Abstract
With the advent of smart and green cities, the development of energy-efficient smart parking systems has attracted researchers to reduce environmental pollution in smart cities due to reducing traffic congestion as well as waste of time and fuel consumption. This article investigates how to integrate the Internet of Spatial Things(IoST) with workload balancing and image processing in fog computing to build an energy-efficient smart parking system. The suggested system applies Q-Learning, a reinforcement learning method, to achieve workload balancing and then deploys image processing to detect vacant parking slots. The proposed method’s main objective of load balancing is to reduce energy consumption. The evaluation of the proposed system is done by comparing two case studies, fog-based and cloud-based IoST implementations, in the iFogSim simulator for various scenarios and scales. Moreover, it evaluates and compares the energy consumption of various devices. Experimental findings show that the devised system in fog-based IoST greatly reduces energy consumption with improves parking space availability in smart parking in contrast to the cloud-based deployment of smart car parking.
Keywords
Cloud based IoST
Fog based IoST
Internet of spatial things
Q-learning
Smart parking
Abstract
مع ظهور المدن الذكية والخضراء، أدى تطوير أنظمة مواقف السيارات الذكية الموفرة للطاقة إلى جذب الباحثين للحد من التلوث البيئي في المدن الذكية بسبب تقليل الازدحام المروري وكذلك إهدار الوقت واستهلاك الوقود. تبحث هذه المقالة في كيفية دمج إنترنت الأشياء المكانية (IoST) مع موازنة عبء العمل ومعالجة الصور في حوسبة الضباب لبناء نظام مواقف سيارات ذكي موفر للطاقة. يطبق النظام المقترح Q-Learning، وهي طريقة للتعلم المعزز، لتحقيق موازنة عبء العمل ومن ثم نشر معالجة الصور للكشف عن أماكن وقوف السيارات الشاغرة. الهدف الرئيسي للطريقة المقترحة وهو موازنة الحمل هو تقليل استهلاك الطاقة. يتم تقييم النظام المقترح من خلال مقارنة دراستي حالة، تطبيقات IoST القائمة على الضباب والقائمة على السحابة، في محاكي iFogSim لمختلف السيناريوهات والمقاييس. علاوة على ذلك، فهو يقوم بتقييم ومقارنة استهلاك الطاقة للأجهزة المختلفة. تظهر النتائج التجريبية أن النظام المبتكر في إنترنت الأشياء القائم على الضباب يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة مع تحسين توفر أماكن ركن السيارات في المواقف الذكية على عكس النشر السحابي لمواقف السيارات الذكية.
Keywords
Cloud based IoST
Fog based IoST
Q-learning
المواقف الذكية
انترنت الاشياء المكانية