoW cung cấp các giải pháp cho: (1) vị trí dựa trên các giao thức định tuyến và chuyển tiếp; (2) thích ứng của mạng LAN không dây theo các điều kiện vô tuyến thực tế; (3) các vấn đề cơ bản về ăng-ten xe; (4) bảo mật dữ liệu trong xe với mạng ad-hoc; (5) thông tin liên lạc nhanh và an toàn giữa các xe.
SEVECOM cung cấp một kiến trúc an ninh được sử dụng như là đầu vào cho an ninh liên quan đến ETSI WG5 ITS và các tiêu chuẩn ISO CALM.
2.3.3. Các kiến trúc và các giao thức tiêu chuẩn tại Châu Âu:
Các tiêu chuẩn kiến trúc ITS ISO CALM được nêu hình 2.12, CALM đang được sử dụng và được triển khai mới trong các dự án châu Âu, chẳng hạn như COMeSafety và CVIS. Hình 2.13 cho thấy kiến trúc hệ thống châu Âu được sử dụng trong các dự án COMeSafety. Sự khác biệt lớn với Hoa Kỳ và các kiến trúc Nhật Bản là kiến trúc châu Âu bao gồm bộ giao thức ISO CALM cung cấp giao diện chỉ định một số công nghệ không dây hiện có có thể được sử dụng bởi các tầng trên [1].
Các giao diện khác nhau:
• CALM 2G/2.5G/GPRS Cellular • CALM 3G .
• CALM Infra Red (IR).
• CALM M5, includes IEEE 802.11p and WiFi (5 GHz). Hỗ trợ các kênh logics bằng cách điều khiển kênh, dịch vụ kênh và kênh hỗ trợ.
• CALM Millimetre (MM), in frequency band 62-63 GHz. • CALM Mobile Wireless Broadband IEEE 802.16 /WiMax. • CALM Mobile Wireless Broadband IEEE 802.20.
• CALM Mobile Wireless Broadband - Existing Systems. • CALM Satellite.
34
Hình 2.12. Cấu trúc ITS ISO CALM.
Hình 2.13. Kiến trúc hệ thống ITS tại Châu Âu.
Bộ giao thức và kiến trúc ISO CALM được thể hiện trong hình 14. Lớp ISO CALM đầu tiên đại diện cho các lớp vật lý và liên kết, tương ứng với lớp 1 và 2 trong mô hình OSI. Lớp ISO CALM thứ hai đại diện cho các lớp mạng và lớp vận tải, tương ứng với các lớp 3 và 4 trong OSI. ISO lớp CALM thứ ba đại diện cho các dịch vụ CALM và lớp ứng dụng, tương ứng với lớp trình bày, phiên và ứng dụng trong OSI (từ lớp 5 đến lớp 7).
Phần bên trái của hình 2.14 cho thấy các chức năng quản lý ISO CALM, bên ngoài bộ giao thức truyền thông. Mục đích của các tính năng này là để thiết lập và giải phóng các kết nối giữa các phương tiện truyền thông và các dịch vụ. Lớp trên cùng không phải là
35
một phần của bộ giao thức ISO CALM, nhưng được hiển thị ở đây để nhấn mạnh rằng người sử dụng dịch vụ và các ứng dụng có thể sử dụng bộ giao thức ISO CALM thông qua các giao diện lập trình ứng dụng (API) [1].
Hình 2.14. Giao thức IOS CALM tương ứng với mô hình OSI.
Trong hình 2.15, một đại diện chi tiết hơn của CI CALM (Communication Interface), và các lớp mạng CALM được đưa ra. Lớp CI CALM (tương đương với lớp vật lý và liên kết) hỗ trợ các loại khác nhau của giao diện như được mô tả trước đây. Lớp mạng CALM có thể được chia thành hai phần chính:
Mạng CALM IP và giao vận: sử dụng giao thức di động hỗ trợ IPv6 cho khả năng tiếp cận Internet liên tục các phiên và truyền thông không dây. Các giao thức được định nghĩa trong nhóm của IETF là NEMO và MEXT có thể sẽ được áp dụng. UDP và lựa chọn TCP được sử dụng trên IPv6.
