PhD Thesis

Control and Management of Urban Traffic by a Wireless Sensor Network

Abstract – Road traffic has a significant effect on metropolitan activities, especially during peak hours when it impacts on areas such as the economy and the environment. Road infrastructure is typically coordinated from a control centre that is responsible for maintaining not only its equipment but also their initial settings and incident management (both material and human). During the past few years, new technologies in the fields of information and communication have led to the introduction of intelligent transportation systems. Using multiple measurement points distributed across a country, an operator can count road users and calculate the network load. However, the centralization of information has a number of drawbacks. The aim of this thesis is to study the use of distributed systems in order to implement intelligent transportation systems via a wireless sensor network. Coupled to a detection unit (e.g., a magnetometer), the interconnected sensors can respond to the passage of a vehicle when deployed, for example, along the road. They can also work together without recourse to a central entity – rendering all or part of an urban area totally independent. Furthermore, these networks can operate autonomously and are less susceptible to breadown, because the overall running of the system is not affected by the failure of individual components. Finally, components are small and cheap, and they operate wirelessly, which means they can be deployed and redeployed both rapidly and densely.

Résumé – Les transports terrestres occupent une place majeure dans notre société, notamment en ville où les ralentissements aux heures de pointe peuvent avoir un impact notable sur l’organisation des activités, l’économie ou encore l’écologie. Les infrastructures routières sont généralement coordonnées par un centre de contrôle, responsable du maintien des équipements, de leurs réglages initiaux et de la gestion des incidents (matériels ou humains). Les nouvelles technologies de l’information et de la communication ont permis, en l’espace de quelques années, de mettre en œuvre des systèmes de transport intelligents. À l’aide de multiples points de mesures répartis sur le territoire, un opérateur peut dénombrer les usagers et en déduire la charge du réseau. Toutefois, centraliser les informations présente de nombreuses limites. Cette thèse vise à étudier l’emploi de systèmes distribués afin de mettre en œuvre des systèmes de transport intelligents grâce à un réseau de capteurs sans fil. Couplés à une unité de détection (p. ex., un magnétomètre), les capteurs communicants peuvent réagir au passage d’un véhicule en étant déployés, par exemple, sur les voies. Ils sont également capables de coopérer et de s’affranchir d’une entité centrale, rendant tout ou partie d’une zone urbaine totalement indépendante. D’autre part, ces réseaux peuvent fonctionner de manière autonome et tolèrent mieux les pannes, car aucun élément n’est indispensable au fonctionnement global du système. Enfin, les éléments de ces réseaux sont petits, peu coûteux, et communiquent en sans fil, ce qui leur permet d’être déployés et redéployés rapidement et de manière dense.

Reference

  • [PDF] S. Faye, “Control and management of urban traffic by a wireless sensor network,” PhD Thesis, Télécom ParisTech, 2014.
    @phdthesis{SF-PHDTHESIS-14,
    Author = {Faye, S{\'e}bastien},
    Hal_Id = {tel-01398839},
    Hal_Version = {v1},
    Institution = {T{\'e}l{\'e}com ParisTech},
    Keywords = {Intelligent transportation systems ; Wireless sensor network ; Distributed systems ; Traffic jam ; Embouteillage ; Syst{\`e}mes de transport intelligents ; R{\'e}seau de capteur sans fil ; Syst{\`e}mes distribu{\'e}s},
    Month = Oct,
    Number = {2014ENST0061},
    Pdf = {http://www.sfaye.com/data/faye_phdthesis_2014.pdf},
    Title = {{Control and management of urban traffic by a wireless sensor network}},
    Url = {https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01398839},
    Year = {2014},
    Bdsk-Url-1 = {https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01398839}}