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Estimativa da ocupação de veículos por tecnologias sem fio e dispositivos móveis: Uma aplicação no transporte urbano de passageiros de ônibus

Estimativa da ocupação de veículos por tecnologias sem fio e dispositivos móveis: Uma aplicação no transporte urbano de passageiros de ônibus

Edson Hilios

April 24, 2017
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Transcript

  1. Exame de qualificação
    Estimativa da ocupação de veículos por
    tecnologias sem fio e dispositivos móveis:
    Depto. de Transportes – Escola Politécnica
    Edson Hilios Marques Nunes
    24 de Abril de 2017
    Uma aplicação no transporte urbano de passageiros de ônibus

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  2. Texto preliminar para apresentação à banca do exame de
    qualificação para dissertação a ser apresentada à Escola
    Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do
    t ́tulo de Mestre em Ciências.
    Área de Concentração:
    Departamento de Engenharia de Transportes
    Orientador:
    Prof.º Dr. Claudio Luiz Marte
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  3. Agenda
    1. Introdução
    2. Justificativa
    3. Objetivos
    4. Metodologia
    5. Cronograma
    6. Revisão bibliográfica
    7. Desenvolvimento do experimento
    8. Teste-piloto
    9. Conclusão
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  4. Introdução
    Uma caracter ́stica encontrada nas equações utilizadas no planejamento
    da operação do transporte públicoTP é que elas consideram variáveis
    constantes a taxa de passageiros por hora e a taxa de embarque.
    O problema é que a demanda é uma variável caótica, tornando a
    alocação de recursos uma tarefa propensa a erros e alvo de estudos
    espec ́ficos para sua otimização.
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  5. O efeito da lotação no sistema
    ● Maior tempo de embarque e desembarque;
    ● Aumento no tempo total de viagem;
    ● Redução da velocidade operacional;
    ● Congestionamentos nas vias e paradas;
    ● Deterioração da qualidade de vida dos passageiros;
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  6. Justificativa
    Passageiros podem através de informações em tempo-real da ocupação
    do ônibus tomar decisões mais assertivas sobre a sua viagem, como
    esperar o próximo ônibus.
    Tais métodos criam novas oportunidades para realocar a ocupação mais
    rápido e de forma mais eficiente.
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  7. Oportunidades nos telefones móveis
    O simples fato de uma pessoa
    portar um telefone móvel permite
    que sejam coletadas diversas
    informações dela através dos
    sinais emitidos pelos aparelhos
    durante o seu uso.
    7

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  8. Telefone móvel no Brasil
    Fonte: IBGE, Pesquisa Nacional por Amostra de Domic ́lio (2016).
    Percentual de pessoas que tinham telefone móvel celular para uso pessoal
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  9. Objetivo geral
    Desenvolver um método de contagem automática de passageiros (APC)
    por radiofrequência, através do sensoriamento do sinal de redes sem fio
    Wi-Fi, emitido por telefones móveis e um método de análise para os
    dados capturados para aplicação em sistemas de informação.
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  10. Objetivos específicos
    A. Elaborar um protótipo de sensor capaz de capturar o sinal de rede
    sem fio Wi-Fi emitido por telefones móveis.
    B. Desenvolver um algoritmo de tratamento de dados para estimar a
    ocupação de um ve ́culo num determinado espaço temporal
    utilizando técnicas de mineração de dados;
    C. Testar estatisticamente a eficiência do algoritmo, discutindo seus
    atributos e defeitos assim como métodos para melhorá-lo;
    10

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  11. Metodologia
    ● Revisão bibliográfica sobre qualidade do TP e métodos de APC;
    ● Sensoriamento de pessoas por radiofrequência;
    ● Pesquisa experimental;
    ● Análise estatística de dados;
    ● Conclusão.
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  12. Cronograma
    Atividade
    2016 2017 2018
    1º T 2º T 3º T 1º T 2º T 3º T 1º T 2º T 3º T
    Conc. créditos
    Rev. bibliográfica
    Prototipação
    Teste-piloto
    Qualificação
    Revisão
    Coleta de dados
    Análise de dados
    Artigo científico
    Defesa
    Entrega final 12

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  13. Revisão bibliográfica
    Numa pesquisa mais aprofundada sobre o efeito da lotação na
    vida dos passageiros, Cantewell et al. (2009) concluem que a
    lotação do ve ́culo e o desconforto percebido após o embarque
    causam mais estresse que o tempo de viagem em si.
    13

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  14. Atributos da qualidade no TP
    Aspecto Atributo
    Quantitativos Confiabilidade
    Frequência
    Velocidade
    Preço
    Informações
    Facilidade de transferência
    Condições do veículo
    Qualitativos Conforto
    Segurança
    Conveniência
    Estética
    Fonte: Adaptado de Redman et al. (2013), p.22
    14

