Realizzazione di un sistema di comunicazione intertecnologico per la protezione dei Vulnerable Road Users

Abstract—Current research in Cooperative Intelligent Trans- port System (C-ITS) is focusing mostly on improving the performance of the link layer technology utilized to enable communication between cars or on methods to make traffic more efficient and, most important, safer. Less attention is instead devoted to non-motorized road users such as pedestrians or cyclists which are often addressed as Vulnerable Road Users, or VRUs. In fact, while today it is fair to assume that the vast majority of VRUs are equipped with a smartphones or in general with devices with wireless connectivity, we cannot also assume that such devices are compatible with the variant of the 802.11 standard employed in C-ITS applications known as 802.11p. This is a significant gap in that it prevents critical safety services available to vehicular road users to be extended also to VRUs. In this paper we propose an edge computing-based approach capable of enabling interoperability between 802.11p networks and standard Wi-Fi networks. A technique known as Beacon stuffing is utilized to forward such messages to the VRU’s mobile devices without requiring them to be associated to any network. The proposed system can be easily integrated into off-the-shelf mobile phones and tablets without requiring any root access to the device. We prototype and test the proposed system over the Smart-highway Testbed deployed in Antwerp, Belgium.

Grazie agli enormi sforzi fatti dal mondo scentico, nel settore della telecomunica- zione e non solo, oggi abbiamo comunicazioni a bassa latenza e dispositivi sempre connessi in rete. Sentiamo parlare sempre di piú di guida autonoma e reti veicolari, con un certo scetticismo per quanto riguarda la loro adabilitá e sicurezza. L’attuale ricerca sui sistemi di trasporto cooperativi intelligenti (C-ITS) si concentra principal- mente sul miglioramento delle prestazioni della tecnologia a livello di collegamento. Tale tecnologie viene utilizzata per consentire la comunicazione tra le auto, rendere il traco più eciente e, soprattutto, più sicuro. Negli ultimi anni sono emersi numerosi contributi scentici grazie ai quali sono stati creati e aggiornati nuovi standard che regolarizzano questo settore innovativo. Una minore attenzione viene dedicata agli utenti della strada non motorizzati, come i pedoni e i ciclisti, che vengono deniti utenti stradali vulnerabili (VRU). Oggigiorno, nell’era post COVID-19, è oramai lecito pensare che la stragrande maggioranza dei VRU sia dotata di uno smartphone o piú in generale di dispositivi con connettività wireless. Tuttavia, non si può dare per scontato che tali dispositivi siano compatibili con la variante dello standard 802.11 utilizzato nelle applicazioni C-ITS, noto come 802.11p. Si tratta di un gap tecnologico signicativo, in quanto impedisce di estendere anche ai VRU i servizi critici di sicurezza disponibili per gli utenti stradali veicolari. In questa tesi proponiamo un approccio basato sull’edge computing, il quale consente l’interoperabilità tra le reti 802.11p e le reti Wi-Fi standard. Una tecnica nota come Beacon stung viene utilizzata per inoltrare tali messaggi ai dispositivi mobili dei VRU senza che questi debbano essere associati o connessi ad alcuna rete. Il sistema proposto viene esteso con l’implementazione di una mobile-app che può essere facilmente integrata in telefoni cellulari e tablet standard, senza richiedere l’accesso al dispositivo come root. Il sistema proposto è stato prototipato e testato sul banco di prova chiamato Smart Highway situato ad Anversa, in Belgio.