Projeto CIA2

O Projeto CIA2 - Construindo Cidades Inteligentes: da Instrumentação dos Ambientes ao desenvolvimento de Aplicações é um projeto financiado pela RNP, que visa o desenvolvimento de sistemas computacionais para cidadaes inteligentes. A página principal do projeto se encontra no link. Esta página descreve a meta CDT - Coleta de Disseminação de dados de Trânsito.

Cidades Inteligentes é um conceito relacionado à oferta de serviços de informação e comunicação para solucionar os problemas dos cidadãos em seus conglomerados urbanos, e de garantir uma melhor gestão pública. Uma cidade inteligente necessita de soluções para vários problemas, como: trânsito, vigilância, atendimento de emergência, monitoramento ambiental, saúde, educação e inclusão digital, bem como permite uma maior eficiência e transparência na gestão pública. Para suportar essas soluções os diversos dados urbanos precisam ser coletados e disseminados através de infraestruturas de comunicação, que por sua vez exigem formas integradas, heterogêneas, e inteligentes de comunicação sem fio. Além disso, tanto a comunicação como as aplicações precisam ser eficientes em energia em situação de sobrecarga e emergência. Neste contexto, o presente projeto se propõe a construir uma infraestrutura de instrumentação, computação e comunicação para viabilização de Cidades Inteligentes, abrangendo desde a aquisição dos dados urbanos brutos por meio de tecnologias de redes de sensores e internet das coisas, a comunicação, o armazenamento, e o acesso a esses dados através de diferentes tecnologias e protocolos de redes sem fio, até a construção de aplicações que se beneficiem de toda essa infraestrutura, suportando uma melhor gestão pública e do meio ambiente e agregando valor ao cidadão.

O Projeto CIA2 envolve diversas universidades, listadas abaixo com o seu coordenador local:

  • IECOM: Marcelo S. Alencar
  • PUC-Rio: Noemi Rodriguez
  • UFAL–IC: André Luiz Lins de Aquino
  • UFES: José Gonçalves P. Filho
  • UFF–IC: Célio Vinicius Neves de Albuquerque
  • UFG: Bruno O. Silvestre
  • UFMG– DCC: José Marcos S. Nogueira
  • UFOP–DECOM: Ricardo A. Rabelo Oliveira
  • UFPa: Eduardo Cerqueira
  • UFPR–DINF: Aldri Luiz dos Santos
  • UFRJ-GTA: Miguel Elias Mitre Campista
  • UFRJ–IM: Silvana Rossetto
  • UFRJ–iNCE/DCC: Luci Pirmez
  • UFRN–DIMAP: Paulo de Figueiredo Pires
  • UFSC–LINSE: Rui Seara
  • UFSC–LISHA: Antônio Augusto Fröhlich
  • UFSJ–CAP: Sérgio de Oliveira
  • UNB: Priscila Solis Barreto
  • UNICAMP–FEEC: Luís Geraldo Meloni
  • UNIFOR–MIA: Raimir Holanda Filho
  • USP–ICMC: Jó Ueyama

Meta CDT

A meta CDT - Coleta e Disseminação de Dados de Tráfego Urbano, do projeto (CIA)² tem por objetivo construir um sistema que coleta eventos de trânsito e promove sua disseminação aos os veículos em tempo real, permitindo sua utilização nos diversos sistemas de navegação, ou mesmo provendo a informação para que o motorista possa decidir qual rota seguir.

As tecnologias envolvidas nessa meta envolvem coleta, tratamento, disseminação e apresentação dos eventos. A coleta de eventos se dará por redes de sensores sem fio, RFID, reconhecimento de imagens capturadas por câmeras e agentes de trânsito que possam informar os eventos in loco. O tratamento será realizado em servidores distribuídos que visam eliminar redundâncias e aumentar a precisão das informações. A disseminação dos eventos pelas redes se dá por uma grande integração de redes sem fio heterogêneas: redes metropolitanas, veiculares, redes de sensores sem fio, RFID e redes locais. A apresentação dos eventos para o usuário ocorre em dispositivos portáteis, como aqueles tipicamente usados em sistemas de navegação por GPS.

A meta CDT é capitaneada pela UFSJ, sendo coordenada pelo Prof. Sérgio de Oliveira. Ainda participam da meta a UFAL, UFOP e a UFMG.

Visão Geral da Aplicação e Arquitetura

A estrutura do projeto segue o esquema abaixo, que é detalhado no artigo “(CIA)2-ITS: Interconnecting Mobile and Ubiquitous Devices for Intelligent Transportation Systems”.

O projeto é composto por três camadas, que são a infra-estrutura de acesso à rede, o backbone WAN, e as aplicações. Na infra-estrutura de acesso temos diversos tipos de redes, tais como WiFi, redes de sensores, RFID e redes veiculares empregando a pilha de protocolos WAVE. Estas provêm dados para a arquitetura, ou provêm acesso para dispositivos consumidores de informação.

No nível seguinte, na rede metropolitana, temos serviços que suportam o trânsito inteligente. Estes coletam os dados recebidos das diversas fontes, que são armazenados em sistemas distribuídos divididos em zonas geográficas. A distribuição em zonas ocorre pois as informações terão um padrão de acesso predominantemente local, de forma que é interessante separar a informação em regiões para aumentar a escalabilidade e o desempenho do sistema.

Finalmente, temos aplicações, que rodam nos dispositivos, e empregam a infra-estrutura de rede e de serviços da rede WAN para gerar diversas aplicações de trânsito inteligente. No projeto exploramos as aplicações de assistência ao motorista, sendo elas a identificação de tráfego, a gestão de estacionamentos e de espaços de vagas, bem como o auxílio na identificação de acidentes e outros eventos relevantes do trânsito.

Além destas, avaliamos aspectos de gerenciamento autonômico e segurança em todas as camadas. Visto que estas redes estão espalhadas em um ambiente propício a ataques, e o número de nós envolvidos é muito grande, segurança e gerenciamento autonômico são aspectos cruciais no funcionamento adequado do sistema.

Protótipo

Durante o projeto, desenvolvemos um protótipo da arquitetura. Este possui uma aplicação Android, que se conecta à infra-estrutura de armazenamento e coleta de eventos. Esta aplicação, disponível para celulares e tablets Android, fornece interfaces para a consulta dos dados de trânsito coletados pelos diversos produtores de informação: câmeras de trânsito, veículos com etiquetas RFID, redes de sensores, etc.

O protótipo segue a arquitetura descrita abaixo, que é uma instanciação da arquitetura geral mencionada acima.

Os módulos de coleta obtêm dados de diversas fontes (câmeras, etiquetas RFID, etc), e enviam dados para a camada superior. Os dados enviados contêm informações sobre o contexto (local, hora e coordenadas geográficas do dispositivo). É possível também receber informações de usuários, que informam pela interface móvel a sua posição, velocidade, que indica o fluxo na sua via, a conclusão de trajetos, e eventos sobre as condições da via como congestionamento, acidentes, animais na pista, etc. As informações recebidas são pré-processadas por uma camada composta por adaptadores, que garantem o isolamento entre a tecnologia de coleta e a camada de tratamento da informação. A camada de tratamento da informação encapsula os dados pré-processados pelos adaptadores e repassa para a camada de negócio os objetos com informações sobre o trânsito, independentes de tecnologia de redes ou de hardware. A camada de negócio analisa o contexto das informações e envia as informações, acionando o processo de emissor. O emissor envia os dados para os motoristas interessados através da infraestrutura de rede metropolitana ou através de rede celular.

Download da Aplicação

Documentação da Aplicação

 

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