Comparação de Rastos GPS para Sistemas de Partilha de Carros - CISTI2010

Comparação de Rastos GPS para Sistemas de Partilha de Carro

5ª Conferencia Ibérica de Sistemas yTecnologias de Información

Santiago de Compostela - 18 Jun 2010

Paulo Monteiro, Carlos CarretoUnidade de Investigação para o Desenvolvimento do Interior

Instituto Politécnico da GuardaGuarda

paulojbras@gmail.com, ccarreto@ipg.pt

João PeixotoCentro Algoritmi

Universidade do MinhoGuimarães

peixoto@kanguru.pt

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Elevado número de automóveis no acesso aos grandes centros

urbanos!

PROBLEMA

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PROBLEMA

o A poluição atmosférica em ambiente urbano é proveniente directa ou indirectamente do sector dos transportes;

o Congestionamento dos centros urbanos;o Redução do número de estacionamentos;o Aumento do stress dos condutores;o Custo das viagens (combustível).

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Governo quer dar incentivos fiscais à partilha de carros

…“O Governo quer promover a partilha de carro nas empresas portuguesas. A ideia é dar incentivos fiscais às empresas para que substituam a atribuição de veículos aos seus trabalhadores por mecanismos de partilha de carro ou ‘carpooling’.”…

Fonte: Económico22 Março 2010

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SOLUÇÃO

Reduzir o número de veículos que acedem aos centros urbanos

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SOLUÇÃO

• a utilização de transportes públicos;

• a partilha de automóveis.

Incentivar…

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Carpooling

Carpool ou Carpooling é a partilha

alternada de um automóvel particular por

duas ou mais pessoas, para viajar juntos

para o trabalho ou para a escola.

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Porquê encorajar à prática de carpooling? Reduz os custos das viagens; Reduz os problemas de congestionamento e

o volume do tráfego automóvel; Aumenta a oferta de estacionamento; Reduz as emissões de poluentes; Reduz o stress; Estabelecem-se relações positivas entre os

utilizadores.

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Comparação de Rastos GPS para sistemas de

partilha de carro

Melhorar o sistema de partilha de automóveis

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Comparação de Rastos GPS

Existem portais para partilha de carro baseados em anúncios que não fazem comparação de rastos GPS.

Até ao momento não se conhecem portais de partilha de carros que usem essa tecnologia.

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Vantagens

Numa situação de milhares de rastos no acesso a um centro urbano, os sistemas de partilha de carro baseados em anúncios não serão eficientes.

Com a implementação dos métodos de comparação de rastos propostos neste artigo, pretende-se melhorar a pesquisa de soluções de partilha de carro.

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Processo

Utilizador Condutor

Registo Utilizador

Inserir Rastos GPS

Comparar Rastos

Sugestões de Partilha

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Aquisição de dados

Percursos GPS adquiridos por intermédio de equipamento GPS (formato NMEA) ou obtendo percursos num sistema de web maps.

A extracção das latitudes e longitudes dos ficheiros consiste em dividir cada uma das linhas ($GPGGA e $GPRMC) em várias substrings guardadas num objecto posição composto por latitude e longitude.

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Conversão para coordenadas decimais

Os valores de longitude e latitude são convertidos

do formato NMEA para um número decimal. Todos os mapas (maps.google.com, mappoint,

autoroute) usam longitudes e latitudes decimais.

decPos = (Pos DIV 100)+(Pos-(Pos DIV 100)*100)/60

5601.0318 -> 56+(1.0318/60) -> 56.0172

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Repositório de Rastos

Foi criado um repositório de Rastos onde vão sendo guardados os utilizadores e os percursos de cada utilizador.

Foi implementado um método para filtrar as posições guardadas. Caso o sistema detecte que existem pontos iguais (localizações referentes a

paragem num semáforo, por exemplo) serão eliminados, mantendo apenas um ponto referente a essa localização.

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Tipos de comparação de Rastos

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Comparação de Rastos GPS Os métodos de comparação de Rastos GPS baseiam-se no cálculo

de distâncias entre pontos de diferentes rastos.

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Comparação de Rastos GPS

Tendo em conta que a superfície da Terra é esférica, a distância entre dois pontos A e B pode ser calculada recorrendo às fórmulas de Grande-Círculo (por exemplo fórmulas de Haversine).

Estas fórmulas são complexas e envolvem funções trigonométricas que tornam o cálculo pesado do ponto de vista computacional, afectando o tempo de resposta do portal de partilha de carros que se pretende desenvolver.

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Comparação de Rastos GPS

De modo a simplificar os cálculos, considerou-se que o factor de proximidade entre os rastos a comparar será suficientemente pequeno para se poder considerar que os pontos dos rastos a comparar pertencem ao mesmo plano.

Assim calcula-se a distância entre eles recorrendo ao Teorema de Pitágoras.

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Comparação de Rastos GPS

O utilizador carrega o rasto de GPS e pede ao sistema para o comparar com os rastos da base de dados, de acordo com dois parâmetros:

o tipo comparação o valor de proximidade

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Cálculo da proximidade

Um grau corresponde a 100 km Um minuto a 1,6 km. Um minuto corresponde a 0,0167 graus decimais. Valor decimal de referência (valRefer) -

0,0104375, que corresponde a 1000 metros.

No momento de determinar se um ponto está próximo de outro, converte-se a distância obtida entre os pontos (depois de aplicado o Teorema de Pitágoras), em metros, por intermédio da fórmula.

distMetros = (distObtida * 1000) / valRefer

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Cálculo da proximidade

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Cálculo da proximidade

Se a distância em metros obtida entre dois pontos de rastos diferentes, for inferior ao factor de proximidade, considera-se que os pontos estão próximos um do outro.

A solução implementada compara dois percursos de cada vez, utilizando em simultâneo dois métodos de comparação definidos pelo utilizador: a proximidade pretendida e um dos tipos de comparação apresentados atrás.

Para já, o resultado da comparação devolve todos os rastos que cumprem os requisitos indicados.

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Aplicação (testes)

Aplicação desenvolvida em Visual Studio.Net (C#)

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Trabalho Futuro…

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Portal CarpoolIPG

Brevemente será disponibilizado um portal web direccionado à comunidade do Instituto Politécnico da Guarda.

Este portal permitirá comparar Rastos GPS de diferentes condutores e a consequente partilha de carro.

Será a primeira aplicação prática do trabalho efectuado até ao momento.

Pretende-se que esta aplicação possa vir a ser implementada em outras instituições de forma a generalizar a sua utilização.

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Portal CarpoolIPG

Principais objectivos:

Reduzir os problemas de congestionamento e o volume do tráfego automóvel no campus do IPG

Libertar lugares de estacionamento Reduzir os custos das viagens Reduzir as emissões de poluentes

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Questões?Paulo Monteiro

Unidade de Investigação para o Desenvolvimento do InteriorInstituto Politécnico da Guarda

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Portal deboleia.com

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Rasto GPS

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R = earth’s radius (mean radius = 6,371km)Δlat = lat2− lat1Δlong = long2− long1a = sin²(Δlat/2) + cos(lat1).cos(lat2).sin²(Δlong/2)c = 2.atan2(√a, √(1−a))d = R.c

Fórmula de Haversine

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