Thuật toán cho giao thức truyền thông cảnh báo va chạm trên đường cao tốc

Kỹ thuật điều khiển & Điện tử T.V.Hưng,V.T.Tuân, “Thuật toán cho giao thức truyền thông trên đường cao tốc.” 42 THUẬT TOÁN CHO GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG CẢNH BÁO VA CHẠM TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC Trần Văn Hưng1*, Vũ Trọng Tuân2 Tóm tắt: Xuất phát từ yêu cầu nâng cao khả năng tự động cảnh báo rủi ro và hỗ trợ lái xe khi di chuyển trên đường cao tốc, bài báo đã xây dựng thuật toán cho giao thức quảng bá bản tin cảnh báo khẩn cấp EWM (Emergency Warning Message) nhằm nhanh nhất cảnh báo đến tất cả các phương tiện trong vùng nguy hiểm khi có phương tiện phát sinh sự cố, giảm thiểu nguy cơ va chạm liên hoàn. Qua phân tích và đánh giá bằng mô phỏng đều chứng tỏ thuật toán đưa ra đã làm giảm số lượng nút quảng bá, giảm số lượng bản tin quảng bá và đặc biệt là giảm thời gian trễ khi so sánh với thuật toán quảng bá truyền thống. Từ khóa: Giao thông thông minh, VANET, V2V, EWM. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Mạng di động tùy biến các phương tiện giao thông VANET [1] (Vehicular Ad-hoc Network) là mạng vô tuyến Ad-hoc được triển khai trong môi trường giao thông với hai loại truyền thông chủ yếu đó là: giao tiếp xe-xe (V2V-Vehicle to Vehicle) và giao tiếp xe- hạ tầng (V2I-Vehicle to Infrastructure), với các kỹ thuật để đảm bảo cho các giao tiếp này đã được đề xuất và tiêu chuẩn hóa như IEEE 802.11 và WAVE (Wireless Access in Vehicle Environments) [2]. Một trong những ứng dụng để nâng cao độ an toàn lái xe của VANET chính là hệ thống cảnh báo tự động, thông qua giao tiếp V2V để tự động cảnh báo các bản tin an toàn. Có hai loại bản tin an toàn trong VANET: bản tin an toàn thông thường hay bản tin cập nhật trạng thái cung cấp các thông tin về trạng thái của phương tiện như vị trí, tốc độ, hướng di chuyển. Bản tin này được quảng bá với tần suất từ 2~10 lần/giây. Bản tin sự kiện hay còn gọi là bản tin cảnh báo khẩn cấp nhằm cảnh báo các nguy cơ có thể dẫn đến tai nạn giao thông như sự cố động cơ, phanh gấp, chuyển làn đột ngột. Khi rơi vào trạng thái nguy hiểm, phương tiện tự động gửi bản tin cảnh báo đến các phương tiện phía sau để tránh nguy cơ va chạm liên hoàn, nhất là khi di chuyển trên đường cao tốc. Hình 1. Mô hình truyền thông đa chặng V2V trên đường cao tốc. Khi tham gia giao thông, người điều khiển phương tiện phải liên tục quan sát tầm nhìn phía trước để phán đoán các tình huống nguy hiểm. Một trong các đặc tính quan trọng đối với người tham gia giao thông là thời gian nhận thức-phản xạ (PRT-Perception Reaction Time) bao gồm thời gian cho việc phát hiện, nhận dạng và ra quyết định đối với kích thích bất ngờ. Thời gian này có giá trị nằm trong khoảng 0.75~1.5 giây, tức là sau khoảng thời gian 0.75~1.5 giây từ khi phát hiện tình huống nguy hiểm thì lái xe mới thực sự bắt đầu Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 39, 10 - 2015 43 phanh [3]. Do trên đường cao tốc các phương tiện di chuyển với tốc độ cao, lên tới 120km/h