detekcja bluetooth oraz geolokalizacja

Polski Kongres ITS
Marcin KALISIAK
NOWE TECHNOLOGIE DLA EFEKTYWNEGO ZARZĄDZANIA
RUCHEM MIEJSKIM – DETEKCJA BLUETOOTH ORAZ
GEOLOKALIZACJA
l. NOWE WYZWANIA DLA ZARZĄDZANIA RUCHEM
Zarządzanie ruchem miejskim wiąże się z coraz większymi wyzwaniami wynikającymi ze wzrostu
natężenia ruchu w miastach. Rośnie ruch pojazdów, coraz większym problemem stają się zanieczyszczenia związane z nadmierną emisją CO2, coraz częściej zauważa się negatywny wpływ problemów komunikacyjnych na ekonomiczną kondycję miast regionu czy nawet całego kraju.
Aby sprawnie zarządzać ruchem, potrzeba coraz więcej, coraz dokładniejszych informacji o ruchu, a
co za tym idzie, często kosztowniejszych zaawansowanych technologicznie detektorów. Z kolei ich
masowa implementacja wiąże się z ingerencją w infrastrukturę, która często wymaga wyłączeń ulic
z ruchu, co dodatkowo potęguje zatory i w okresach przejściowych obniża satysfakcję uczestników
ruchu.
Rośnie znaczenie wpływu świadomości uczestników ruchu co do panujących warunków drogowych
na natężenie ruchu w określonych częściach miasta. Z uwagi na powszechnie panujące korki, zachowania kierowców co do wybieranych dróg są trudne do przewidzenia a nierzadko niemożliwe
jest zdobycie pełnej informacji o tych zachwianiach (brak detektorów na drogach niższej kategorii,
lokalnych i osiedlowych, które często stanowią objazdy zakorkowanych miejsc). Brakuje rozwiązań
technologicznych, które dostarczałyby masowej, precyzyjnej informacji o ruchu w całym mieście,
bez względu na rejon i klasę użytkowanej drogi.
Alternatywą dla tradycyjnego modelu wdrażania detektorów ruchu takich jak pętle indukcyjne czy
kamery może być technologia oparta o standard Bluetooth, bazująca na detekcji przemieszczania się
masowo używanych przez uczestników ruchu urządzeń mobilnych takich jak chociażby telefony
komórkowe. Nasycenie miasta tego typu urządzeniami jest coraz większe i stale rośnie. AlcatelLucent oferuje innowacyjne rozwiązanie zarządzanie ruchem na bazie detekcji urządzeń Bluetooth
„Teleport”.
2. OBECNIE STOSOWANE TECHNOLOGIE DETEKCJI I ANALIZY RUCHU
W do tej pory wdrażanych systemach ITS rolę detektorów strategicznych (mających wpływ na
optymalizację pracy systemu) czy taktycznych (sygnalizujących konieczność lokalnego zareagowania systemu) pełniły pętle indukcyjne, kamery detekcji wideo czy czujniki bazujące na zjawiskach
magnetycznych w postaci niewielkich urządzeń instalowanych w powłoce asfaltowej. Dodatkowo
informacji o ruchu mogły dostarczać urządzenia i rozwiązania pozwalające na lokalizowanie pojazdów i analizę ich ruchu, takie jak odbiorniki GPS lub technologie triangulacji w sieciach telefonii
komórkowej.
2.1. Pętle indukcyjne
Pętle indukcyjne jak do tej pory praktycznie nie mają konkurencji jeśli chodzi o dokładność i niezawodność pomiarów. Zamontowane na stałe w powierzchni jezdni okablowanie pętli w dobrze wykonanej nawierzchni nie powinno ulegać uszkodzeniom i nie jest podatne na zakłócenia urządzeń
zewnętrznych. Niestety bardzo poważną wadą pętli indukcyjnych są: konieczność dokonania po-
2
M.Kalisiak
ważnej ingerencji w nawierzchnię jezdni, co wiąże się z naruszeniem jej struktury, konieczność
blokowania pasów ruchu i uzyskiwania zgód na wykonywanie robót instalacyjnych i przede wszystkim wysoki koszt instalacji.
