Partilha de carros usando comparação de rastos GPS

Santiago de Compostela - 18 Jun 2010

Paulo Monteiro, Carlos Carreto João Peixoto
Unidade de Investigação para o Desenvolvimento do Interior Centro Algoritmi
Instituto Politécnico da Guarda Universidade do Minho
Guarda Guimarães
paulojbras@gmail.com, ccarreto@ipg.pt peixoto@kanguru.pt

CISTI 2010 - paulojbras@gmail.com (UDI - IPG) 2

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).

…“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: Económico
22 Março 2010


Incentivar…

• a utilização de transportes públicos;

• a partilha de automóveis.


 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.


 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.


 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.


 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.


Registo
Utilizador

Inserir
Sugestões Utilizador
Rastos
de Partilha Condutor
GPS

Comparar
Rastos


 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.


 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


 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.


 Os métodos de comparação de Rastos GPS baseiam-se no cálculo
de distâncias entre pontos de diferentes rastos.


 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.


 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.


 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


 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

 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.


Aplicação desenvolvida em Visual Studio.Net (C#)


 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.


 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


Paulo Monteiro
Unidade de Investigação para o Desenvolvimento do Interior
Instituto Politécnico da Guarda
paulojbras@gmail.com

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Fórmula de Haversine

R = earth’s radius (mean radius = 6,371km)
Δlat = lat2− lat1
Δlong = long2− long1
a = sin²(Δlat/2) + cos(lat1).cos(lat2).sin²(Δlong/2)
c = 2.atan2(√a, √(1−a))
d = R.c


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