trong khi khoảng cách an toàn giữa các phương tiện không phải lúc nào cũng được các lái xe tuân thủ. Nếu giảm thiểu được PRT thì sẽ giảm thiểu được nguy cơ va chạm. Mục tiêu của bài báo này là xây dựng thuật toán cho giao thức quảng bá bản tin cảnh báo khẩn cấp (EWM) trên đường cao tốc, nhằm nhanh nhất cảnh báo đến tất cả các phương tiện trong vùng nguy hiểm khi có phương tiện phát sinh sự cố, làm giảm PRT của lái xe dẫn tới làm giảm nguy cơ va chạm liên hoàn, tăng tính an toàn cho người và phương tiện. Các giả định về hệ thống bao gồm: tất cả các phương tiện đều được trang bị các thiết bị thu phát vô tuyến phù hợp tiêu chuẩn IEEE 802.11(p) DSRC/WAVE, thiết bị định vị, thiết bị cảm biến để sẵn sàng cung cấp các dữ liệu về trạng thái phương tiện. Phần 2 của bài báo trình bày phương pháp tiếp cận và xây dựng thuật toán quảng bá bản tin EWM. Phần 3 của bài báo trình bày cách thức thử nghiệm đánh giá dựa trên thuật toán đã được đề xuất tại phần 2 và cuối cùng là kết luận. 2. XÂY DỰNG THUẬT TOÁN QUẢNG BÁ BẢN TIN EWM 2.1. Một số khái niệm Mục tiêu của thuật toán là chuyển tiếp bản tin cảnh bảo khẩn cấp EWM một cách nhanh nhất đến tất cả các phương tiện trong vùng có nguy cơ va chạm thông qua lựa chọn tập các nút chuyển tiếp tối ưu. Ví dụ, như trong hình 1, giả sử car1 phát sinh tình huống đột xuất có thể gây nguy hiểm cho các phương tiện phía sau. Trong trường hợp này bản tin EWM chỉ cần truyền đến các xe car3, car4, car5, car7, v.v mà không cần truyền đến các xe car2, car11, car12, car13 vì những xe này không bị ảnh hưởng bởi sự cố của car1. Để thuận tiện cho việc xây dựng mô hình bài toán, phần này đưa ra một số khái niệm: Vùng nguy hiểm - ZoR (Zone of Relevance) là vùng không gian chứa các phương tiện đang di chuyển cùng chiều, phía sau và nằm trong phạm vi phủ sóng của phương tiện đang xảy ra sự cố. Những phương tiện nằm trong ZoR có nguy cơ va chạm cao. Nút gửi, là phương tiện cần truyền đi bản tin EWM. Có hai trường hợp cần truyền đi bản tin EWM: ① Khi có thay đổi đột ngột về trạng thái của phương tiện như: sự cố động cơ, sự cố phanh, phanh gấp, chuyển làn đột ngột, v.v, và ② Hệ thống tự động cảnh báo trên xe phát hiện nguy cơ mất an toàn từ môi trường xung quanh, nhằm cảnh báo mối nguy hiểm cho các phương tiện đang di chuyển trong ZoR tránh va chạm liên hoàn. Nút nhận là các phương tiện cần được cảnh báo nguy cơ từ bản tin EWM. Các nút nhận được EWM có thể nằm trong ZoR hoặc không, tuy nhiên, chỉ các nút nằm trong ZoR mới thực hiện xử lý bản tin này. Nút chuyển tiếp là các phương tiện nằm trong ZoR có chức năng chuyển tiếp bản tin EWM đến các phương tiện phía sau. Khi một nút trở thành nút chuyển tiếp, sẽ hình thành một vùng ZoR mới và quảng bá EWM đến các nút trong vùng này. Đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến quảng bá bản tin EWM như trong [5],[6],[7]. Tuy nhiên, những nghiên cứu này đều chưa giải quyết được triệt để vấn đề tắc nghẽn mạng gây ra bởi số lượng rất lớn các bản tin EWM sinh ra khi tất cả các phương tiện đều đóng vai trò là nút quảng bá. 