Şehir içi kavşak yönetim sistemleri için SDN temelli bir VANET mimari önerisi

Akıllı şehirlerin en büyük sorunu araç trafiği ve bunun iyi bir şekilde yönetilememesidir. Şehir içi kavşak yapılarının fiziksel özellikleri ve plansız yol kesişmelerinden dolayı oluşan trafik akımları, zaman/nakit kaybı, stres, daha fazla yakıt tüketimi gibi birçok olumsuz etkiye sebep olmaktadır. Bu nedenle hem akademik hem de ticari çevrelerde bir akıllı şehir uygulaması olan kavşak yönetim sistemleri üzerine birçok çalışmalar yapılmaktadır. Son yıllarda yapılan bu çalışmalarda araçların birbirleri arasında veya saha kenarındaki cihazlar ile haberleşmelerini kolayca sağlayarak ilgili trafik verilerinin merkeze taşınmasını sağlayan VANET (Araçsal Ağlar-Vehicular ad hoc networks) mimarisinin çok sık kullanıldığı görülmektedir. Diğer taraftan günümüz geleneksel ağlarında karşılaşılan performans, programlanabilirlik, ölçeklenebilirlik, güvenlik ve yönetim zorluğu gibi sorunlara çözüm getiren yeni bir ağ mimarisi olan SDN (Yazılım tanımlı ağlar-Software defined networks) üzerine de birçok çalışma yapılmaktadır. Tüm bunlara bağlı olarak bu çalışmada, hem günümüz kavşak yönetim sistem modüllerini daha adaptif bir şekilde kullanabilmek hem de gelecekte eklenecek trafik tabanlı hizmetleri iletişim altyapısı değiştirilmeden istenilen servis kalitesinde sunabilmek için SDN ve VANET ağ paradigmalarının kavşak yönetim sistemlerinde nasıl birlikte kullanılacağı ile alakalı bir mimari önerisi sunulmuştur. Ayrıca önerilen SDN temelli VANET mimarinin, sinyalizasyon uygulamalarındaki işlevselliğini göstermek için SDN kontrolörün modüler yapısıyla entegre çalışan bir karınca koloni algoritması geliştirilmiş ve sonrasında geleneksel sistemlerde kullanılan sabit zamanlı sistemler, Webster metodu ile zeki hesaplama tekniklerinden karınca koloni algoritması, parçacık sürü algoritması ve bir bulanık model ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar neticesinde önerilen algoritmanın kavşak içi ortalama gecikme ve kuyruklanma gibi performans kriterlerinde geleneksel sistemlere göre %15-22 arasında, hesaplamalı tekniklere göre ise %7-12 arasında iyileştime gösterdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca önerilen sistem işlem süresi ve uçtan-uca performans kriterlerine göre de kıyaslanmış sonuçlar paylaşılmıştır.