2.2 Wideodetekcja
Kamery detekcji wideo nie wymagają dużych ingerencji w infrastrukturę celem ich wdrożenia,
niemniej jednak efektywność i niezawodność ich pracy jest znacznie mniejsza niż w przypadku pętli
indukcyjnych.
Na jakość pracy kamer w dużym stopniu wpływają warunki atmosferyczne i nie da się ukryć że
jakość ich pracy będzie zupełnie różna w suchy słoneczny dzień i podczas gwałtownej śnieżycy. A
właśnie podczas skrajnych warunków atmosferycznych najczęściej tworzą się korki i to wtedy
potrzebna jest jak najprecyzyjniejsza informacja o ruchu.
Istotna jest również kwestia estetyki skrzyżowań, w szczególności bramownic i innych konstrukcji
wsporczych, na którym montowana jest sygnalizacja świetlna oraz inne urządzenia, jak między
innymi kamery. W naszych miastach coraz częściej obserwujemy bramownice, na których wisi
coraz więcej urządzeń, co jest dyskusyjne jeśli chodzi o walory estetyczne. Postęp technologii i
nowe rozwiązania które chciałoby się stosować wymagają kolejnych kamer: wideodetekcja, ANPR,
fotoradary, wykrywanie przejazdów na czerwonym świetle itd.
2.3 Techniki lokalizacyjne
Technologie lokalizacyjne takie jak GPS czy triangulacja GSM są łatwe we wdrożeniu, ale
niestety dokładność informacji, którą przynoszą do systemu, może nie być zadowalająca. Tego
typu technologie raczej rzadko stosowane są w kontekście gromadzenia i przetwarzania informacji o ruchu na potrzeby zarządzania ruchem. Znane są przykłady stosowania techniki lokalizacyjnej GPS przy nadawaniu priorytetu dla komunikacji publicznej czy zarządzania flotą.
Także w tych przypadkach, jak uczą krajowe doświadczenia, w gęstej zabudowie miejskiej lepiej używać innych metod celem wyliczenia pozycji jak chociażby czujniki analizujące ruch
kół pojazdów.
Niewątpliwą zaletą technologii lokalizacyjnych jest praktyczny brak wymagań co do infrastruktury stałej w okolicach skrzyżowań na terenie miasta. Zaleta ta jednak nie jest w stanie
skompensować problemów opisanych powyżej.
3. TELEPORT – O CO CHODZI?
W dzisiejszych miastach praktycznie każdy uczestnik ruchu posiada urządzenie wyposażone w
modem Bluetooth. Są to telefony komórkowe, słuchawki, nawigacje, laptopy itp. Można
uznać, że jest to chodzące darmowe źródło informacji o położeniu uczestnika ruchu i sposobie
jego przemieszczania. Koncepcja Teleport opiera się na rozmieszczeniu w wielu punktach
miasta niewielkich detektorów urządzeń Bluetooth śledzących ruch urządzeń, które pojawiają
się w ich pobliżu.
Oczywiście sama informacja o tym, że urządzenie wyposażone w Bluetooth zostało wykryte
niesie niewielką i mało praktyczną porcję informacji. Kluczowe jest by po pierwsze była to informacja masowa (koncepcja ma rację bytu gdy większość uczestników ruchu może być wykryta) i po drugie była precyzyjna i kompleksowa (pokazywała drogi jakimi przemieszczają się
uczestnicy ruchu). Na pierwszy rzut oka pomysł wydaje się irracjonalny, ale biorąc pod uwagę,
że gdyby z informacji pozyskanej w ten sposób, dzięki szczegółowej analizie, wydobywać po-
Tytuł referatu lub pierwszy fragment tytułu – nie więcej niż 5-7 słów
3
żądane dane, to możemy mieć dostęp do naprawdę kompleksowej informacji o ruchu.
