AVL Automatic Vehicle Location Prof Tiago Badre Marino

AVL - Automatic Vehicle Location Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia UFRRJ

Agenda INTRODUÇÃO CONCEITO DO SISTEMA AVL COMPONENTES DO SISTEMA AVL AQUISIÇÃO DE DADOS EQUIPAMENTOS EMBARCADOS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO SIGNPOST TRIANGULAÇÃO DE ANTENAS REDE DE TELEFONIA MÓVEL AVL - Automatic Vehicle Location 2 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Agenda GPS HÍBRIDO DGPS SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO RÁDIO TELEFONIA MÓVEL SATELITAL AVL - Automatic Vehicle Location 3 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Agenda GESTÃO DA INFORMAÇÃO CENTRAL DE CONTROLE SIGS DE OPERAÇÃO CIRCUNST NCIAS DO MERCADO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AVL - Automatic Vehicle Location 4 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Introdução q Breve histórico: § Primeiros Sistemas de AVL em operação datam do final dos anos 60, nos EUA - Chicago. § Surgiu como uma ferramenta de apoio à gestão de tráfego. § Hoje é utilizado principalmente como ferramenta para gerenciamento logístico e de risco. § No Brasil, o surgimento do AVL se deu por motivos de segurança, visando a prevenção de roubos e/ou recuperação de bens (ex. : Car System). § Atualmente, a tendência de crescimento do mercado vem aumentando, principalmente pelo uso conjunto do AVL com outras tecnologias como LBS (Location Based Services) – localização por celular, wireless, as ferramentas de SIG e de internet. AVL - Automatic Vehicle Location 5 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Agenda INTRODUÇÃO CONCEITO DO SISTEMA AVL COMPONENTES DO SISTEMA AVL AQUISIÇÃO DE DADOS EQUIPAMENTOS EMBARCADOS SISTEMAS DE POSICIONAMENTO SIGNPOST TRIANGULAÇÃO DE ANTENAS REDE DE TELEFONIA MÓVEL AVL - Automatic Vehicle Location 6 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Conceito do Sistema AVL q É um sistema ou serviço de localização que monitora a posição de um veículo a cada momento, enquanto este se desloca sobre a superfície da Terra. q A informação da posição do veículo, bem como de outros dados que podem ser coletados (por sensores – ex. : nível combustível, tempo ligado, quantidade de passageiros), permite a realização de operações associadas, de acordo com a necessidade de cada usuário e dependendo do tipo de operação (controle logístico, controle de risco, gerenciamento de frotas, gestão de transporte público e outros). AVL - Automatic Vehicle Location 7 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Componentes do Sistema AVL q Componentes de um sistema AVL: 3. 1. Aquisição de Dados o Dispositivos embarcados adquirem dados sobre o veículo (posição, estado, outros). 3. 2. Sistemas de Comunicação o São as tecnologias de transmissão e recepção dos dados entre uma central de operação e o veículo. 3. 3. Equipamentos Embarcados o São compostos basicamente por: módulo de processamento, módulo de interação, periféricos e sensores. 3. 4. Gestão da Informação (SIGs) o São os sistemas que efetuam a gestão das informações coletadas, dando a funcionalidade ao sistema. o Transformam dados em informações. AVL - Automatic Vehicle Location 8 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

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Componentes do Sistema AVL GPS Rádio Web GIS Servidor de Dados de Sensores e Posição Celular Gestão da Informação Sistemas de Comunicação Aquisição de Dados Algumas implementações são bidirecionais, permitindo a intervenção do usuário, situado na base. AVL - Automatic Vehicle Location 10 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

