Automação do tráfego de veículos: sistema de busca de caminho de menor custo entre dois pontos

Transcrição

1 Automação do tráfego de veículos: sistema de busca de caminho de menor custo entre dois pontos Richard Beyer Schroeder Orientador: Aurélio Faustino Hoppe 01/2012

2 SUMÁRIO 1. Motivação 2. Trabalhos relacionados 3. Objetivos 4. Requisitos 5. Solução proposta 6. Implementação 7. Experimentos 8. Conclusão 9. Limitações 10. Extensões 11. Demonstração

3 MOTIVAÇÃO Quanto tempo você perde diariamente no trânsito?

4 TRABALHOS RELACIONADOS Google Maps Google Maps Navigation GPS Airis Mobile Millennium

5 TRABALHOS RELACIONADOS Google Maps Características: - Exibir o mapa das cidades - Visualização das condições de tráfego através de cores

6 TRABALHOS RELACIONADOS Google Maps Navigation Características: - Narração do trajeto percorrido - Evitar ruas congestionadas

7 GPS Airis TRABALHOS RELACIONADOS Características: - Evitar ruas congestionadas - Recepção das condições do trânsito através de Frequência Modulada (FM)

8 TRABALHOS RELACIONADOS Mobile Century Características: - Experimento - Define as condições do tráfego baseando-se em dispositivos móveis com GPS

9 TRABALHOS RELACIONADOS Características / trabalhos correlatos Google Maps (2011) Google Maps Navigation (2011) GPS Airis (2011) Mobile Century (2008) Obtenção de rota de menor custo - X X - Envio de informações de condições de tráfego - X - X Visualização das condições de tráfego das vias X X X X Trabalho Google Maps Google Maps Navigation GPS Airis Presente em todos LIMITAÇÕES disponível apenas em grandes cidades processo de definição de ruas congestionadas não divulgado, bem como processo de colaboração dos usuários depende de provedores de informações de condições de tráfego por Frequência Modulada (FM) baixo nível de adesão de novas cidades dependência da corporação para concepção do mapa

10 OBJETIVOS Protótipo com capacidade para apresentar a rota de menor tempo entre dois pontos em uma malha viária - Colaboração dos usuários do protótipo para identificação das condições de tráfego - Construção dinâmica da representação computacional da malha viária de uma cidade - Cálculo da rota de menor custo baseada nas estatísticas de tráfego

11 REQUISITOS RF01 - Enviar informações de coordenadas geográficas para um servidor na web

12 REQUISITOS RF02 - Disponibilizar interface para informar um endereço de origem e destino através de coordenadas geográficas

13 REQUISITOS RF03 - Exibir no dispositivo uma rota de menor custo que será calculada no servidor entre a coordenada de origem e destino informada

18 REQUISITOS RF03 - Exibir no dispositivo uma rota de menor custo que será calculada no servidor entre a coordenada de origem e destino informada Itajaí Pres Castelo Branco Martin Luher Antonio da Veiga

19 SOLUÇÃO PROPOSTA

22 SOLUÇÃO PROPOSTA?

23 SOLUÇÃO PROPOSTA - Protótipo capaz de retornar a rota de menor custo e contribuir na coleta de estatísticas do trânsito

24 IMPLEMENTAÇÃO Coleta de dados Geração da malha viária Cálculo da rota de menor custo

25 Coleta de dados IMPLEMENTAÇÃO

28 Coleta de dados IMPLEMENTAÇÃO Velocidade Distância

29 Coleta de dados IMPLEMENTAÇÃO Velocidade Distância

30 Geração da malha viária IMPLEMENTAÇÃO

53 IMPLEMENTAÇÃO Situações a serem tratadas para gerar a malha viária: Situação 1 - O usuário percorrer em totalidade uma rua que antes apenas havia sido percorrida de maneira parcial Situação 2 - O usuário percorrer a mesma seção de rua que já foi percorrida e mapeada por outro usuário Situação 3 - O usuário entrar em uma outra rua antes e percorrer até o final a rua que já havia sido percorrida antes Situação 4 - O usuário percorrer uma rua processada além do seu limite

54 IMPLEMENTAÇÃO Situação 1 - O usuário percorrer em totalidade uma rua que antes apenas havia sido percorrida de maneira parcial Percurso efetuado pelo primeiro usuário

55 IMPLEMENTAÇÃO Situação 1 - O usuário percorrer em totalidade uma rua que antes apenas havia sido percorrida de maneira parcial 20 km/h Percurso efetuado pelo primeiro usuário

56 IMPLEMENTAÇÃO Situação 1 - O usuário percorrer em totalidade uma rua que antes apenas havia sido percorrida de maneira parcial Percurso efetuado pelo segundo usuário

57 IMPLEMENTAÇÃO Situação 2 O usuário percorrer a mesma seção de rua que já foi percorrida e mapeada por outro usuário 20 km/h

58 IMPLEMENTAÇÃO Situação 1 O usuário percorrer em totalidade uma rua que antes apenas havia sido percorrida de maneira parcial Situação 2 O usuário percorrer a mesma seção de rua que já foi percorrida e mapeada por outro usuário 18 km/h

59 IMPLEMENTAÇÃO Situação 1 O usuário percorrer em totalidade uma rua que antes apenas havia sido percorrida de maneira parcial Situação 2 O usuário percorrer a mesma seção de rua que já foi percorrida e mapeada por outro usuário 18 km/h 25 km/h