Alcatel-Lucent opracował ekspercki system informatyczny, który przetwarza informację pozyskaną z urządzeń Bluetooth w użyteczne statystyki ruchowe. Informacja ta może zasilać systemy zarządzania ruchem lub systemy dynamicznej informacji pasażerskiej bądź inne rozwiązania z gamy ITS. Przez użyteczne statystyki ruchowe rozumiemy tu informację o natężeniu
ruchu na wjazdach/wyjazdach ze skrzyżowań wraz z tendencjami ruchu w określonych relacjach w całym obszarze miasta. Informacja ta może być precyzyjna po odfiltrowaniu w systemie eksperckim informacji stanowiących szum, jak chociażby dublujące się urządzenia Bluetooth w tym samym pojeździe (system na bazie tendencji przemieszczania się gruby urządzeń
ustala, że przynależą do tego samego pojazdu).
Należy jednak podkreślić, że nie śmiemy twierdzić, że Teleport może samodzielnie służyć do
zadań takich jak sterowanie sygnalizacja świetlną. W obecnej sytuacji, nasycenie urządzeniami
Bluetooth jest niewystarczające i zawsze mielibyśmy do czynienia z sytuacją gdzie wiele pojazdów jest po prostu niezauważonych. Teleport wydaje się jednak bardzo obiecujący jako baza do analiz tendencji przemieszczania się w mieście a co za tym idzie do zastosowań np. w
systemach informacji pasażerskiej, czy generalnie dla celów kreowania strategii zarządzania
ruchem na przyszłości. Można jednak domniemywać, że tego typu technologie mogą w przyszłości być stosowane również w szerszej liczbie zastosowań.
4. CO WYRÓŻNIA ROZWIĄZANIE TELEPORT
Teleport nie wymaga żadnych nakładów na źródło informacji o przemieszczaniu uczestników
ruchu, gdyż są nimi sami uczestnicy ruchu wraz ze swoimi telefonami, laptopami itd. Konieczne jest jedynie zainstalowanie niewielkich detektorów tych urządzeń, przy czym mogą
one się znaleźć w praktycznie dowolnym miejscu w pobliżu jezdni. Co istotne, nie musi być
zachowana bezpośrednia widoczność (np. detektor może być zainstalowany w pobliskim sklepie). Ponadto, testy potwierdzają, że Teleport osiąga dokładności niewiele gorsze od pętli indukcyjnych, co najmniej takie jak kamery, a często lepsze. Wymiana detektora Teleport w razie awarii to czynność trywialna nie wymagająca specjalistycznej wiedzy i sprzętu. I chyba
najważniejsze - Teleport to rozwiązanie ekstremalnie ekologiczne z minimalnymi poborami
energii.
5. ISTOTNE KWESTIE OCHRONY PRYWATNOŚCI
W wielu krajach koncepcja Teleport spotyka się z pytaniem o ochronę prywatności. W końcu
system śledzi poszczególne konkretne osoby i pojazdy. By uspokoić obawy o ochronę prywatności, zapewniamy, że rozwiązanie bazuje jedynie ona fizycznej informacji o urządzeniu nie
kojarząc jej z cechami osobowymi użytkownika. Co więcej, Teleport zakłada, że użytkownicy
sami będą subskrybować usługę, dając się śledzić w zamian za niewątpliwe korzyści z użytkowania systemów ITS. Tu jednak powstaje pytanie, czy w tym modelu Teleport osiągnie sukces – powodzenie koncepcji w pełni zależy od zaangażowania użytkowników ruchu.
6. SUKCES TELEPORT ZALEŻNY OD ZAANGAŻOWANIA UCZESTNIKÓW
RUCHU
Powyższe kwestie ochrony prywatności oraz masowość stosowania urządzeń Bluetooth będą
determinowały potencjał systemów takich jak Teleport. Im więcej użytkowników, tym większa
precyzja pomiarów i bogatsze modele ruchu i tym lepsze usługi dla uczestników ruchu. Zatem
świadomość użytkowników końcowych determinuje jakość systemu jako całości. Wymaga to
4
M.Kalisiak
pewnej zmiany mentalności. Użytkownik ruchu nie jest tylko beneficjentem systemu budowanego przez lokalne urzędy, ale niejako na bieżąco go współtworzy i ma wpływ na jego działanie. Wymaga to pewnego społecznego zrozumienia i zaangażowania. Wydaje się jednak że jest
to możliwe patrząc na sukces komunikatorów internetowych, czy portali społecznościowych
gdzie pewne elementy filozofii działania są podobne do Teleport.
