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Proyecto de Innovación Tecnológica 2015

DATOS DEL PROYECTO Título del Proyecto: Sistema de Información Móvil del Tráfico Vehicular

Disciplina: Ingeniería

Tiene una solicitud de patente: No ( X ) Si ( ) Número de solicitud: Título de la invención: Nombre del Responsable: Miguel Angel León Chávez Si colaboran más integrantes mencionarlos: Manuel Martín Ortíz Nombre del estudiante becario: Por definir Matricula: Programa Académico: Nombre del estudiante becario: Por definir Matricula: Programa Académico:

Indique el Área de aplicación

( ) Salud ( ) Energía y Medio Ambiente

( X ) Electrónica, Computación y Comunicaciones

( ) Agroalimentación ( ) Biotecnología

( ) Materiales

( ) Otro ______________

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INFORMACIÓN DEL PROYECTO Resumen: El transporte terrestre de personas, bienes y productos ha experimentado un gran incremento con las consecuentes pérdidas económicas y aumento de la contaminación en las ciudades. Esto es reportado permanentemente por todos los paises del mundo; por ejemplo en los Estados Unidos de América el reporte de movilidad urbana de 2011 [1] describe los costos debido a la congestión vehicular el cual es promediado en 100 billones de dólares desde 1982; las pérdidad económicas en el Reino Unido debido a la congestión vehicular se estiman en 30 billones de libras en 2010 [2]. Los Sistemas de Transporte Inteligente (STI) son una colección de tecnologias de la información y la comunicación aplicadas al campo del transporte terrestre, incluyendo infraestructura, vehiculos y usuarios, administración del tráfico y de la movilidad, asi como las interfaces con otros medios de transporte con el fin de automatizar las redes terrestres (autopistas y carreteras) y proveer información a los usuarios para llegar a su destino lo mas rápido posible. Este proyecto es continuación del proyecto DITCo 2014-016 titulado Sistema de Información del Tráfico Vehicular en Ciudades Medianas de México (SITV) donde la infrestructura carretera es inexistente (sensores de tráfico, actuadores y controladores) para automatizar la red carretera pero que cuenten al menos con una red de cámaras de vigilancia las cuales proveerán imágenes en tiempo real de las condiciones del tráfico en las ciudades, en particular en Puebla. El proyecto SITV define los siguientes servicios: capturar video, procesar video, consultar ruta y buscar ruta alterna. Actualmente hemos implementado los dos primeros servicios [3] y resta la implementación de los dos últimos en los dispositivos móviles de los usuarios por lo que hemos denominado este proyecto Sistema de Información Movíl del Tráfico Vehicular (SIMTV). El SIMTV se desarrolla usando el proceo unificado de desarrollo de sofware y su lenguaje el unificado de modelado; por lo que se construyen los siguientes modelos: análisis, diseño, despliegue, implementación y pruebas. La formación de recursos humanos es parte importante del proyecto por lo que se involucrará a estudiantes de licenciatura. Las soluciones propuestas serán publicadas en articulos en revistas y conferencias internacionales. Palabras Claves: Sistemas de Transporte Inteligente, Aplicaciones Móviles Planteamiento del problema a resolver: El H. Ayuntamiento de la ciudad de Puebla, México creo el Centro de Emergencia y Respuesta Inmediata (CERI) con el objetivo de apoyar la seguridad pública en la ciudad a través de equipo de vídeo vigilancia, radio comunicación y un sistema de detección de voz y datos. El equipo de video vigilancia consta de 330 cámaras instaladas en diferentes sitios estratégicos de la ciudad y ha permitido captar a 35 millones de automóviles que transitan por la ciudad, el equipo ademas permite identicar las placas de circulación del automóvil gracias a lo cual se ha podido recuperar autos que habian sido reportados como robados. El CERI tambien atiende llamadas de auxilio por parte de la población, diaramente recibe en promedio 3 mil llamadas telefónicas de las cuales 900 son verídicas y se coordina con los elementos de la Secretaría de Seguridad Pública y Tránsito Municipal a fin de agilizar la atención, sin embargo el 70 por ciento de las llamadas corresponde a bromas, emergencias falsas o