2.2. Xây dựng mô hình bài toán Sử dụng đồ thị có hướng G = (V,E) để mô hình hóa các phương tiện di chuyển trên đường cao tốc. Trong đó, V là tập các nút chính là các phương tiện, E là tập các cạnh thể hiện liên kết vô tuyến trực tiếp giữa các nút. Cạnh có hướng Evue  ),( nếu và chỉ nếu nút v có thể nhận dữ liệu từ nút e với Evu , và vu  . Gọi )(v và )(v lần lượt là chi Kỹ thuật điều khiển & Điện tử T.V.Hưng,V.T.Tuân, “Thuật toán cho giao thức truyền thông trên đường cao tốc.” 44 phí thời gian và ràng buộc về thời gian cho phép khi chuyển tiếp bản tin qua nút v, với  RV :)(v ,  RV :)(v . Nếu tồn tại liên kết vô tuyến từ nút gửi s đến nút nhận r là ),( rsPT thì tổng thời gian khi bản tin được chuyển từ nguồn đến đích thông qua liên kết này được tính theo công thức (1), với )),(( rsPU T là tập các nút hình thành liên kết vô tuyến ),( rsPT .        )\)),((( )(),( rrsPUv T T vrsP  (1) Một nút v có thể truyền bản tin đến bất kỳ nút u khi TEuv ),( , đồng thời có thể nhận bất kỳ bản tin nào trong phạm vi phủ sóng cho phép. Trên thực tế, vùng phủ này phụ thuộc vào đặc tính của thiết bị và điều kiện thực tế khi sử dụng. Để nhanh nhất truyền bản tin đến đích cần lựa chọn tập các nút chuyển tiếp tối ưu, tức cần tìm liên kết vô tuyến đa chặng ),( rsPT cho phép chuyển tiếp bản tin với chi phí nhỏ nhất. Khi đó ràng buộc về thời gian trễ được xác định:    rrsPT ),( , Rr (2) Thời gian trễ tổng trong mô hình truyền thông đa chặng phụ thuộc vào thời gian trễ tại mỗi chặng và số chặng trung chuyển. Cách xác định thời gian trễ đơn chặng được giới thiệu trong [4], bài báo này sử dụng phương pháp tính thời gian trễ đơn chặng thông qua trường timestamp trong bản tin cảnh báo với giả thiết tất cả các đồng hồ tại các nút đều được đồng bộ thông qua GPS. Phương tiện có thể tránh được va chạm nếu nó nhận được bản tin cảnh báo kịp thời. Căn cứ để tính toán ràng buộc thời gian này là dựa vào khoảng cách an toàn giữa các phương tiện. Giả sử khi nhận được bản tin EWM thì quá trình giảm tốc được thực hiện ngay lập tức, quãng đường di chuyển khi phanh của phương tiện được tính theo (3):   2 . 2v Tvd PRTbr (3) Với v là vận tốc phương tiện; TPRT là thời gian nhận thức–phản xạ của lái xe,  gia tốc cực đại khi giảm tốc. Nếu phương tiện là nút gửi thì TPRT = 0, hàm ràng buộc thời gian của cặp xe (i,j) được tính theo công thức (4) với da(i,j) là khoảng cách giữa 2 phương tiện. j brbra v jdidjid jif )()(),( ),(   (4) Khi có hỗ trợ cảnh báo sớm của bản tin EWM thì PRT của lái xe giảm. Gọi ),( ji là thời gian trễ mạng và 'PRTT là thời gian nhận thức–phản xạ khi có bản tin cảnh báo sớm, ta có ràng buộc như công thức (5). v jid Tji aPRT ),( ),( '  (5) Nguy cơ xảy ra va chạm liên hoàn trên đường cao tốc gồm chuỗi các cặp phương tiện biểu thị qua các nút từ s đến r là ),()2,1)(1,( rnsp  , ràng buộc thời gian để chuyển bản tin cảnh báo từ nút s đến r phải được thỏa mãn (6). Ràng buộc thời gian này được sử dụng để tính xác suất va chạm liên hoàn với cây xác suất đưa ra trong [8]. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 39, 10 - 2015 45           pji r jif ),( ),(min (6) 2.3 Thuật toán quảng bá bản tin cảnh báo EWM Khi phương tiện rơi vào trạng thái nguy hiểm thì bản tin EWM lập tức được tạo và truyền đi. Cấu trúc bản tin EWM gồm có 7 trường như trong Hình 2 và được truyền đi theo phương thức quảng bá. Khi nhận được bản tin, chỉ các phương tiện nằm trong ZoR mới cần xử lý bản tin này, ngược lại bản tin sẽ bị hủy. EventID VehicleID NextBcastID Position Direction Lifetime Timestamp Hình 2. Cấu trúc bản tin EWM. Bài báo thực hiện đánh giá trên hai thuật toán: SB (Simply Broadcast) và EWMBcast (Emergency Warning Message Broadcast). Thuật toán SB là thuật toán quảng bá truyền thống, thực hiện quảng bá bản tin và lặp lại theo chu kỳ khi phương tiện rơi vào trạng thái nguy hiểm. Khi nhận được bản tin đến, các xe trước hết kiểm tra nguồn gốc bản tin để loại bỏ các bản tin đến từ phía sau và ngược hướng chuyển động. Nếu bản tin đến từ phía trước, phương tiện tự động đưa ra cảnh báo giảm tốc độ và trở thành nút quảng bá kế tiếp. Thuật toán SB đảm bảo tất cả các xe trong ZoR đều nhận được EWM. Tuy nhiên nhược điểm chính của thuật toán này là không có một cơ chế nào để ngừng truyền bản tin, khi đó số nút quảng bá bản tin EWM cho một sự kiện không ngừng tăng lên và cuối cùng tất cả các nút trên mạng đều đóng vai trò là nút quảng bá. Đây là nguyên chính gây ra hiện tượng bùng nổ số lượng bản tin EWM gây tắc ngẽn mạng làm giảm tỉ lệ chuyển tiếp bản tin thành công và làm tăng thời gian trễ truyền dẫn do một bản tin bị lỗi phải chờ đến chu kỳ sau mới được truyền lại. Các bước trong thuật toán SB được mô tả như trong Bảng 1. Bảng 1. Các bước trong thuật toán SB. Algorithm 1. SB(message) 1 Initialize(); /*Khởi tạo các tham số của thuật toán*/ 2 Received(message); 3 arrival = Detected(direction_of_message); 4 If (MessageDirection == Front) then /*Bản tin cảnh báo từ xe phía trước*/ 5 Deceleration(vehicle_ID); 6 Broadcast(message); 7 else Delete(message); 8 End Bài báo này đưa ra thuật toán EWMBcast đã khắc phục được những nhược điểm chủ yếu của SB thông qua các cải tiến từ thuật toán truyền thống: Thứ nhất, EWMBcast đã chọn ra được tập các nút tối ưu trong tập các ZoR để quảng bá bản tin EWM thay vì tất cả các nút đều thực hiện chức năng quảng bá như trong SB. Vì vậy làm giảm thời gian trễ mạng do số chặng trung chuyển giảm, đồng thời hạn chế nguy cơ tắc nghẽn mạng do bùng nổ số lượng bản tin. Thứ hai, EWMBcast có cơ chế để kiểm soát trạng thái các bản tin EWM, từ đó quyết định bản tin EWM bất kỳ sẽ bị hủy hay tiếp tục quảng bá. Như vậy, thuật toán EWMBcast làm giảm số lượng bản tin quảng bá cho mỗi sự kiện, đặc biệt làm giảm thời gian trễ tổng mà vẫn đảm bảo tất cả các nút trong ZoR đều nhận được bản tin EWM. Thời gian trễ tổng giảm góp phần làm giảm PRT của lái xe. Các bước trong thuật toán EWMBcast được mô tả như trong Bảng 2. Các phương tiện luôn cập nhật vị trí và hướng di chuyển thông qua bản tin trạng thái, tức cập nhật được khoảng cách đến tất cả các nút khác trong ZoR. Khi một nút phát sinh tình