Vers des réseaux véhiculaires (VANET) programmables grâce à la technologie SDN (software defined network)

 Système de transport intelligent (ITS)

 Les systèmes de transport intelligents (ITS – Intelligent Transport System) sont considérés comme l’un des principaux piliers de la ville intelligente (smart city) [Arroub 2016]. L’organisme de standardisation ETSI [ets ] les définit comme étant l’intégration des technologies d’information et de communication (ICT) dans les infrastructures de transports et dans les véhicules, dans le but d’améliorer leur sécurité, fiabilité, efficacité et qualité [def ]. Ces systèmes visent principalement à réduire le nombre d’accidents sur la route, et à optimiser le temps de transport et la consommation du carburant, afin d’offrir un transport plus écologique et plus sûr. Toutefois, le déploiement de ces systèmes ne se limite pas seulement au transport routier (considéré dans nos études), mais inclut d’autres domaines tels que les transports ferroviaires, aériens et maritimes [def ]. De ces définitions, nous pouvons déduire que le principe clé d’un système ITS est de doter les infrastructures de transport et les véhicules de capacités de communication et de traitement, et ceci dans l’objectif d’avoir une mobilité sûre (moins d’accidents), efficace (moins de temps sur les routes) et beaucoup plus confortable (expérience utilisateur plus riche). Dans ces systèmes, les véhicules sont équipés d’une ou de plusieurs interfaces réseau leur permettant de communiquer avec les véhicules à proximité et avec l’infrastructure. En effet, les véhicules partagent les informations issues principalement de leurs capteurs embarqués avec leur entourage. Dans le cas où ces informations sont destinées à d’autres véhicules, on parle de communication véhicule-à-véhicule (V2V), par exemple des informations concernant la mobilité du véhicule (vitesse, direction, etc). Dans le cas où ces messages sont destinés à l’infrastructure, par exemple, des informations liées aux conditions de la route (signalement d’un danger sur la route), on distingue deux types : i) communication Véhicule-à-Infrastructure (V2I), lorsque la communication se limite aux unités de bords de la route (RSU – Road Side Units), et aux stations de base en cas de réseau cellulaire et ii) communication Véhicule-à-Réseau (V2N) lorsque le véhicule communique avec une entité dans le réseau, par exemple un serveur connecté au réseau, ou un système d’information de trafic. Toutefois, lorsque ces messages sont initiés par l’infrastructure à destination des véhicules, on parle de communication Infrastructure-à-Véhicule (I2V). Le système peut intégrer également des échanges entre les véhicules et d’autres acteurs (i.e. autre que l’infrastructure) par exemple, entre les véhicules et les piétons, on parle alors de communication Véhicule-à-Piéton (V2P) [(3rd Generation Partnership Project) 2015] (par exemple pour signaler à un piéton le passage d’un véhicule). L’ensemble de ces communications est désigné dans la littérature par le terme (V2X) pour (Vehicle to Everything). 

 Services ITS 

Divers organismes de recherche et acteurs de l’industrie (constructeurs d’automobiles et opérateurs de télécommunication) collaborent afin de proposer des services ITS. Ces services impliquent les divers acteurs du système ITS et sont conçus autour des principaux objectifs du système. Ces services sont classés généralement en deux catégories, basée sur un contrôle SDN, hiérarchique, et guidé par les données Figure 1.1: Types de communication principales, en fonction de leur finalité, si elles sont liées ou pas à la sécurité routière ; safety et non-safety, respectivement [ETSI 2009] : — Services de type safety : L’objectif de ces services est d’améliorer la sécurité routière. Ils visent principalement à réduire le nombre d’accidents et à diminuer le taux de mortalité sur les routes. — Services de type non-safety : L’objectif de ces services est l’amélioration de la fluidité du trafic routier (contrôle de congestion, évitement des embouteillages,…) et la mise à disposition des passagers des services rendant l’expérience de conduite plus confortable (services d’infotainment, accès internet, etc). Une panoplie de services et de cas d’utilisation ont été proposés dans la littérature [ETSI 2009] [5G-PPP 2015]. La grande majorité de ces services sont définis par l’organisme de standardisation ETSI, et le groupe de travail 3GPP. Lorsque ces services impliquent l’interaction entre deux ou plusieurs entités du système ITS (véhicule, infrastructure, piéton, etc), on parle de coopératif ITS (C-ITS) [ci ]. Nous présentons dans ce qui suit quelques exemples de services (safety et non safety). 

 Services de type safety 

La figure 1.2 illustre trois exemples de services de type safety : 1) Évitement coopératif de collisions, 2) Dépassement automatisé et 3) Avertissement de véhicule d’urgence. Dans le premier service (c.f. Figure 1.2, (1)), l’objectif est d’aider les véhicules à éviter les accidents. Chaque véhicule transmet en permanence les informations à propos de son chemin et son état (position, vitesse, accélération, etc.), et reçoit les informations des véhicules avoisinants. Ces échanges sont assurés, soit via une communication V2V, ou passant par une entité RSU, si la visibilité directe (LOS) entre les deux véhicules est obstruée. Ces informations sont exploitées par les véhicules pour déterminer les actions d’évitement d’accidents à prendre en compte d’une manière coopérative. Le deuxième service (c.f. Figure 1.2, (2)) permet aux véhicules en mode de conduite autonome d’assurer un dépassement automatisé tout en évitant les accidents. Les véhicules échangent des informations sur leurs trajectoires et leurs états (position, vitesse, etc) afin de coordonner un dépassement sans risque d’accidents dans diverses conditions (route directe, route croisée, route en sens inverse). L’objectif du troisième service (c.f. Figure 1.2, (3)) est d’avertir les véhicules de la présence d’un véhicule d’urgence (par ex. ambulance, pompiers, etc.). De cette manière, chaque conducteur prendra les actions appropriées (par ex. libérer la voie, etc). Dans plusieurs pays, la présence d’un véhicule d’urgence impose l’obligation de libérer la voie pour ce dernier, dans le but de réduire son temps d’intervention.