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solicitudes no procedentes. Con respecto al tráfico vehicular, el CERI informa por medio Twitter (https://twitter.com/CERI_PUEBLA) de la condición del tráfico en diferentes puntos de la ciudad. Este proyecto propone desarrollar un Sistema de Transporte Inteligente que use las imágenes que transmiten las camaras del CERI para ofrecer diferentes servicios como se describen en la sección de objetivos específicos. Como parte de los modelos de implementación y pruebas, este proyecto propone contruir un prototipo del Sistema de Transporte Inteligente en Ciudad Universitaria de la BUAP, el cual recolecte, procese y almacene las imágenes que transmiten las cámaras ya instaladas en CU y las nuevas cámaras adquiridas en el proyecto anterior. Antecedentes del Proyecto a desarrollar: Este proyecto tiene como antecedentes la colaboración con investigadores del “Laboratoire de Traitement et Transport de l’Information (L2TI) de l’Université Paris 13 – Institut Galilée, la cual se ha traducido en tesis [4], estancias [5] y publicaciones conjuntas [6]. Fundamentación del Proyecto: El transporte terrestre de personas, bienes y productos se ha incrementado de manera significativa en los últimos años provocando grandes retrasos en tiempo, alto consumo de combustible y alarmentes niveles de contaminación. Los Sistemas de Transportacion Inteligente (STI) son una colección de tecnologias de la información y la comunicación aplicadas al campo del transporte, con especial énfasis al terrestre e incluye la infraestructura, los vehiculos y los usuarios, asi como la administración del tráfico y de la movilidad, ademas de las interfaces con otros medios de transporte con el fin de automatizar el transporte y proveer información a los usuarios para llegar a su destino lo mas rápido posible, con el consecuente ahorro en tiempo, combustible y reducción de la contaminación. Los organismos internacionales de estandarización han propuesto diferentes normas para coordinar los esfuerzos de implementacion de los STI; por ejemplo el ISO/TC 204 “Intelligent Transport Systems” por medio de 18 grupos de trabajo cubre todos los aspectos de los STI. Por otro lado, en Europa el proyecto KAREN (Keystone Architecture Required for European Networks) [7] fue el primer proyecto para definir un marco de referencia para la arquitectura de los STI, la mayoria de estos documentos fueron actualizados por el proyecto FRAME-S, basados en el IEEE 1471, en los siguientes siete documentos: arquitectura funcional, arquitectura fisica, arquitectura de comunicaciones, reporte costo-beneficio, reporte de estudio de implantación, aproximación y escenarios de implantación, resumen del marco de referencia de la arquitectura. Estos esfuerzos han sido complementados por organismos nacionales de estandarización, entre los que destacan los siguientes paises: Estados Unidos de América, Japon, Corea, Canada, Nueva Zelanda, Australia, China y países en vias de desarrollo como México. En Estados Unidos de América, el Departamento de Transporte (DOT) a traves de la Administración en Investigación e Inovación Tecnológica (Research and Innovation Technology Administration, RITA) [8] libero el plan de investigación estratégico 2010-2014 en STI para promover una sola visión del transporte en superficie nacional e inter-modal entre vehiculos, infraestructura y dispositivos móviles de los pasajeros. La iniciativa promueve una arquitectura nacional de STI y su uso por los estados miembros de la unión y por los países fronterizos, Canada y México. La documentación de la arquitectura incluye tres aspectos importantes, como se muestra en la Fig. 1: capa institucional, capa de transporte y capa de comunicación. La capa institucional comprende el sector público (gobierno federal, los gobiernos estatales y municipales) el sector privado (compañías de transporte) y público en general. La capa de transporte comprende una vista holística del sistema de transporte y lo clasifica en cuatro clases: centro, campo, vehiculo y pasajeros. La clase centro define las entidades de administración y control que soportan las funciones substanciales del sistema, por ejemplo un centro de administración del tráfico. La clase campo hace referencia al medio ambiente relacionado con la red de autopistas y carreteras. La clase vehiculos incluye todos los medios de transporte terrestre, autobuses, autos, camiones, etc.

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Finalmente la clase pasajero engloba a los conductores y pasajeros pero en general hace referencia a los usuarios de servicios de los STI. La clase comunicación soporta el intercambio de información de manera confiable y a tiempo; tres tipos de comunicación son identificados: comunicación campo-vehiculo, comunicación punto fijo a punto fijo, y comunicación inalámbrica de área amplia (WAN).

Fig. 1. Arquitectura DOT/RITA v. 7

México El Instituto Mexicano del Transporte es responsable de coordinar los esfuerzos de investigación, innovación, estandarización y seguridad en transporte. México forma parte del Tratado de Libre Comercio de América del Norte y es el tercer socio económico de los US despues de Canadá y China, en principio la adopción de la arquitectura US DOT/RITA sería natural. Existe un interés común para homogeinizar los sistemas de transporte en un marco de référencia; desde el año 2005 el gobierno federal mexicano ha iniciado trabajos para définir una aquitectura ITS nacional y desde el año 2010 ha desarrollado un Plan Estratégico Nacional en Sistemas de Transporte Inteligente multimodal similar al sistema interestatal de los Estados Unidos [9]. Aunque existen aplicaciones de STI en marcha, éstas no han sido implementadas ni disponibles por orden de importancia (e.g. seguridad, administración del tráfico, información de viaje, etc.) [10]. Objetivo: Desarrollar un Sistema de Información Móvil del Tráfico Vehicular (SIMTV) Objetivos específicos: a) Desarrollar una aplicación móvil para iOS que ofrezca los siguientes servicios: consultar ruta y buscar ruta alterna. b) Desarrollar una aplicación móvil para Android que ofrezca los siguientes servicios: consultar ruta y buscar ruta alterna. Metodología: El Sistema de Información Móvil del Tráfico Vehicular será desarrollado usando el proceo unificado de desarrollo de sofware y su lenguaje el unificado de modelado (UML). El Procesos Unificado de Desarrollo de Software es una metodología orientada a objetos, guíada por los casos de uso, basada en la arquitectura y es interativa e incremental. Esta metodología propone constuir los siguientes modelos: análisis, diseño, despliegue, implementación y pruebas. Cada modelo está compuesto por diferentes diagramas UML que dan una vista estática y dinámica del funcionamiento de las aplicaciones.

