Geolocalització i Mobilitat

Geolocalització i Mobilitat II

Marc Compte

marc.compte@udg.edu

Smart Towns

St. Antoni de Calonge, 18/10/2018

• Ciències Ambientals
• Programació web
• Programació SIG
• SIGTE (20 anys)
• Autònom (7 anys)
  • Smart Cities
  • Indoor Location
  • Geographic Databases

Cites

“La perfection est atteinte, non pas lorsqu'il n'y a plus rien à ajouter, mais lorsqu'il n'y a plus rien à retirer.”

Antoine de Saint-Exupéry

“La perfecció s'assoleix, no quan no hi ha res més a afegir, sino quan no hi ha res més a treure.”

“I'm not afraid of terrorism at all. I'm afraid of loss of our freedom, loss of mobility, loss of global comradeship.”

Patti Smith

“No tinc cap por del terrorisme. Tinc por de la pèrdua de la nostra llibertat, pèrdua de mobilitat, pèrdua de camaraderia global.”

“Three ingredients of luxury lifestyle design are time, income and mobility.”

Tim Ferriss

“Hi ha tres ingredients d'un disseny de l'estil de vida basat en el luxe: temps, ingressos i mobilitat.”

Definicions

És la capacitat de:

Sigles conegudes

És la capacitat de:

Title Text

El desplaçament

Aproximació geomètrica

El terreny té

Font: Wikipedia

B

A

Title Text

Optimitzar la ruta

Font: Wikipedia

• El temps transcorregut

• La distància recorreguda

• El cost econòmic incorregut

• La contaminació generada

• ...

• Totes les anteriors

Minimitzem el recurs limitant

• Distància
• Temps
• Cost econòmic
• Contaminació
• ...

• Dijkstra

• A*

Algorismes

• ...

Title Text

Optimitzar la ruta

Barreres i costos

Font: UNIGIS.ES

Cálculo de rutas óptimas con PostGIS

Font: UNIGIS.ES

Cálculo de rutas óptimas con PostGIS

Title Text

Optimitzar la ruta

Problemàtiques habituals

A

Simple

Origen

El problema del viatjant de comerç

A

Origen

Travelling Salesman Problem (TSP)

El problema de la ruta en vehicle

A

Origen

Vehicle Route Problem (VRP)

Title Text

Optimitzar la ruta

Aplicacions

• Privat i públic

• Civil i militar

• Econòmic i social

• ...

• Treballar
• Comprar
• Oci
• Serveis
  • Metge
  • Administració
  • ...

• Transport públic
• Recollida residus
• Carrerer
• Brigades
  • Jardineria
  • Manteniment
  • Vigilància
  • ...

• Serveis bàsics
•  

• ...
• ...

• Mercaderies
• Retail
• Menjar domicili
• Taxis
•  

• Distribució material
• Transport persones

Title Text

Optimitzar el destí

• Reduïm el temps en trànsit

• Reduïm l'afectació al trànsit

• Reduïm contaminació

• Més temps per fer altres coses

• ...

Optimitzar el moment del desplaçament

Title Text

Optimitzar l'origen

• Polítiques d'habitatge

Title Text

El desplaçament

Aproximació matemàtica

La distància

B

0

2 min

A

v = 1

La velocitat

A

B

0

2 min

v = 1

B

A

Font: Wikipedia

A

Font: Wikipedia

B

A

Font: Wikipedia

B

A

Font: Wikipedia

B

A

Font: Wikipedia

B

A

Font: Wikipedia

• La meteorologia
• El trànsit

Title Text

Mesures per optimitzar

la mobilitat

Font: Shawn Campbell

CreativeCommons

Transport en grup

B

A

Ruta

Pooling per inversió del sentit

Title Text

Usos dels SIG

Anàlisi i estadístiques

Si tenim:

• Un centre
• El cens de població

Podem calcular:

• Routing
• Agregat d'habitants
  • Mitjana
  • MinMax
  • Desv. tipus

Cost mig del desplaçament de la població a 1 centre

Si tenim:

• El cens laboral
• El cens escolar
• El cens de població

Podem calcular:

• Routing
• Agregat d'habitants
  • Mitjana
  • MinMax
  • Desv. tipus

Cost mig del desplaçament diari de la població entre setmana

Font: ESRI

Si tenim:

• Ubicació dels centres
• El cens de població

Podem calcular:

• Conques de captació
• Agregat d'habitants
  • Mitjana
  • MinMax
  • Desv. tipus

Població total "assignada" a 1 servei

Si tenim:

• Ubicació dels centres
• El cens de població

Podem calcular:

• Conques de captació
• Routing
• Agregat d'habitants
  • Mitjana
  • MinMax
  • Desv. tipus

Cost mig del desplaçament de la població

al seu centre més proper

Font: Wikipedia

Altres exemples:

Salut

Educació

Isocrones (exemple)

Si tenim:

• Ubicació dels centres
• El cens de població

Podem calcular:

• Isocrones
• Agregat d'habitants
  • Mitjana
  • MinMax
  • Desv. tipus

Població total a cada isocrona

Població total amb poca accessibilitat

Estadístiques (exemple)

Si tenim:

• Sistema de posicionament

Podem calcular:

• Posició a temps real
• Agreguem posicions per obtenir el trajecte fet

Com es comporten els vehicles a la realitat

Title Text

Usos dels SIG

Planificació i simulacions

Font: Wikipedia

Cites

“Connected and automated vehicles hold the potential to dramatically improve the safety, sustainability and accessibility of our mobility system.”

