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An architecture for connected cars providing virtual infrastructure and services
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2019
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 13.06.2019
ger: Seit mehreren Jahrzehnten gibt es die Idee von Smart Cities die das Leben ihrer Bewohner auf verschiedene Weisen verbessern sollen. Sie sollen unter anderem für eine verbesserte Lebensqualität sorgen, Wirtschaftswachstum fördern und eine nach- haltigere Umwelt ermöglichen. Diese Verbesserungen basieren auf Fortschritten in diversen Gebieten, unter anderem bei Informations- und Kommunikationstechnologi- en sowie bei Mobilitäts-Konzepten. Diese beiden kombiniert ergeben vernetzte Autos. Solche Fahrzeuge mit Kommunikations- Prozessor- und Speicherressourcen wurden in den letzten Jahren immer populärer. In dieser Dissertation wird das Potenzial von vernetzten Autos im Kontext von Smart Cities untersucht. Sie können zum einen genutzt werden, um Effizienz- und Infotainment-Services für Fahrer und Nicht-Fahrer anzubieten. Zum anderen, können diese Fahrzeuge die Kommunikationsinfrastruktur ersetzen bzw. ergänzen, d.h. virtuelle Infrastruktur anbieten. Eine Grundidee hierbei ist es, vernetzte Autos zu gruppieren und dabei sogenannte Vehicular Clouds zu bilden. Dabei behandeln wir Forschungsfragen zu Cloud Access, Suche und Nut- zung von Services sowie zur Verwendung von Ressourcen. Zuerst untersuchen wir vernetzte Autos als Kernelement von Smart Cities. Hierfür präsentieren wir eine Architektur, um die Suche und Nutzung von Services in Städten zu ermöglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgestellten Ansätze auch bei einer geringen Anzahl von vernetzten Autos gut funktionieren. Darüber hinaus adaptieren wir das Konzept, um auch ländliche Gebiete und Autobahnen zu unterstützen und dabei Datenver- bindungen über große Distanzen zu ermöglichen. Zudem zeigen wir, wie vernetzte Autos für eine virtuelle Netzwerkinfrastruktur genutzt werden können. Dies umfasst Clouds ...
eng: Since multiple decades, smart cities are envisioned to provide benefits to their inhabitants, e.g., an improved quality of life, economic growth, and even a sustainable environment. These benefits are enabled by a wide range of building blocks, including Information and Communication Technologies as well as smart mobility concepts. Both of them can be provided by connected cars. Such vehicles with communication, processing, and storage resources are currently introduced into the market. In this Ph.D. thesis, we propose two ways in which connected cars are able to show their potential. First, by using them to provide efficiency and infotainment services for drivers and non-drivers alike. Second, by making these cars replace and complement communication infrastructure, i.e., by providing Virtual Infrastructure. A core idea is to group connected cars in proximity and form so-called Vehicular Clouds. Our contributions answer research questions regarding cloud access, service discovery and use, as well as resource utilization. In our first contribution, we investigate connected cars as an information hub for smart cities. We propose an architecture enabling the discovery and usage of services. The evaluation indicates that our presented approaches work well, even with a low penetration rate of equipped vehicles. Furthermore, we extend the concept to freeways by adding support for long-distance service discovery. The second contribution discusses how cars can be used to provide virtual networking infrastructure. We explore how vehicular clouds, formed along streets and in parking lots, enable long-lasting connections to passing cars. Finally, in our third contributions, we investigate clouds formed using moving cars and how they manage data. Beside algorithms used for forming these clouds at geographic locations, we outline two core data management services to offload ...