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Aquisição de Dados q. Equipamentos embarcados adquirem dados sobre: § Posição do veículo o Existem diversos sistemas de posicionamento que podem ser empregados em sistemas AVL (GPS, Rádio, Celular – diferidos por custos e cobertura). § Estado do veículo o São dados obtidos através de sensores instalados no veículo ou fornecidos pelo motorista. AVL - Automatic Vehicle Location 12 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Aquisição de Dados: Estado do veículo q Além da informação referente ao posicionamento, outros dados podem ser coletados, de acordo com o tipo e operação do veículo, como por ex. : § Dados de segurança: o estado de portas / baú o presença de pessoas na cabine § Dados de telemetria: o velocidade o temperatura o falhas mecânicas § Dados operacionais o identificação do motorista o Identificação da carga § Dados digitados pelo operador do veículo (Ex. : carros de polícia PMERJ) AVL - Automatic Vehicle Location 13 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

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Equipamentos Embarcados q. Em uma configuração típica, um veículo parte de um sistema AVL é equipado com os seguintes equipamentos: § Módulo de processamento § Módulo de interação § Sensores § Atuadores AVL - Automatic Vehicle Location 15 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Equipamentos Embarcados q Módulo de processamento § Esse equipamento pode fazer o processamento e armazenamento de dados realizados a bordo do veículo. § É denominado “Inteligência Embarcada”. Exemplos: o “Cerca” eletrônica. o Eventos com múltiplos disparadores baseados em horários, velocidade, distância, desvio de rota, entrada e saída de cercas, mudanças de direção, etc. § O módulo de processamento é responsável pela integração com os sensores e atuadores e com outros periféricos como leitores de cartão, de códigos de barra, impressoras, etc. AVL - Automatic Vehicle Location 16 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Equipamentos Embarcados q Módulo de interação § É o equipamento responsável pela troca de informações entre a central e o tripulante do veículo, além de gerenciar funções do veículo. § Deve ser de fácil operação e robusto. § Existem diversas configurações de módulos, dos mais simples, que só permitem a troca de mensagens padrões, aos mais sofisticados, que permitem até a programação do módulo de processamento. § Alguns exemplos de módulos: Fonte: Auto. Sky/Lekdirekt AVL - Automatic Vehicle Location 17 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Equipamentos Embarcados q Exemplos de Sensores: § § Ignição, deslocamento do veículo. Sensores de portas, baú, desengate da carreta. Presença na cabine (carona), botão de pânico. Temperatura, RPM, velocidade. q Exemplos de Atuadores (necessitam sinal bidirecional): § Bloqueio de combustível e ignição, travamento das portas e baú. § Sirene, pisca alerta. § On/Off de dispositivos diversos. AVL - Automatic Vehicle Location 18 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Equipamentos Embarcados q Exemplos de equipamentos embarcados em uma carreta: Trava de Porta de Baú Sensor de Antenas de Engate de Baixo Perfil Carreta Botão de Abertura de Baú Botão de Pânico Console Sirene Sensor de Porta de Baú Sensor de Porta de Cabine Conversor 24 -12 V No-Break Fonte: Graber AVL - Automatic Vehicle Location 19 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Equipamentos Embarcados q Exemplos de equipamentos embarcados em um carro passeio: Botões de Antenas Internas Pânico Antenas Internas Botão de Pânico (na mala? ) Sirene Fonte: Graber AVL - Automatic Vehicle Location 20 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Equipamentos Embarcados q Exemplos de equipamentos embarcados em um ônibus: Fonte: Mitsca AVL - Automatic Vehicle Location 21 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

