Sistema de previsão e divulgação em tempo real de tempos de chegada de autocarros a paragens

Abstract

Um sistema que permita divulgar a hora de chegada dos veículos de transporte públicos às paragens, é fundamental para os utentes do serviço pois permite-lhes gerir a sua vida pessoal facilitando-lhes a execução de algumas actividades enquanto esperam, e, é fundamental para a empresa que o explora no sentido da cativação de novos clientes. A divulgação da informação pode ser feita tirando partido das tecnologias actuais, nomeadamente tecnologias móveis, em conjunto com outros tipos de equipamento em integração com as infra-estruturas associadas ao serviço. Um sistema com estas características tem três vertentes, uma de aquisição de dados, uma de previsão e outra de divulgação da informação. No contexto de cada uma destas vertentes são necessários equipamentos específicos e algoritmos computacionais que, depois de integrados, transformam dados e produzem informação útil. Nesta tese é descrito um sistema de previsão que foi implementado em três cidades portuguesas, Porto, Lisboa e Funchal, e integrado no sistema de gestão de frota das empresas que gerem o serviço de transportes públicos. Apesar de o título vincar as vertentes da previsão e divulgação, não foi descurada a vertente de recolha de dados, tendo sido considerada parte integrante do sistema de previsão. O sistema descrito é o fundamento para a informação dos instantes de chegada dos veículos às paragens, não só aos utentes (via SMS), mas também a todos os componentes dos sistemas de gestão de frota já referidos. A recolha dos dados é feita em tempo real fazendo uso de sistemas de localização automática de veículos, sendo depois combinados com informação histórica para efectuar a estimativa do tempo de percurso entre paragens. As estimativas do tempo de percurso são depois incorporadas com as acções de regulação e tabelas horárias para efectuar a previsão do tempo de chegada às paragens, sendo finalmente divulgados aos utentes ou serviços. Começou-se por efectuar um estudo genérico sobre os sistemas de transportes públicos, definidos conceitos a eles subjacentes, descritas formas de regulação, e estudadas tecnologias de telecomunicações. Para o sistema de previsão foram efectuados estudos de diversos modelos de previsão de domínio público, e, devido a alguns requisitos do sistema, sentiu-se a necessidade de desenvolver alguns modelos de previsão próprios. Foram ainda desenvolvidas ferramentas de análise estatística, de simulação e de optimização dos modelos. Todos os módulos descritos foram efectivamente implementados e estão em produção nas cidades anteriormente referidas.

A system that allows divulging the arrival time of public transport vehicles to the stops, is fundamental for passengers because it permits to manage their personal life, allowing the execution of some activities while waiting, and, is fundamental for the company in order to raise new clients. The disclosure of the information can be provided benefiting from current technologies, namely mobile technologies, along with other type of equipment integrated in the service infrastructure. A system with these characteristics has three strands, one of data acquisition, other of forecasting and another of information disclosure. In the context of each one of these strands, specific equipment and computational algorithms are necessary, transforming data and producing helpful information, after integrated. This thesis describes a forecasting system that was implemented in three Portuguese cities, Oporto, Lisbon and Funchal, and was integrated in the fleet management system of the companies that manage the public transportation service. Despite the title focus on the predicting and disclosure strands, data collecting was not neglected, having been considered as an internal part of the forecasting system. The system described is the foundation for divulging the arrival time of the vehicles at the stops, not only to passengers (via SMS), but also to all of the fleet management system components. Data collecting is performed in real time making use of automatic vehicle location systems, and this data is combined with historical information to perform estimations of the travel time between stops. These estimations are then incorporated with regulation actions and timetables in order to predict the arrival time to the stops, being finally delivered to passengers and system components. The project started by studying public transports systems, defining their underlying concepts, describing forms of regulation, and studying telecommunications technologies. For the forecasting system, in particular, some traditional forecasting models were studied, and, due to some of the system requirements, we felt the need to develop some of our own forecasting models. We therefore developed tools for the statistical analysis, simulation and optimization of the models. All the modules described were effectively implemented and are in use in the cities previously referred, where it was possible to infer that the system proposed exhibits a good level of performance, both in terms of predicting accuracy and robustness for spreading the information.