Ważną kwestią jest fakt, że Teleport nie tylko służy zbieraniu informacji ale zakłada, że użytkownik końcowy będzie niejako czerpał korzyści ze swojego udziału w systemie. Każdy z
użytkowników będzie mógł codziennie adaptować swoje zachowania związane z przemieszczaniem według wskazówek z portalu informacyjnego, informacji SMS rozgłoszeniowych
bądź dedykowanych. I systemy te dostarczą informacje znacznie precyzyjniejsze niż systemy
dostępne obecnie (aplikacje gdzie na danych trasach często widzimy identyczne natężenie ruchu i tracimy do nich zaufanie).
Technologia Teleport jest obecnie testowana w kilku miejscach na świecie. Wyniki są obiecujące.
7. USŁUGI OPARTE NA LOKALIZACJI W TRANSPORTOWYCH SYSTEMACH
MIEJSKICH
Istotne znaczenie dla natężenia ruchu miejskiego ma świadomość uczestników ruchu o bieżącej sytuacji drogowej, najkrótszych trasach, najbliższych punktach oferujących określone usługi. Nie można jednak w sposób nieuporządkowany masowo informować uczestników ruchu o
wszelkich zdarzeniach, gdyż mnogość informacji powodowałaby brak koncentracji na naprawdę istotnych informacjach. Właściwe adresowanie informacji umożliwiają technologie
wykorzystujące informację o lokalizacji uczestników ruchu, tzw. technologie geolokalizacyjne.
Alcatel-Lucent opracowuje innowacyjną technologię dystrybucji informacji o ruchu na bazie
geolokalizacji.
8. ZASADA DZIAŁANIA SYSTEMU DYSTRYBUCJI INFORMACJI
Celem systemu jest rozesłanie informacji związanej z daną lokalizacja do użytkownika ruchu,
który akurat znajduje się w pobliżu i należy do grupy docelowej adresatów danej informacji.
Przez informację związaną z lokalizacją rozumiemy tu informację użyteczną w danym miejscu
a nie w innym. Przykładowo informacja o promocyjnych cenach w lokalach gastronomicznych
w porze obiadu, które właśnie mija pasażer tramwaju. Grupa docelowa, to Ci odbiorcy którzy z
informacji mogą skorzystać. Jeśli dostępne są profile użytkowników ruchu, to informację
można rozsyłać na tej bazie. Przykładowo informacja o promocyjnej cenie na poranek filmowy
dla dzieci raczej nie zainteresuje nastolatka.
Informacja związana z lokalizacją może być wyświetlana na ekranach, rozsyłana w formie
SMS czy MMS itd. Ważne jest jednak, by informacja dotarła do grupy docelowej we właściwym miejscu i czasie. Przykładowo, pasażerowie komunikacji miejskiej z reguły są chłonnym
źródłem informacji, gdyż w czasie podróży przeważnie nie mają wielu innych możliwości
skupienia uwagi. Wobec tego z pewnością wyświetlanie intrygujących informacji tuż przed ich
oczami na dużych tablicach reklamowych za oknem lub na wyświetlaczach w pojeździe wydaje się dobrym pomysłem. Informacja musi oczywiście być precyzyjna i aktualna i najlepiej
podana w sposób ciekawy – inaczej grozi szybkie zobojętnienie wobec tego typu rozwiązań.
Dla przykładu dobrze zaadresowaną informacją może być następujący scenariusz reklamowy:
Tytuł referatu lub pierwszy fragment tytułu – nie więcej niż 5-7 słów
5
- na ekranie LCD w pojeździe pojawia się napis „chcesz złapać okazję? – spójrz w prawo,
- w tym samym momencie na właśnie mijanej tablicy reklamowej LED RGB wyświetla się
komunikat „dla pasażerów tramwaju linii 10 zniżka na wszystkie towary w naszej sieci”
- pasażer może wysiąść i zrobić zakupy w pobliskim sklepie.