Peter Sweatman

Director, Mobility Transformation Center, U. Michigan

“Els vehicles automatitzats i connectats tenen el potencial per millorar dramàticament la seguretat, sostenibilitat i accessibilitat del nostre sistema de mobilitat.”

“The reality about transportation is that it's future-oriented. If we're planning for what we have, we're behind the curve.”

Anthony Foxx

Secretari de Transport, EEUU, 2013-2017

“La realitat sobre el transport és que està orientat al futur. Si planifiquem pel que tenim ja estem obsolets.”

“The solution to transportation inefficiencies lies at the intersection of collaborative consumption and the social graph: Shifting transportation from ownership to access.”

John Zimmer

Co-fundador i President de Lyft

“La solució a les ineficiències del transport es troba en la intersecció entre el consum colaboratiu i el graf social: Traslladar el transport de la propietat a l'accés.”

Resum

• Geolocalització = La capacitat de conèixer les coordenades d'un objecte o esdeveniment
• Mobilitat = La capacitat de desplaçar-se en una xarxa y entre una multitud
• Els desplaçaments poden ser forçats o voluntaris, planificables o improvitzats.
• El desplaçament té barreres i costos
  • Barreres = qualsevol element fora de la xarxa (edificis, parcs, ...)
  • Costos = Concepte multifactorial (velocitat, fricció de la superfície, ...) i sovint subjectiu.

• Un desplaçament es defineix amb:
  • Un origen
  • Un destí
  • Una ruta que uneix els dos anteriors (i que defineix el cost)
• La ruta òptima és la que uneix origen i destí amb un menor cost.
• Hi ha diversos algorismes per al càlcul de la ruta òptima.

• La xarxa, el graf, és un tipus de dada molt particular que té:
  • Segments: elements linials amb un inici i un fi i que es connecta a altres segments.
  • Nodes: els punts d'unió dels diversos segments.
• Un carrer acostuma a tenir diversos segments.
• Un node uneix dos o més segments.
• El càlcul de ruta òptima pot resoldre diverses problemàtiques habituals del desplaçament:
  • Simple: anar de A a B.
  • Viatjant de comerç: anar de A a B passant per C1 i C2, en aquest ordre.
  • Ruta en vehicle: Anar de A a B passant per C i D, en qualsevol ordre.

• El càlcul de ruta òptima té aplicació en molts àmbits:
  • Públic i privat
  • Civil i militar
  • Econòmic i social
  • ...
• També podem minimitzar el cost del desplaçament:
  • modificant la posició del destí (apropant-la a l'origen).
  • modificant la posició de l'origen (apropant-la al destí).
  • eliminant la necessitat del desplaçament (virtualitzant serveis).

• El temps de desplaçament depèn de la distància i la velocitat.
  • A major distància major temps, a una mateixa velocitat.
  • A major velocitat menor temps, a una mateixa distància.
• Podem reduïr la distància:
  • Modificant el graf.
  • Modificant la posició de l'origen o el destí.
• Podem augmentar la velocitat:
  • Modificant la normativa (velocitat màximes)
  • Modificant el graf (els tipus de via, l'estat de la carretera, ...)

• L'acumulació de desplaçaments simultanis provoca congestions i redueix la mobilitat.
• La mobilitat també es pot beneficiar de les millores en els desplaçaments individuals:
  • Apropar o eliminar el destí: descentralitzar serveis, passar d'un model radial a un model distribuït.
  • Optimitzar el moment del desplaçament.
  • Invertir l'ordre del desplaçament: passar de N > 1 (N desplaçaments) a 1 > N (1 desplaçament).
• A vegades la mobilitat millora substancialment si reduïm lleugerament la capacitat de desplaçament individual:
  • Agrupant desplaçaments

• La sensorització i automatizació són claus per a la gestió eficient de la infraestructura i els serveis.
• Els Sistemes d'Informació Geogràfica i la geolocalització ténen múltiples aplicacions.
• S'apliquen en el càlcul de les rutes òptimes.
• També per a realitzar anàlisis per obtenir informació
  • Conques de captació o abastament.
  • Isocrones basades en la xarxa viària.
  • Seguiment a temps real d'una flota.
  • Càlculs estadístics basats en les anteriors
• I per a la planificació. Amb la informació anterior podem plantejar-nos diversos escenaris a l'hora d'aplicar una determinada mesura.

• Els Sistemes d'Informació Geogràfica també ens serveixen per fer simulacions.
  • Podem simular què passaria en cada un dels escenaris plantejats durant l'anàlisi i la planificació.
  • També podem simular el trànsit i com es comportaria en determinades situacions i mesures de control.
• I amb l'anàlisi, planificació i simulacions els SIG ens permeten prendre decisions corrent un risc menor.

• Com satisfer les necessitats de desplaçament?
  Quines necessitats són inevitables i com les satisfem:
  • Infraestructures
  • Transport públic
  • Transport col·laboratiu
• Com optimitzar els desplaçaments?
  • Estat de les infraestructures
  • Disseny de rutes
  • Millor informació: horaris, quant triga a arribar el següent, ...