huống nguy hiểm, bản tin EWM lập tức được tạo, cập nhật NextBcastID rồi truyền đi theo Kỹ thuật điều khiển & Điện tử T.V.Hưng,V.T.Tuân, “Thuật toán cho giao thức truyền thông trên đường cao tốc.” 46 phương thức quảng bá. Nút gửi đầu tiên chính là phương tiện phát sinh sự cố, nút gửi thứ hai được chọn là nút xa nhất trong ZoR thông qua việc xác định khoảng cách từ thông tin vị trí trong bản tin trạng thái. Nút quảng bá thứ hai có nhiệm vụ chuyển tiếp bản tin EWM và chọn nút quảng bá thứ ba, nút quảng bá thứ ba chọn nút quảng bá thứ tư, v.v trên cơ sở tính toán khoảng cách và thỏa mãn ràng buộc thời gian ∆(r) từ các phản hồi của bản tin EWM. Như vậy, bản tin EWM ban đầu lần lượt được các nút trung gian quảng bá đến tất cả các phương tiện có nguy cơ gây va chạm liên hoàn. Vai trò quảng bá của một nút sẽ dừng lại khi đã chọn được và chắc chắn rằng nút quảng bá phía sau đã quảng bá bản tin EWM. Phương thức này sẽ hạn chế tối đa số lượng bản tin quảng bá không cần thiết, mà vẫn đảm bảo tất cả các phương tiện trong vùng nguy hiểm đều nhận được cảnh báo. Vì thế, nó làm giảm nguy cơ tắc nghẽn mạng và giảm thời gian trễ khi chuyển tiếp bản tin trên mạng, đảm bảo bản tin EWM nhanh nhất đến được các phương tiện trong ZoR. Các phương tiện di chuyển với tốc độ cao làm cho cấu trúc mạng thay đổi liên tục, để đảm bảo bản tin EWM không bị gián đoạn thì EWMBcast phải có cơ chế liên tục giám sát trạng thái bản tin EWM. Nếu trong khoảng thời gian T nhận được bản tin đến từ phía sau có cùng EventID, chứng tỏ đã có nút chuyển tiếp bản tin, ngược lại nút hiện tại sẽ đảm nhận luôn chức năng quảng bá. Bảng 2. Các bước trong thuật toán EWMBcast. Algorithm 2. EWMBcast(message) 1 Initialize(); 2 WaitNewMessage(); /* Bản tin EWM có cùng Event_ID*/ 3 While (duration < T) { 4 If (message_was_received_before) then Delete(message); /* Bản tin EWM được nhận lần đầu tiên*/ 5 If (MessageDirection == Front ) then Deceleration(vehicleID); 6 If (NextBcastID== vehicleID) then { 7 Update(message); 8 Broadcast(message); 9 } 10 Else Ignore(message); 11 Else { /* Bản tin EWM đến từ phía sau*/ 12 /* Tính dij, ij và chọn nút quảng bá kế tiếp*/ 13 Update (buffer); 14 Calculate(dij, ij ); 15 Update(NextBcastID); 16 StopBcast(message) 17 } 18 } 19 Broadcast(message); 20 End 3. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ Phần này tác giả thực hiện mô phỏng để đánh giá thuật toán trong giao thức quảng bá đã trình bày ở phần trên thông qua sử dụng công cụ mô phỏng NCTUns 6.0 [9] trên nền Feroda12 kết hợp với việc xử lý dữ liệu trên Matlab. NCTUns là phần mềm mô phỏng được phát triển bởi Trường đại học Giao thông Đài Loan, tích hợp công cụ mô phỏng ITS với tiêu chuẩn IEEE 802.11(p)/1609. Mô hình chuyển động của xe trên đường cao tốc Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 39, 10 - 2015 47 được xây dựng với hai làn đường trên mỗi hướng di chuyển như trên hình 1, trên xe đều có thiết bị OBU 802.11(p) giao tiếp với nhau qua DSRC 5.9Ghz. Các tham số cho mô phỏng được thiết lập như trong Bảng 3. Bảng 3. Các tham