Vehicle-to-vehicle (V2V) communication using Dedicated Short Range Communications (DSRC) technology promises to help drastically reduce vehicle collisions. DSRC allows vehicles in a highly mobile and complex network to send and receive safety messages with more reliability and lower latency compared with other wireless technologies used for automotive communications. However, there are many factors that could cause a safety-critical automotive application to become unreliable due to communication failures. While the reliability of V2V communication has been a subject of study by several researchers, there are still open questions regarding how the placement of the DSRC devices (inside or outside the host vehicle), the vehicle’s interior elements and the differences in altitude can affect the V2V communications. This article provides experimental testing data and analyses in order to quantify the impacts of relative vehicle speeds, altitude differences between vehicles, and interior obstacles on V2V communication range and reliability for opposite traffic, in both city and highway environments. We discuss how these results can adversely affect the design parameters of safety critical applications by considering the V2V application “Safe Pass Advisory” on two-lane rural highways.

La localisation précise des véhicules et la sécurité des échanges sont deux grands axes qui font la fiabilité des services fournis dans les systèmes de transport intelligent. Ces dernières années, elles font l’objet de nombreux projets de recherche pour des champs d’application divers. Dans cette thèse, le contexte d’application est la réalisation d’un service de télépéage utilisant la technologie ITS-G5. Cette technologie de communication sans-fil permet dans un premier temps le partage des informations de sécurité routière entre les véhicules (V2V), le véhicule et l’infrastructure (V2I). Dans cette thèse, on propose une architecture permettant d’échanger des transactions de télépéage utilisant les équipements communicants en ITS-G5 embarqués dans les véhicules connectés et les unités bord de route (UBR) de l’infrastructure. Les problématiques de nos travaux de recherche se concentrent sur la méthode de localisation des véhicules ayant effectué la transaction afin de pouvoir la valider et sur la sécurité de l’architecture proposée pour assurer l’échange de cette transaction. Afin de bien localiser les véhicules lors du passage au péage, notre approche propose la compréhension de la cinématique du véhicule par une modélisation adéquate à partir des données recueillies dans les messages coopératifs (CAM : Cooperative Awareness Message) en approche du péage. Cela améliorera les informations de géolocalisation déjà présentes. Notre objectif est d’arriver à une précision de moins d’un mètre pour distinguer 2 véhicules adjacents. D’autre part, le protocole de sécurité proposé permet d’assurer l’authentification des équipements participant à l’échange et à la validation de la transaction, l’intégrité des données échangées ainsi que la confidentialité des échanges compte tenu du contexte de communication sans-fil et de la sensibilité des données échangées. Une preuve de concept de la solution de télépéage utilisant la technologie ITS-G5 est développée et intègre nos deux contributions. / The precise localization of vehicles and the security of communication are requirements that make almost of the services provided in intelligent transport systems (ITS) more reliable. In recent years, they have been the subject of numerous research projects for various fields of application. In this thesis, the context is the development of an electronic toll service using the ITS-G5 technology. This wireless communication technology initially allows the sharing of traffic safety information between vehicles (V2V), vehicle and infrastructure (V2I). In our work, we propose a tolling application using equipment operating in ITS-G5 embedded in the connected vehicles and roadside units. For this, ensuring both precise geolocation of the vehicles and security of communication are required to validate the transaction.In order to properly locate the vehicles during the toll crossing, our approach is based on the understanding of the kinematics of the vehicle through a suitable modeling from the data collected in the cooperative messages (called CAM: Cooperative Awareness Message). This approach aims to improve the geolocation information already present in the message. Our goal is to achieve vehicle localization with an accuracy lower than one meter to distinguish two adjacent vehicles. On the other hand, the proposed tolling protocol ensures the authentication of the equipment or entities involved in the exchange and the validation of the transaction, the integrity of the transmitted data as well as the confidentiality of the communication. In this way, we take into account the context of the wireless communication and the sensitivity of the exchanged data. Our two contributions are integrated in the implemented Proof of Concept of the tolling application using the ITS-G5 technology.