Smart Mobility e IOT

Cristian Lai illustra il progetto di mobilità sostenibile e Internet of Things sviluppato dal CRS4 insieme a Entando

Smart mobility era il titolo del convegno che si è svolto a Cagliari il 27 giugno 2019. Per non scivolare nella superficialità è necessario approfondire l’argomento. Ne abbiamo parlato con uno degli organizzatori, Cristian Lai, dottore di ricerca in Informatica (Università di Compiègne, Francia) e ricercatore del settore ISOC - Società dell'Informazione del CRS4 dal 2000, all’interno del programma Smart Environments and Technologies.

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Cristian Lai (foto: F. Bandel)


Perché si parla di smart mobility e cosa fa il CRS4 in questo campo?

Smart mobility, Smart City e Internet of Things (IoT) erano gli ingredienti del convegno, che rientra nelle attività di disseminazione di un progetto di collaborazione tra il CRS4 e la società Entando. Il progetto è finanziato dai fondi PO Sardegna FESR 2007-2013, PIA 2013 (progetto numero 295) e sarà completato entro settembre 2019. L'obiettivo generale è sviluppare una piattaforma Smart User Experience Platform (UXP) basata su componenti riutilizzabili. La piattaforma consente di accelerare il processo di sviluppo software, oltre che connettere le persone ad un mondo digitale sempre più pervasivo.
Lo sviluppo della piattaforma si basa sul paradigma della Digital Transformation (DX), un processo basato sulle tecnologie orientate agli utenti o comunque ai consumatori. Il CRS4 ha inizialmente svolto un’accurata analisi dello stato dell’arte dei dispositivi dell’Internet of Things e dell’Internet of Everything (Iot/IoE) noti come Smart Devices. Questo studio è stato propedeutico alla definizione di un'architettura a microservizi che permette di mitigare le carenze e i limiti dell'hardware e di creare reti composte da un gran numero di oggetti, in linea con gli obiettivi della piattaforma UXP di Entando.
I risultati prodotti dal CRS4 comprendono un modello architetturale di alto livello adatto all'integrazione di componenti IoT/IoE pervasivi e un'applicazione verticale denominata SmartMobility pensata per servizi informativi legati alla multimobilità in ambito urbano, sviluppata utilizzando un ecosistema di dispositivi IoT e creata utilizzando la piattaforma Entando. L'applicazione fornisce informazioni sulle aree di parcheggio, incentivando gli automobilisti a passare dall'auto privata ad altre modalità di trasporto sostenibile, come l'autobus, il car sharing e il bike sharing, almeno per una parte del loro viaggio. SmartMobility contribuisce alla riduzione dei veicoli privati in città, oltre ad aiutare gli automobilisti che si dirigono verso le zone ad alto impatto di traffico, presentando in tempo reale dati sulla mobilità provenienti da diverse fonti (video).
Altri risultati del CRS4, in termini di disseminazione, riguardano la pubblicazione di articoli scientifici. Quattro lavori originali sono stati sottomessi a importanti conferenze internazionali. Gli argomenti trattati spaziano da “Future Internet of Things and Cloud” a “Internet and Web Applications and Services”, “Software Technologies” e “Web Information Systems and Technologies”. Gli articoli saranno pubblicati negli atti delle conferenze, con un codice ISBN, e inviati ai più importanti Citation Indexes come ISI, DBLP, Elsevier, Scopus, Google Scholar, Semantic Scholar, ecc.

Nel corso della tavola rotonda del 27 Giugno è emersa chiaramente la necessità di collaborare con le Istituzioni. Il settore Pubblico può contribuire con dati e informazioni. Inoltre, i decisori politici devono essere coinvolti in varie scelte, soprattutto sulle infrastrutture delle Tecnologie dell’Informazione. Cosa pensi in merito al ruolo della Pubblica Amministrazione?