số dùng mô phỏng. Tham số Giá trị Tham số Giá trị Số lượng xe 50 Giao thức lớp MAC IEEE 802.11(p) Tốc độ 30 ~ 35 m/s Tốc độ kênh 6 Mbps Gia tốc giảm tốc 8 m/s2 Kích thước EWM 80 Bytes Thời gian nhận thức-phản xạ 0,75 – 1,5 s Chu kỳ EWM 100 ms Bán kính phủ sóng 250 m Chu kỳ T 80 ms Mô hình truyền sóng TwoRayGround Thời gian mô phỏng 120 s Giả sử sau 0.1 giây thực hiện mô phỏng, một phương tiện phát sinh tình huống nguy hiểm, đột ngột giảm tốc độ với gia tốc cực đại là 8m/s2 và truyền đi bản tin EWM. Quá trình xử lý bản tin được thực hiện thông qua các bước như trong thuật toán cài đặt cho chương trình mô phỏng. Hình 3 là so sánh nguy cơ va chạm liên hoàn khi có hỗ trợ cảnh báo sớm của bản tin EWM với các mức độ khác nhau. Tiến hành khảo sát với 'PRTT lần lượt với các giá trị 0.2sec, 0.4sec, 0.6sec, 0.8sec, 1.0sec và 1.2sec ta thấy rằng khi thời gian nhận thức-phản xạ càng lớn thì nguy cơ va chạm liên hoàn càng tăng, mặc dù khoảng cách trung bình giữa các xe khá lớn. Ví dụ, ở khoảng cách trung bình giữa các xe là 70m thì nguy cơ va chạm liên hoàn khi sec2.1' PRTT là 94%, trong khi với sec2.0 ' PRTT thì nguy cơ này chỉ còn là 3.6%. Hình 4 cho thấy thời gian trễ đầu cuối-đầu cuối khi sử dụng thuật toán EWMBcast nhỏ hơn và tăng chậm khi mật độ xe tăng. Điều này phù hợp với phân tích lý thuyết bởi trong một vùng ZoR chỉ chọn một nút đóng vai trò nút quảng bá nên số chặng chuyển tiếp giảm, làm giảm thời gian trễ tổng. Hình 6. Số lượng bản tin EWM theo thời gian. Hình 3. Ảnh hưởng của thời gian trễ đến nguy cơ va chạm liên hoàn. Hình 4. Thời gian trễ trung bình của bản tin EWM. Hình 5. Số nút quảng bá bản tin EWM. Kỹ thuật điều khiển & Điện tử T.V.Hưng,V.T.Tuân, “Thuật toán cho giao thức truyền thông trên đường cao tốc.” 48 Ở thời điểm 0.1sec phát sinh sự cố chỉ có một nút quảng bá bản tin EWM. Số lượng nút quảng bá tăng lên rất nhanh ở SB và chỉ sau 60sec thì toàn bộ các nút trong mạng đều thực hiện quảng bá bản tin EWM, gây ra số lượng bản tin cho một sự kiện tăng đột biến và kéo theo nguy cơ nghẽn mạng như trên Hình 6. Trong khi đó, EWMBcast chỉ giới hạn ở số nút quảng bá là 10 nút và số lượng bản tin trên mạng không bị bùng nổ. EWMBcast có độ phức tạp hơn so với SB. Trong EWMBcast, nút quảng bá hiện tại phải liên tục cập nhật khoảng cách đến các nút khác trong ZoR và tính ràng buộc thời gian làm cơ sở để xác định nút quảng bá kế tiếp. Hơn nữa, thuật toán cũng luôn kiểm tra các bản tin nhận được để quyết định có tiếp tục quảng bá bản tin nữa hay không. 4. KẾT LUẬN Bài báo đã đưa ra phương án hiệu quả để quảng bá bản tin EWM đến các phương tiện trong vùng nguy hiểm, trợ giúp lái xe chủ động và nhanh nhất xử lý sự cố, nhằm hạn chế nguy cơ tai nạn liên hoàn trên đường cao tốc. Thuật toán đã giải quyết được vấn đề tắc nghẽn mạng do dư thừa bản tin EWM bằng cách hạn chế số lượng nút quảng bá và chỉ thực hiện xử lý bản tin khi phương tiện nằm trong vùng nguy hiểm. Qua phân tích lý thuyết và đánh giá bằng mô phỏng đều khẳng định được tính ưu thế của EWMBcast so với thuật toán truyền thống. Tuy nhiên, môi trường thông tin thực tế rất phức tạp, bài báo chưa khảo sát đến các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình giao tiếp V2V và chưa xét đến cơ chế an toàn cho bản tin cảnh báo. Lời cảm ơn: Tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí của đề tài T2015-ĐĐT-69. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Li F, Yu W, “Routing in Vehicular Ad-hoc Networks: A Survey”, IEEE Vehicular Technology Magzine, 2007, 2(2), pp. 12-22. [2]. D. Jiang and L. Delgrossi, “IEEE 802.11p: Towards an international standard for wireless access in vehicular environments” in Proc. of the IEEE Vehicular Technology Conference. IEEE, 2008, pp. 2036–2040. [3]. PGS.TS Lê Hùng Lân cùng các tác giả, “Hệ thống giao thông thông minh – tập 1”, Nhà xuất bản Giao thông vận tải 2012, pp.7-9. [4]. A. Munaretto and M. Fonseca, “Routing and quality of service support for mobile ad hoc networks”, Computer Networks, vol. 51, no. 11, pp.3142–3156, 2007. [5]. S. Biswas, R. Tatchikou, and F. Dion, “Vehicle-to-vehicle wireless communication protocols for enhancing highway traffic safety”, IEEE Communications Magazine, vol. 44, no. 1, pp. 74–82, 2006. [6]. E. Fasolo, A. Zanella, and M. Zorzi, “An effective broadcast scheme for alert message propagation in vehicular ad hoc networks” in Proc. of the IEEE International Conference on Communications (ICC), vol. 9, 2006, pp. 3960–3965. [7]. Y.-T.Yang and L.-D. Chou, “Position-based adaptive broadcast for intervehicle communications” in Proc. of the IEEE International Conference on Communications (ICC), 2008, pp. 410–414. [8]. C.Garcia-Costa et al, “A Stochastic Model for Chain Collisions of Vehicles Equipped With Vehicular Communications”, IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS, VOL. 13, NO.2, 2012, pp.503-518. [9]. Prof. Shie-Yuan Wang, Chih-Liang Chou, and Chih-Che Lin, “The GUI User Manual for the NCTUns 6.0 Network Simulator and Emulator”, Department of Computer Science, National Chiao Tung University, Taiwan. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 39, 10 - 2015 49 ABSTRACT HIGHWAY BROADCAST PROTOCOL FOR CHAIN COLLISION AVOIDANCE This paper proposes a communication protocol to support such a vehicle collision warning system. The proposed algorithm designs to broadcast Emergency Warning Message (EWM) to all endangered vehicles in an emergency scenario for preventing chain collisions occurring frequently on highways. Simulation results show the correctness of the EWMBcast algorithm and its effectiveness in reducing the number of broadcasting nodes, eliminating redundant EWM messages and better average delay time when compared with existing Simply Broadcast (SB). Keywords: Intelligent Transportation System (ITS), VANET, V2V, EWM. Nhận bài ngày 28 tháng 5 năm 2015 Hoàn thiện ngày 05 tháng 8 năm 2015 Chấp nhận đăng ngày 29 tháng 9 năm 2015 Địa chỉ: 1Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Giao thông vận tải; 2Tổng cục Công nghiệp quốc phòng, Bộ quốc phòng; *Email: hungtv_ktdt@utc.edu.vn