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Desglose de presupuesto:

Descripción Cantidad 1 MGX72E/A Computadora MacBook Pro 13.3 Retina /2.6GHZ/8GB/128GB

$20,499.00

1 Apple iPhone 6, 16GB Gris Espacial $10,999.00 1 iPad Air 2 WI-FI 64GB, Gris Espacial $9,999.00 1 Tablet Samsung 4 10” $4,799.00 1 Samsung GT-I9300 Galaxy SIII Azul $9,949.00 3 becas estudiantes (3 x $8,000.00) $24,000.00 Asistencia a congresos $10,000.00 Total: $90,245.00

Bibliografía: 1] David Schrank, Tim Lomax, and Bill Eisele. TTI’s 2011 URBAN MOBILITY REPORT. Technical report, Texas Transportation Institute, 2011. [2] Phil Goodwin. The economic costs of road traffic congestion. Technical report, ESRC Transport Studies Unit-University College London, May 2004. [3] Angel-Pérez, N., M. Martín-Ortíz y M.A. León-Chávez. Sistema de Información del Tráfico Vehicular en Ciudades Medianas. En Congreso Nacional de Ciencias de la Computación (CONACIC 2014), 27-31 Octubre, FCC-BUAP. [4] Gómez-García A. VPAIR: Virtual Police Agents for ITS Traffic Routing. PhD These, Université Paris 13, dec. 2012. [5] Miguel A. León, Profesor visitante (Visiting academic fellow/professor) Université de Paris 13, 28/01/2013-17/02/2013. [6] Juárez, S., M. León, and G. Díaz. UML model of a gateway for the interconnection of IEEE 1609 and Controller Area Network. In Proc. of the 14th iCC 2013 at Eurosites République in Paris (France), nov. 12-13, 2013. [7] Richard Bossom, Victor Avontuur, Jean-Francois Gaillet, Gino Franco, and Peter Jesty. European ITS framework architecture overview. Technical Report D3.6, KAREN-Keystone Architecture Required for European Networks, August 2000. [8] Architecture Development Team. National ITS Architecture Service Packages. Research and Innovation Technology Administration (RITA), US Department of Transportation. Washington D.C., January 2012. [9] Matthew Schiemer and Jose Lobaco. Development of Mexico’s national intelligent transportation systems (ITS) strategic plan. 18th World congress on Intelligent Transport System, (1406), October 2011. [10] Jorge A. Acha Daza y Juan Carlos Espinosa Rescala. Hacia una arquitectura nacional para los sistemas inteligentes de transporte. Technical Report 251, Secretaria de Comunicaciones y Transportes, Instituto Mexicano del Transporte, 2004. Otros:

METAS COMPROMISO A LA CONCLUSIÓN DEL PROYECTO

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Los compromisos del presente proyecto son: a) Desarrollar una aplicación móvil para iOS que ofrezca los siguientes servicios: consultar ruta y buscar ruta alterna. b) Desarrollar una aplicación móvil para Android que ofrezca los siguientes servicios: consultar ruta y buscar ruta alterna.

INFORMACIÓN DE POTENCIAL COMERCIAL

VENTAJAS POTENCIALES 1. El CERI tiene instalada la infraestructura en la ciudad de Puebla, pero no tiene el sistema de software para procesar las imágenes que recolecta. 2. La BUAP tiene instalada la infraestructura en ciudad universitaria, pero no tiene el sistema de software para procesar las imágenes que recolecta. 3. El sistema que se propone se puede probar en ciudad universitaria para posteriormente instalarlo en el CERI.

METAS COMPROMISO DE TIPO DE DESARROLLO

( ) Proceso o metodología ( ) Equipo o dispositivo

( x ) Otro (especificar) Applicaciones móviles

INDIQUE EL GRADO A ACANZAR DEL ENTREGABLE AL FINALIZAR

( ) Metodología ( ) Diseño ( ) Prototipo de laboratorio

( ) Diseño industrial o para escalamiento ( ) Modelo escala real ( ) Otro ______________

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COMPARACIÓN CON OTROS DESARROLLOS TECNOLÓGICOS O INNOVACIONES RELACIONADAS

1. Existen diferentes aplicaciones para dispositivos móviles que proveen información a los conductores sobre el estado del tráfico vehícular. Sin embargo esta información la proporcionan los propios conductores sin la cual las aplicaciones no tendrían nada que informar.

NECESIDADES DEL MERCADO QUE CUBRE LA TECNOLOGÍA O INNOVACIÓN

ANÁLISIS DE COMPETENCIA (Información sobre competidores, así como de productos y/o tecnologías competitivas)

USUARIOS Y/O CLIENTES POTENCIALES

Nacional:

Gobiernos de todas las ciudades medianas en México, conductores de transporte público y privado.

En el extranjero: Université de Paris 13, Francia.