Mạng CALM không kết nối IP và giao vận: Không sử dụng lớp IP, nhưng một lớp mạng mới được định nghĩa để hỗ trợ các ứng dụng người dùng với yêu cầu độ trễ nghiêm ngặt. Nó sử dụng giao thức mạng "FAST CALM" có thể truyền unicast và broadcast trên cơ sở “single hop”. Giao thức này được quy định bởi CC-C2C. Giao thức "FAST CALM" cũng cung cấp các chức năng của lớp giao vận. Nó sử dụng mạng địa lý CALM unicast, broadcast, geo-unicast, geo-anycast, topo quảng bá và lưu trữ và chức năng chuyển tiếp.
36
Hình 2.15. CALM CI và Lớp mạng của CALM.
Dự án ITS Thời gian
triển khai Kết quả
Communications
for eSafety 2006/2010
Điều phối và củng cố các kết quả nghiên cứu thu được trong một số các dự án châu Âu và các tổ chức và thực hiện của họ.
Hỗ trợ diễn đàn eSafety.
Trên toàn thế giới hài hòa với các hoạt động và các sáng kiến ở những nơi khác.
Phân bổ tần số, chủ yếu là để phân bổ phổ tần cho các ứng dụng ITS. Phổ biến các thuộc tính hệ thống đối với tất cả các bên liên quan.
SAFESPOT 2006/2010
An IP FP6 nên phát triển một "Safety Margin Assistant"- một trình hỗ trợ để tăng an toàn giao thông đường bộ, trong đó phát hiện trước các tình huống nguy hiểm trên đường và có thể giúp lái xe nhận thức được môi trường xung quanh trong thời gian và không gian chính xác hơn. Các giải pháp SAFESPOT dựa trên truyền thông giữa xe và xe hoặc xe đến cơ sở hạ tầng .
SAFESPOT nên sử dụng các thông tin liên quan đến an toàn được cung cấp bởi mạng lưới giao thông và các cảm biến trong xe và sẽ có thể cung cấp những cảnh báo thích hợp và lái xe thông tin tư vấn cho người lái xe.
AIDE 2004/2008 Dự án FP6 IP đã có mục tiêu chính là phát triển của một giao diện điều khiển xe thích nghi và tích hợp sẽ có thể
37
(1) cho phép một số lượng lớn các chức năng riêng biệt, (2) tối đa hóa lợi ích của các chức năng riêng biệt, (3) an toàn và dễ sử dụng.
APROSYS
2004/2009
Dự án FP6 IP phát triển và giới thiệu các công nghệ quan trọng có thể cải thiện an toàn thụ động cho tất cả người tham gia giao thông châu Âu tất cả các loại tai nạn có liên quan.
CVIS 2004/2010
Dự án FP6 IP thiết kế, phát triển và thử nghiệm công nghệ cần thiết để hỗ trợ các phương tiện để giao tiếp với nhau và với cơ sở hạ tầng đường bộ gần đó.
HIDENETS 2006/2008
Dự án FP6 Strep đã phát triển và phân tích các giải pháp end-to-end khả năng phục hồi cho các ứng dụng phân phối và dịch vụ di động nhận thức trong các tình huống giao tiếp phổ biến.
Bảng 2.3. Các dự án ITS tại Châu âu (phần 1).
Dự án ITS Thời gian
triển khai Kết quả
NoW (Network on Wheels)
2004/2008
Dự án của Đức phát triển giao thức truyền thông và các thuật toán bảo mật dữ liệu cho các hệ thống thông tin liên lạc liên xe (Ad_hoc Network).
Hỗ trợ các ứng dụng an toàn chủ động, các ứng dụng hệ thống thông tin giải trí với cơ sở hạ tầng và giữa các xe.
Tăng cường hệ thống vô tuyến dựa trên công nghệ IEEE 802.11. Tích cực trong việc tiêu chuẩn hóa trên cấp độ châu Âu với Car2Car Communication Consortium.
Thực hiện của một hệ thống tài liệu tham khảo.
Lập kế hoạch chiến lược giới thiệu và mô hình kinh doanh.
SEVECOM 2006/2010 FP6 Strep dự án tập trung đầy đủ vào thiết kế, định nghĩa và thực hiện các yêu cầu an ninh và sự riêng tư áp dụng trên thông tin liên lạc xe cộ.
