Configurazione delle simulazion

Prima di procedere con l’analisi dei risultati verranno brevemente descritte le procedure necessarie per predisporre e configurare l’esecuzione di una simulazione in iTETRIS che utilizzi l’insieme dei moduli ITS prodotti. I due protocolli discussi nel capitolo 4 sono simulati separatamente utilizzando due applicazioni per iCS distinte, entrambe basate sulla stessa interfaccia descritta nel paragrafo 3.2.1. Le configura- zioni delle due applicazioni sono uguali per le parti in comune e si differenziano esclu- sivamente nelle impostazioni dei comportamenti specifici al particolare protocollo. In particolare il modulo dedicato alla simulazione della mobilità, descritto nel paragrafo 3.2.2, è configurato nello stesso modo per ottenere un comportamento dei veicoli com- parabile nei due sistemi.

Per eseguire un’istanza di simulazione del sistema realizzato attraverso iTE- TRIS occorre predisporre e configurare una serie di file che saranno utilizzati per de- finire il comportamento dei quattro moduli principali che costituiscono il sistema: il componente iCS, i simulatori SUMO ed NS-3 e l’applicazione che contiene i proto- colli simulati. iTETRIS utilizza una organizzazione gerarchica per dedicare ad ogni modulo dell’architettura un proprio file di configurazione separato.

Una spiegazione completa di ogni parametro di configurazione messo a dispo- sizione da iTETRIS esula dallo scopo di questa tesi ed è possibile trovarla in [Itb14]. Nel seguito saranno illustrati i parametri di utilizzati durante la valutazione del sistema e la raccolta dei risultati.

Configurazione di iCS

Questo file di configurazione è quello generale per impostare la simulazione, contiene infatti, oltre ai valori utilizzati per definire il comportamento del modulo iCS, quali file utilizzare per gli altri moduli.

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In questo file sono specificati l’istante di inizio e di fine della simulazione, il rate di penetrazione della tecnologia utilizzata, la risoluzione utilizzata per il timestep della simulazione, la lista dei dispositivi infrastrutturali da simulare con la relativa posizione ed una serie di parametri dipendenti dal particolare scenario simulato.

Il valore del rate della penetrazione è stato mantenuto sempre costante al 100% in ogni simulazione eseguita, in quando è stato deciso di modificare quanti veicoli partecipassero effettivamente alla raccolta di dati all’interno dell’applicazione. Que- sto ha permesso due vantaggi: è possibile definire con precisione la percentuale delle varie classi di veicoli utilizzati ed ha permesso la raccolta di statistiche complete anche nel caso la penetrazione totale fosse inferiore al 100%. Se venisse impostato il valore generale presente in questo file i veicoli senza la tecnologia installata sarebbero scar- tati completamente da iCS e non sarebbe quindi possibile avere il valore reale con cui poter confrontare le prestazioni del sistema.

L’impostazione del valore della risoluzione non era presente all’interno della versione originale di iTETRIS ed è stata introdotta nel corso di questo progetto fra le modifiche effettuate al framework, come descritto nel paragrafo 5.2. La risoluzione originale di un secondo è infatti assolutamente inadeguata per la raccolta di risultati soddisfacenti nei protocolli utilizzati all’interno di questa tesi.

Questo file di configurazione contiene anche l’indicazione degli eseguibili per istanziare gli altri componenti del sistema ed i relativi file di configurazione. iCS si occupa infatti anche dell’avvio e della configurazione dei due simulatori e delle ap- plicazioni clienti installate centralizzando le operazione necessarie per l’avvio di una simulazione. Per avviare una simulazione occorre istanziare via riga di comando iCS specificando il solo percorso di questo file di configurazione generale.

Configurazione di SUMO

Per impostare correttamente SUMO occorre indicare gli specifici file che com- pongono lo scenario utilizzato; questi descrivono il reticolo stradate, la logica sema- forica utilizzata nei vari incroci e contengono un elenco di veicoli ed il relativo per- corso seguito durante al simulazione. Attraverso questi dati viene simulato lo stato di ogni veicolo ed è possibile ottenere in ogni momento le informazioni sulla sua posi- zione e la sua velocità istantanea.

Configurazione di NS-3

La configurazione di NS-3 consente di impostare correttamente sia le varie estensioni apportate durante l’integrazione con iCS sia i componenti dell’architettura

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standard del simulatore. Si possono infatti selezionare differenti tecnologie di trasmis- sione wireless da installare all’interno dei nodi simulati ed impostarle opportunamente per il particolare scenario che si vuole eseguire.

Per quanto riguarda la configurazione dei numerosissimi parametri offerti si è scelto per semplicità di adottare una scelta analoga a quella fornita di default dalla piattaforma iTETRIS, ovvero di utilizzare i valori predefiniti dallo standard 802.11b in modalità ad-hoc, con metodologia di trasmissione DSSS [Tan02] ad 1 Mbps, ritardo di propagazione costante e modello logaritmico per la caduta del segnale. Come con- seguenza delle precedenti impostazioni i nodi hanno una portata approssimabile a 170 metri. Questo valore è utilizzato per le RSU ed i veicoli di classe full, mentre per i nodi di classe media viene limitata la portata massima del segnale a 100m all’interno di iCS attraverso l’opportuno parametro nella sottoscrizione dedicata all’invio dei messaggi. Questa semplificazione si è resa necessaria perché non si è voluto modifi- care implementazione standard del sistema che prevede una sola classe di veicoli mo- bili. Questa approssimazione ha come effetto collaterale quello di sovrastimare il nu- mero di collisioni dovute ai dispositivi medi in quanto viene utilizzato lo stesso raggio di propagazione degli altri veicoli all’interno di NS-3.

Configurazione dell’applicazione

L’architettura del simulatore iTETRIS lascia completa libertà allo sviluppatore nella creazione di applicazioni. In questo progetto si è scelto di creare una applica- zione il più configurabile possibile ed è stato previsto l’utilizzo di un file in formato xml che racchiude le impostazioni sia relative alla parte di interfaccia con iCS sia quella dedicata all’implementazione dei vari protocolli presi in esame. È possibile impostare anche il file di output nel quale sono salvati i risultati della simulazione. Questo file di configurazione è passato all’applicazione quando viene invocata da iCS, che provvedere ad interpretarlo e ad applicare le impostazioni prima di collegarsi al simulatore e di mettersi in attesa di comandi.

Un elenco dettagliato dei vari parametri presenti e dei valori utilizzati durante le simulazione è presente nell’Appendice A: per ogni attributo di ogni classe è pre- sente un tag corrispondente all’interno di questo file, premettendo una personalizza- zione completa del comportamento del protocollo.

Per automatizzare la raccolta dei risultati durante le simulazioni è stata prevista la lettura di un ulteriore file di testo dopo il caricamento delle impostazioni, contenente una limitata lista di parametri da modificare rispetto a quelli presenti nel file di confi-

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gurazione. Questo meccanismo viene utilizzato da uno script per eseguire automati- camente numerose simulazioni automaticamente. I parametri che è possibile impo- stare sono le impostazioni del generatore di numeri casuali, la penetrazione dei veicoli full, medium e shadow e la modalità di formazione dei gruppi nel protocollo decen- tralizzato.