60 IMPLEMENTAÇÃO Situação 3 O usuário entrar em uma outra rua antes e percorrer até o final a rua que já havia sido percorrida antes

63 IMPLEMENTAÇÃO Situação 4 O usuário percorrer uma rua processada além do seu limite

66 IMPLEMENTAÇÃO Cálculo da rota de menor custo

67 IMPLEMENTAÇÃO Cálculo da rota de menor custo Algoritmo de Dijkstra

68 IMPLEMENTAÇÃO Cálculo da rota de menor custo Algoritmo de Dijkstra 37s 25s 23s 13s 19s 40s 32s

69 IMPLEMENTAÇÃO Cálculo da rota de menor custo Algoritmo de Dijkstra 37s 25s 23s 13s 19s 40s Origem 32s

70 EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 1: Testes efetuados com dados hipotéticos comprovar a correta geração do grafo representando a malha viária comprovar o funcionamento do cálculo da rota de menor custo, consequentemente o funcionamento de Dijkstra EXPERIMENTO 2: Teste em ambiente real comprovar o funcionamento da coleta de dados geográficos

71 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Destino Origem

72 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS

74 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS 5060 metros

75 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS 5060 metros 30 km/h

76 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS 5060 metros 30 km/h 10 minutos e 6 segundos

79 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS 7621 metros

80 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS 7621 metros 40 km/h

81 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS 7621 metros 40 km/h 11 minutos e 24 segundos

82 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo SEM congestionamento 10 minutos e 6 segundos

83 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo SEM congestionamento 10 minutos e 6 segundos 11 minutos e 24 segundos

84 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo SEM congestionamento 10 minutos e 6 segundos

85 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo SEM congestionamento 10 minutos e 6 segundos 11 minutos e 24 segundos

86 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo COM congestionamento 20 km/h

87 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo COM congestionamento + 2 minutos e 34 segundos 11 minutos e 24 segundos

88 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo COM congestionamento 12 minutos e 40 segundos 11 minutos e 24 segundos

89 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo COM congestionamento

90 EXPERIMENTO 1: DADOS HIPOTÉTICOS Obtendo a rota de menor custo COM congestionamento 12 minutos e 40 segundos 11 minutos e 24 segundos

91 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados

92 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Coordenadas coletadas não representam com exatidão o percurso percorrido

93 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Identificando problema de descalibragem da API do Google Maps Google Maps

94 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Identificando problema de descalibragem da API do Google Maps Google Maps Bing Maps

95 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Identificando problema de descalibragem da API do Google Maps Google Maps Bing Maps Yahoo Maps

96 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Testes efetuados na cidade de Gaspar Origem Destino

99 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Testes efetuados na cidade de Gaspar

100 EXPERIMENTO 2: AMBIENTE REAL Coleta dos dados: Testes efetuados na cidade de Gaspar

101 É possível utilizar celulares com GPS para determinar as condições do trânsito Algoritmo de Dijkstra efetivo CONCLUSÃO API de geocodificação do Google mostrou-se problemática Características / trabalhos correlatos Schroeder (2012) Google Maps (2011) Google Maps Navigation (2011) GPS Airis (2011) Mobile Century (2008) Obtenção de rota de menor custo X - X X - Envio de informações de condições de tráfego X - X - X Visualização das condições de tráfego das vias - X X X X Malha viária construída dinamicamente X

102 Situação não tratada LIMITAÇÕES

103 EXTENSÕES tornar visível a situação das condições de tráfego através de um site;

104 EXTENSÕES tornar visível a situação das condições de tráfego através de um site; integrar novas APIs de geocodificação reversa, afim de não depender somente da API do Google que nos testes demonstrou problemas de calibragem na cidade de Blumenau

105 EXTENSÕES tornar visível a situação das condições de tráfego através de um site; integrar novas APIs de geocodificação reversa, afim de não depender somente da API do Google que nos testes demonstrou problemas de calibragem na cidade de Blumenau utilizar heurística para o cálculo da rota de menor custo a fim de melhorar o processamento em uma massa de dados maior

106 EXTENSÕES tornar visível a situação das condições de tráfego através de um site; integrar novas APIs de geocodificação reversa, afim de não depender somente da API do Google que nos testes demonstrou problemas de calibragem na cidade de Blumenau utilizar heurística para o cálculo da rota de menor custo a fim de melhorar o processamento em uma massa de dados maior disponibilizar uma interface para informar sobre desvios na via de tráfego ou ainda sobre possíveis interdições devido a obras;

107 EXTENSÕES tornar visível a situação das condições de tráfego através de um site; integrar novas APIs de geocodificação reversa, afim de não depender somente da API do Google que nos testes demonstrou problemas de calibragem na cidade de Blumenau utilizar heurística para o cálculo da rota de menor custo a fim de melhorar o processamento em uma massa de dados maior disponibilizar uma interface para informar sobre desvios na via de tráfego ou ainda sobre possíveis interdições devido a obras implementar a coleta de dados geográficos em outras plataformas móveis como IOS, Symbian e Windows Phone garantindo assim uma maior adesão de usuários e logo uma maior cobertura na coleta dos dados o que significa que mais ruas terão suas estatísticas de tráfego apuradas

108 DEMONSTRAÇÃO

109 OBRIGADO