C&D (Connect &
Drive) 2008/2011
Dự án của Hà Lan HTAS điều tra, thiết kế và thực hiện một hệ thống Cooperative - Adaptive CruiseControl (C-ACC), trong đó sử dụng WiFi (IEEE 802.11p và IEEE 802.11) trên các thông tin liên lạc giữa các xe và cơ sở hạ tầng và có mục tiêu để:
(1) nâng cao năng lực của các cơ sở hạ tầng đường bộ (2) tiếp tục cải thiện an toàn giao thông và hiệu quả (3) giảm khí thải của xe
38
bộ bằng cách sử dụng một hệ thống hợp tác và quản lý giao thông trực tiếp và cập nhật thông tin trong ngày thu được thông qua thông tin liên lạc giữa các cơ sở hạ tầng và các loại xe cơ giới trên một đoạn đường cao tốc.
GeoNET 2008/2012
FP7 IP phát triển giải pháp địa chỉ địa lý và định tuyến (geonetworking) bằng cách sử dụng khả năng giao tiếp đáng tin cậy và khả năng mở rộng, cho phép trao đổi thông tin trong một khu vực địa lý cụ thể, thường nằm xa nguồn của thông tin.
Hỗ trợ triển khai IPv6 để truy cập trên máy bay trong xe và truy cập Internet với các dịch vụ xe cộ và các ứng dụng khác, bằng cách kết hợp geonetworking và IPv6.
FRAME 2001/2004 Cải tiến Kiến trúc ITS khung của Châu Âu đưa ra bởi một dự án trước đó của châu Âu là KAREN.
Bảng 2.4. Các dự án ITS tại Châu âu (phần 2).
Dự án ITS Thời gian
triển khai Kết quả
E-FRAME 2008/2011 Tiếp tục mở rộng "Kiến trúc ITS khung của Châu Âu" để bao gồm sự hỗ trợ của hệ thống hợp tác và đồng thời cung cấp tư vấn để phát triển. PRE-DRIVE C2X (Preparation for driving implementation and evaluation of C2X communication technology) 2008/2010
FP7 IP thiết lập một khuôn khổ kiến trúc châu Âu cho các hệ thống hợp tác và thiết lập phương hướng cho các thử nghiệm trong tương lai dựa trên các hoạt động của hệ thống hợp tác bằng cách trả lời các câu hỏi sau đây:
(1) Làm thế nào có một hệ thống chung châu Âu? (2) Những ứng dụng hứa hẹn nhất là gì?
(3) Làm thế nào hệ thống được thực hiện và triển khai? ROSATTE (Road Safety attributes exchange Infrastructure in Europe) 2008/2011
FP7 IP dự án thiết lập chuỗi cung ứng hiệu quả và đảm bảo chất lượng dữ liệu
từ cơ quan nhà nước tới các nhà cung cấp bản đồ thương mại có liên quan tới nội dung an toàn giao thông đường bộ.
PRECIOSA (Privacy
enabled
2008/2010
FP7 Strep xác minh rằng liệu hệ thống hợp tác có thể thực hiện theo các quy định về tính riêng tư trong tương lai bằng cách chứng minh rằng ví dụ dựa trên một ứng dụng, xe có thể được ưu đãi với các công nghệ phù hợp để bảo vệ sự riêng tư của dữ liệu vị trí liên quan.
39 capability in co-operative systems and safety applications)
tư của thông tin liên lạc và lưu trữ dữ liệu.
Định nghĩa một kiến trúc bảo mật nhận thức cho các hệ thống hợp tác, liên quan đến các mô hình tin cậy phù hợp và bản thể, một kiến trúc bảo mật V2V kiểm chứng và một kiến trúc bảo mật V2I kiểm chứng. Định nghĩa và xác nhận hướng dẫn tính riêng tư hệ thống hợp tác nhận thức được.
Điều tra những thách thức đảm bảo sự riêng tư.
Bảng 2.5. Các dự án ITS tại Châu âu (phần 3).
2.4. Những giải pháp cho mạng hệ thống ITS.
Các thách thức và khó khăn được nêu ra trong các dự án được thống kê lại và sẽ được giải quyết theo các chủ đề thách thức dưới đây:
2.4.1. Địa chỉ và Địa chỉ địa lý
Các gói dữ liệu vận chuyển trong một mạng yêu cầu cụ thể địa chỉ và tính năng định tuyến. Trong định tuyến cơ sở hạ tầng cố định, các gói tin thường được chuyển bằng cách xác định topo và do đó không thể được điều chỉnh phù hợp theo định tuyến địa lý.
Có ba giải pháp được mô tả tích hợp vị trí địa lý vào thiết kế hiện tại của Internet dựa trên địa chỉ logic. Những giải pháp này là: Giải pháp lớp ứng dụng, Giải pháp Multicast-GPS, Định tuyến IP Unicast mở rộng để xử lý với các địa chỉ GPS để xác định làm thế nào địa chỉ GPS được sử dụng cho địa chỉ đích.