Il riuso delle informazioni contribuisce a una migliore partecipazione dei cittadini ai processi decisionali nei loro Paesi, al fine di migliorare la trasparenza della spesa pubblica e la gestione politica. Il caso dell’Area Metropolitana di Cagliari mostra una partecipazione attiva delle pubbliche amministrazioni nella vita quotidiana supportata dalle tecnologie. Per esempio, le informazioni sul traffico in tempo reale sono disponibili grazie a un’infrastruttura di rilevatori di traffico basati su spire induttive (note come sensori di traffico) che rilevano il passaggio dei veicoli. Questi sensori sono installati sul pavimento delle strade principali che collegano le periferie al centro della città. I dati restituiti dalle API REST contengono il flusso di veicoli per unità di tempo e la loro velocità media. Queste informazioni vengono usate per stimare il flusso di traffico al passaggio dell’utente in modo da avere le informazioni necessarie a evitare le zone a traffico elevato. Un altro caso riguarda le informazioni sul trasporto pubblico. La maggior parte delle aziende di trasporto pubblico di Cagliari e della sua area vasta offrono gratuitamente i dati sui loro servizi. Le informazioni fornite riguardano le linee di autobus disponibili, le fermate, gli orari e l'affidabilità di ogni linea.

Da un punto di vista scientifico, sulla base della tua esperienza, come può la "mobilità intelligente" passare da sperimentale a tema applicato e commerciale?

“Il futuro è già presente”. La mobilità intelligente nasce da sistemi intelligenti progettati da esseri umani. L'Intelligenza Artificiale (AI) contribuisce alle città intelligenti e alla mobilità intelligente. Ad esempio, i sistemi di monitoraggio dei parcheggi possono utilizzare telecamere e algoritmi di elaborazione di immagini per rilevare i posti liberi e occupati. Gli automobilisti possono raggiungere direttamente l'area più vicina alla loro destinazione, dove molto probabilmente troveranno un posto auto libero, evitando in questo modo perdite di tempo e spreco di carburante oltre a ridurre la congestione del traffico. L'industria automobilistica è l'esempio più importante di ingresso sul mercato della tecnologia “intelligente”. Vi sono sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) i veicoli autonomi, sistemi di visione artificiale basati su telecamere, unità di rilevamento radar, sistemi in grado di valutare le condizioni di guida del conducente. Questi sono diventati, di fatto, beni e servizi di consumo nei veicoli di serie. Si trovano, inoltre, i sistemi di intrattenimento (In Vehicle Infotainment, IVI) che integrano il riconoscimento vocale e dei gesti, il monitoraggio del conducente, l'assistente virtuale in grado di riconoscere il linguaggio naturale. L'IVI fornisce ai conducenti umani gli strumenti per una guida migliore e piacevole. Il recente sviluppo dell'IVI consente il "mirroring" da un telefono cellulare sulle unità compatibili installate a bordo dei veicoli. Google Android Auto e Apple CarPlay sono i principali standard IVI. Grazie al mirroring, le APP del telefono cellulare sono visualizzate e disponibili a bordo del veicolo, evitando una ulteriore installazione a bordo. SmartMobility è disponibile anche per Google Android Auto, consentendo di fatto una modalità di guida a mani libere grazie all'assistente vocale virtuale.

Il progetto congiunto che ha ispirato il convegno è realizzato in collaborazione con una società privata, Entando. Cosa significa per un ricercatore interagire col settore privato?

Questo progetto è realizzato grazie al Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (FESR), un fondo stanziato dall'Unione Europea e trasferito alle Regioni per investire in infrastrutture e promuovere lo sviluppo regionale. Permette alla regione Sardegna di attrarre investimenti dal settore privato oltre a favorire la creazione di nuovi posti di lavoro. Le sinergie tra CRS4 ed Entando sono iniziate anni fa in occasione di numerose collaborazioni. Molte delle strategie di Entando sono sostenibili anche grazie al know-how e al background scientifico del CRS4. Entando è un attore con una forte esperienza di mercato. Il suo posizionamento e il modo in cui si distingue dai prodotti della concorrenza sono di interesse per il CRS4. Diversi prodotti e servizi IT possono essere sviluppati congiuntamente e condivisi con l'intera rete regionale e internazionale.