Budowa tego typu scenariuszy a przede wszystkim powiązanie wielu różnych komponentów,
których praca ma współgrać wymaga zaawansowanej technologicznie architektury. System
składa się z części centralnej gromadzącej i edytującej treści oraz części sieciowej umożliwiającej rozesłanie informacji we właściwe miejsce. Korelację między informacją a adresatem i
właściwym czasem wysłania uzyskujemy na bazie pozycjonowania (np. GPS).
Część systemu gromadząca i edytująca treści umożliwia gromadzenie i przetwarzanie mediów
w różnych formatach celem ich prezentacji na różnorodnych wyświetlaczach. Inaczej należy
prezentować daną treść medialną na dużym ekranie LCD, inaczej na wyświetlaczu telefonu.
Ważny też jest bieżący dostęp do systemu dostawców treści i możliwość wprowadzanie modyfikacji, korekt, zmian scenariuszy.
Część sieciowa systemu odpowiada za komunikację i wymianę treści medialnych między docelowymi miejscami wyświetlenia a centralnym punktem systemu. Tu ważna jest możliwość
współpracy z mobilnymi sieciami komórkowymi jak i wszelkimi innymi technologiami dostępnymi w danym rejonie. Alcatel-Lucent zapewnia wymagane rozwiązania na bazie szerokiej gamy produktów telekomunikacyjnych.
9. KOMPLEMENTARNOŚĆ ROZWIĄZANIA Z SYSTEMAMI DYNAMICZNEJ
INFORMACJI PASAŻERSKIEJ
Informacja pasażerska używa środków multimedialnych celem prezentacji informacji o ruchu
w mieście, o rozkładach, zmianach itp. Te same środki mogą być używane do prezentacji informacji bazującej na lokalizacji. Tym bardziej, że typowa informacja pasażerska ma raczej
charakter statyczny i może być wyświetlana tylko w określonych momentach (np. przyjazd na
stację/przystanek i podanie jego nazwy). W wolnych chwilach czasowych dostępne wyświetlacze można swobodnie wykorzystać dla innych celów.
10. ZASTOSOWANIE PRAKTYCZNE ROZWIĄZANIA
Największy potencjał ma zastosowanie rozwiązania celem dystrybucji materiałów reklamowych. Wyobraźmy sobie chociażby taką sytuację, że pasażerowie tramwaju, na wyświetlaczu
LCD podczas przejazdu mają wyświetlane informacje o promocjach w pobliskich sklepach czy
punktach usługowych. Mogą równocześnie dostawać spersonalizowane informacje o ofertach i
informacjach tylko dla nich.
Potencjał tego typu rynku reklamowego jest ogromny i na pewno jest to ciekawe uzupełnienie
systemów miejskich ITS i sposób na refundowanie kosztów inwestycji w nowe technologie.
Obecnie wdrażane lub planowane w Polsce systemy ITS to ogromne wydatki inwestycyjne.
Oczywiście inwestycje te i tak zwrócą się w przyszłości dzięki: ograniczeniom zużycia paliwa,
wzroście efektywności pracy dzięki redukcji spóźnień, mniejszemu zużyciu infrastruktury drogowej, ograniczeniu emisji spalin itd. Być może zwrot z inwestycji możliwy jest wcześniej
dzięki dystrybucji materiałów reklamowych na bazie geolokalizacji. Oczywiście należy brać
pod uwagę aspekt wymogów finansowania unijnego i zakaz czerpania korzyści na bazie bu-
6
M.Kalisiak
dowanych systemów ITS. Dla takich inwestycji rozwiązania geolokalizacyjne w okresie przejściowym mogą być przykładowo wykorzystywane dla celów promocji turystycznej miast i regionów.
11. PODSUMOWANIE
Systemy ITS przeżywają ogromny rozwój, zarówno pod kątem ilości nowych wdrożeń, jak i
stosowanych coraz bardziej wyszukanych technologii. Pojawiające się nowe technologie takie
jak Teleport czy geolokalizacja mogą znaleźć ciekawe zastosowania dla wsparcia systemów
zarządzania ruchem w miastach. Kwestia otwartą pozostaje odbiór społeczny i zaangażowanie
użytkowników ruchu w kreowanie potencjału dla wdrażania takich rozwiązań w ramach systemów ITS.