Một địa chỉ GPS có thể được biểu diễn bằng cách sử dụng: (1) Đa giác khép kín, chẳng hạn như vòng tròn (trung tâm điểm, bán kính), bất kỳ node nào nằm trong khu vực địa lý được xác định đều có thể nhận được thông tin, (2) site-name như là một đường dẫn truy cập địa lý, nơi một tin nhắn có thể được gửi đến một site cụ thể bằng cách xác định vị trí của nó trong điều kiện thực từ những cái site-name, ví dụ như thành phố, thị trấn, quận, tiểu bang, vv
a. Giải pháp tại lớp ứng dụng:
Giải pháp tại lớp ứng dụng sử dụng một chương trình DNS để tìm kiếm địa chỉ địa lý. DNS (Domain Name System) được mở rộng bằng cách bao gồm một cơ sở dữ liệu"địa lý", trong đó có các thông tin đầy đủ để truyền thông tới một địa chỉ đó là IP của mỗi trạm cơ sở và vùng bao của nó, vùng bao sẽ được biểu diễn như là một hình đa giác có các tọa độ nhất định. Có bốn mức độ địa chỉ tên miền bao gồm: Mức đầu tiên đại diện cho các thông tin về "địa lý", mức thứ hai đại diện cho các tiểu bang, mức thứ ba đại diện cho các quận và mức cuối là đại diện cho đa giác của các tọa độ địa lý, hoặc một số điểm quan trọng.
40
Địa chỉ địa lý được giải quyết một cách tương tự như địa chỉ miền điển hình, bằng cách sử dụng địa chỉ IP của các trạm cơ sở bao gồm các khu vực địa lý. Có hai cách để phân biệt rõ ràng. Đầu tiên là một gói tin unicast được gửi đến địa chỉ IP và sẽ được trả về DNS. Các địa chỉ IP sẽ tương ứng với các trạm cơ sở nằm trong khu vực địa lý nhất định. Mỗi trạm cơ sở sau đó chuyển tiếp các tin nhắn đến các nút giao tiếp với nó, bằng cách sử dụng lớp ứng dụng lọc hoặc lọc cấp độ mạng. Tất cả các trạm cơ sở nằm trong khu vực địa lý sẽ tham gia vào nhóm multicast tạm thời cho các khu vực địa lý mà chúng ở trong đó. Tất cả các tin nhắn được gửi cho khu vực địa lý sẽ được gửi multicats tới cơ sở bằng cách sử dụng địa chỉ multicast.
b. Giải pháp GPS-Multicast:
Giải pháp GPS-Multicast sử dụng chương trình GPS Multicast Routing (GPSM). Ở đây mỗi phân vùng và mỗi phần tử được ánh xạ đến một địa chỉ multicast. Một phần tử đại diện cho khu vực địa lý nhỏ nhất có thể có một địa chỉ địa lý. Phân vùng là một khu vực địa lý lớn hơn có chứa một số phần tử mà cũng có thể có một địa chỉ địa lý. Một tiểu bang, quận, thị trấn có thể được đại diện bởi một phân vùng.
Ý tưởng chính là sử dụng giao thức này là để gần đúng địa chỉ của phân vùng nhỏ được chứa trong đa giác và bằng cách sử dụng địa chỉ multicast tương ứng với phân vùng như là địa chỉ IP của tin nhắn đó. GPSM cung cấp một kết hợp linh hoạt giữa các cấp độ ứng dụng lọc cho địa chỉ địa lý và multicast.
c. Giải pháp định tuyến IP Unicast mở rộng để xử lý các địa chỉ GPS: Các giải pháp liên quan với các loại địa chỉ địa lý như sau:
Đề án định tuyến hình học (GEO): Đề án sử dụng các địa chỉ đa giác địa lý trong GPS-cast trực tiếp cho việc định tuyến. GEO định tuyến sử dụng một mạng ảo, bao gồm địa chỉ GPS, thiết bị định tuyến, áp dụng địa chỉ GPS để định tuyến chồng lên mạng IP hiện hành.
Định vị địa lý mở rộng cho IPv6 (GPIPv6): Giao thức này được định nghĩa để phân phối dữ liệu định vị địa lý trong IPv6. GPIPv6 đòi hỏi các đặc điểm kỹ thuật của hai