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  15. Contagem automática de passageiros
    Métodos de APC encontrados na bibliografia:
    ● Sensores infravermelhos;
    ● Câmeras de vídeo;
    ● Sensores de temperatura;
    ● Sensores de peso;
    16

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  16. Sensoriamento pro radiofrequência
    A coleta passiva é poss ́vel através das tecnologias de
    radiofrequência empregadas nesses dispositivos para a
    comunicação sem fio.
    ● GSM
    ● Bluetooth
    ● Wi-Fi
    17

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  17. Sensoriamento por Wi-Fi
    A utilização do protocolo Wi-Fi tem fomentado diversos tipos de
    pesquisas com o tema de movimentação e contagem de pessoas:
    ● Sistemas de localização e fluxo de pessoas;
    ● Monitoramento de tráfego;
    ● Cálculo de trajetórias;
    ● Validação de OD;
    ● Ocupação de veículos. 18

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  18. Desenvolvimento do experimento
    19

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  19. Protótipo de APC por Wi-Fi
    Fonte: Autoria própria (2017), p.34
    ● Raspberry PI 3 Model B
    ● Módulo Wi-Fi TP-LINK
    TL-WN722N / Athero AR9002U
    ● Bateria externa
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  20. Protocolo IEEE 802.11
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    Sensor Wi-Fi
    Endereço MAC
    Endereço MAC
    Endereço MAC
    Fonte: Oransirikul (2016)

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  21. Amostragem
    Fonte: Autoria própria (2017), p.36
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  22. Método de pesquisa visual
    Fonte: Traduzido de Haywood e Konig (2015), p.37
    23

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  23. Método de pesquisa visual
    Nível Descrição Definição
    1 Parcialmente sentados Alguns lugares vazios
    2 Sentados Todos os bancos ocupados
    3 25% de ocupação Todos os bancos ocupados com algumas pessoas em pé
    4 50% de ocupação Meia lotac
    ̧ ão do corredor
    5 75% de ocupação Lotac
    ̧ ão de 3/4 do veı́culo
    6 90% de ocupação Apesar de lotado, observa-se que tem capacidade para
    atender mais usuá rios
    7 Lotado Capacidade total utilizada
    8 Superlotado Além da capacidade normal
    Fonte: Adaptado de Santana (2015), p.38 24

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  24. Teste-piloto
    25

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  25. Processamento de dados
    Filtro de disp.
    móveis
    Dados coletados
    Agregação
    temporal
    Contagem de
    avistamentos
    Filtro de
    contagem
    Fonte: Autoria própria (2017), p.39
    26

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  26. Filtragem de dispositivos móveis
    Data de aquisição Endereço MAC
    2017-03-27 08:41:57.282 E4:58:E7:BE:C1:CC
    2017-03-27 08:44:27.140 40:88:05:04:60:A2
    2017-03-27 08:51:09.378 B4:EF:39:E8:DE:D7
    2017-03-27 08:56:08.675 40:88:05:04:60:A2
    2017-03-27 08:57:05.612 40:B8:37:E7:AA:28
    2017-03-27 09:06:27.916 40:88:05:04:60:A2
    2017-03-27 09:06:49.355 5C:51:88:21:28:8E
    2017-03-27 09:11:06.459 4C:66:41:47:92:AC
    Fonte: Autoria própria (2017), p.40
    27

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  27. Agregação e contagem de avistamentos
    Fonte: Autoria própria (2017), p.40
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  28. Dados coletados vs. observados
    Fonte: Autoria própria (2017), p.42
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  29. Conclusão preliminar
    Os resultados obtidos pelo sensor durante o teste-piloto demonstraram
    serem estatisticamente condizentes com os dados observados em
    campo.
    Apesar de não haver evidências mais fortes de que tal procedimento pode
    ser generalizado para diversas situações, percebe-se que tal método
    demonstra ser possivelmente uma alternativa viável de APC como afirma
    a literatura.
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  30. ● Integração de um GNSS ao protótipo;
    ● Captura dos dados ampliada;
    ● Generalização do algoritmo;
    ● Utilizar dados de AFC da operação;
    ● Expandir a análise estatística;
    Perspectiva
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  31. Eng. Edson Hilios Marques Nunes
    Mestrando em Eng. de Transporte
    [email protected] 32

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  32. Exame de Qualificação
    Estimativa da ocupação de veículos por
    tecnologias sem fio e dispositivos móveis:
    Depto. de Transportes – Escola Politécnica
    Edson Hilios Marques Nunes
    24 de Abril de 2017
    Uma aplicação no transporte urbano de passageiros de ônibus

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