— A. Mameli

Technical Corner

SmartMobility is a MaaS (Mobility as a Service) application that provides information about the park and ride facilities, encouraging drivers to shift from private cars to sustainable transport modes, such as bus, carsharing and bikesharing, for part of their journey. Specifically, SmartMobility aims at contributing to reducing traffic generated by private vehicles in the city besides helping drivers in going towards high traffic areas by presenting real-time mobility information from different sources, using an ecosystem of IoT devices.

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Figure 1: SmartMobility integrates sustainable transport modes.

In recent years, the amount of connected devices available in everyday life has significantly grown as a crucial part of the IoT. In the IoT, the volume of devices can be remarkable. The IoT accentuates the connectivity between physical devices and data and contributes to the transportation systems supporting the smart city vision. Smart cities, mainly, are more and more enriched with sophisticated services, especially in terms of citizens’ mobility. Multimobility integrates different modalities of transportation; private car, bus, carsharing, and bikesharing. The shift towards multimodal mobility is growing in popularity, especially in urban centers, with recurring problems associated with congestion, parking, and an overall lack of space. Driving a car is essential for people because it is an opportunity for autonomy. A driver going from sparsely populated areas to a relatively big or vast city may be motivated to park the private car and use alternative transportation options. That is why their main issues are related to finding a parking slot, catching the bus on time, or choosing an appropriate alternative.

In the context of MaaS, the IoT acts as an enabler for the integration of private and public transport. Every single element of SmartMobility, i.e., parking area, bus stop, car or bike sharing station, takes part in an extremely sophisticated network of miscellaneous connected IoT devices, each one with its proprietary protocols, specifications, and characteristics. Consequently, there is a need to handle such elements, consisting of both physical (commercial instruments, custom sensor boards etc.) and logical (other web platforms, open data services etc.) devices independently.

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Figure 2: SmartMobility integrates physical and logical devices.

SmartMobility is built on top of a microservice architecture specifically designed for the IoT, such as a collection of independently deployable and loosely coupled basic services. Each microservice runs its own process, communicates with lightweight mechanisms, such as HTTP resource API, and implements a definite feature. The microservice architecture used for SmartMobility is CRS4 Microservice Core for the IoT (CMC-IoT). It is able to integrate a variety of IoT devices and services. These services are composed of smaller entities, referred to as devices, which provide only a part of the service functionality and have a specific location in the city. Examples of the latter are bus stops, parking areas, and sharing stations among others. CMC-IoT extends CMC (CRS4 Microservice Core)1 and is a fork of our first open source project implementing a general-purpose microservice architecture.

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Figure 3: CMC-IoT, the CRS4's microservice architecture for the IoT.

Despite the conventional and business-oriented MaaS platforms, such as UbiGo and myCicero, SmartMobility neither provides any booking or payment services nor any travel planner functionality. To the best of our knowledge, no application provides information regarding parking areas occupancy. Of course, drivers may be alerted regarding empty parking places either by displays on street signs or by looking at the map on the smartphone. Nevertheless, SmartMobility focuses on parking areas providing firsthand information to the drivers looking for parking and desiring to use an alternative transportation option, park and ride facilities.
A real case study has been set up in the metropolitan area of Cagliari. Before entering the city center, the driver, using SmartMobility, can check available free parking spots in the monitored parking areas that are close to his/her position. Moreover, he or she does not have to drive around the city looking for a free parking spot. Can view real-time traffic information on the main city roads shown on SmartMobility. Once a parking lot has been identified and chosen, the user can check on the application the availability of mobility services around the parking area, such as bus stops and sharing services, and their reliability. So, he or she can choose the one most suitable as per his or her needs or walk to the final destination.

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Figure 4: SmartMobility is available for laptop, mobile phone, and Google Android Auto; provides information on parking areas and sustainable transport modes.
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smartmobility.crs4.it


  1. https://github.com/smartenv-crs4 

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