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Sistemas de Posicionamento q Os sistemas de posicionamento diferem entre si em relação a vários fatores como: § § Tecnologia Precisão Área de cobertura Custos associados q Não existe uma tecnologia ideal ou melhor. Existem diferentes soluções para diferentes circunstâncias, definidas pela natureza da operação do veículo, pela oferta de tecnologia na região e pela natureza do sistema de gestão da informação. AVL - Automatic Vehicle Location 23 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento q. Principais sistemas de posicionamento: § Signpost (transponders) § Rádio Freqüência (triangulação de antenas) § Rede de telefonia celular (Cell id, AOA e TOA) § GPS (usado em mais de 70% dos veículos rastreados) § Híbridos (A-GPS) AVL - Automatic Vehicle Location 24 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento : Signpost q É o sistema de localização mais simples existente. § Determina a posição de um veículo pelo fato deste estar próximo a um ponto de referência. § A proximidade ao ponto de referência (signpost) pode ser determinada pela recepção de ondas de rádio, luz ou som (similar a crachás magnéticos). q. O sistema é composto por: § Transponder RFID inst. no veículo. § Unidades de leitura (signpost). § Central de computação dos dados. 1 - Passa pelo marco 2 – Transmite passagem via celular Funcionamento do Signpost AVL - Automatic Vehicle Location 25 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Signpost q. Sistema Passivo x Ativo: § Tags passivos o Informação limitada. o Baixo custo. § Tags Ativos (Sensores) Signpost : pontos de ônibus, metrô o Necessitam de alimentação de energia. o Permitem armazenar informações dinâmicas do veículo (número de passageiros, carga, rota, etc. ). o Custo maior em relação ao sistema passivo. AVL - Automatic Vehicle Location 26 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Signpost q Vantagens: § § Baixo custo da unidade embarcada. Robustez – Sistema estável, sem perda de sinal. Alternativa onde GPS e celular não cobrem (túnel). Ideal para rotas fixas: ônibus, trens. q Desvantagens: § Alto custo de infra-estrutura. § Aplicável a veículos que operam em uma rota fixa ou cuja operação fique contida na área de cobertura das unidades de leitura, que ficam em pontos determinados ao longo de rodovias, postos, etc. AVL - Automatic Vehicle Location 27 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Triangulação de Antenas q Baseado em infra-estrutura terrestre radiocomunicação digital (bidirecional). de q O sistema é composto por uma rede de antenas de rádio, que operam em freqüência exclusiva, a unidade de comunicação instalada no veículo e uma central de processamento de dados. q Determinação da posição do veículo com grande precisão espacial através da triangulação de três antenas (similar à técnica de posicionamento GPS). q Neste caso, a informação da posição não está no veículo. Esquema de funcionamento do sistema AVL - Automatic Vehicle Location 28 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Triangulação de Antenas q Vantagens: § Precisão aproximada de 100 m (adequadas ao uso de aplicações AVL). § Mesma infra-estrutura usada para a localização e para a comunicação entre veículo e central. § Desempenho superior ao GPS para aplicações em áreas de grande adensamento urbano. § Permite localização mesmo em locais fechados e cobertos. § “Funciona como o rádio do seu veículo. ” q Desvantagens: § Opera por meio de rede própria de antenas (custo alto de implantação). § Abrangência limitada à área de extensão da rede (limitada a regiões geográficas). Logística continental internacional? AVL - Automatic Vehicle Location 29 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Telefonia Móvel q Breve histórico: § Em 1998, a agência reguladora das telecomunicações dos EUA obrigou as operadoras de telefonia celular a fornecerem condições para a localização de um usuário dentro de áreas com até 125 metros, para atender chamadas de emergência (E 911). § Para obter retorno sobre o dinheiro investido, as operadoras começaram a imaginar serviços com base na localização de alguma pessoa ou lugar (surgiu a concepção comercial dos Location Based Services - LBS). § O futuro dos LBS são muito promissores, com aplicações nas áreas de segurança, rastreamento, navegação, entretenimento, geomarketing (propaganda contextualizada), etc. Exercício: Cite exemplos geomarketing AVL - Automatic Vehicle Location 30 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Rede de Telefonia Móvel q. Métodos de localização: § Os principais métodos são baseados em: o Identificação da célula (Cell Id) o ngulo do sinal (AOA) o Tempo de propagação do sinal (TOA) AVL - Automatic Vehicle Location 31 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – Cell Id q Cell id (identificação de célula) § É o método mais simples de localização e também o de menor precisão. § O sistema identifica a célula em que o usuário se encontra. Esta informação é inerente a qualquer sistema móvel. § A precisão está associada ao tamanho da célula, que pode variar de 500 m a mais de 10 Km de raio, dependendo do ambiente (rural, urbano, suburbano). AVL - Automatic Vehicle Location 32 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – Cell Id q. Algumas melhorias podem ser obtidas através de técnicas como: § Setorização das células: o Normalmente 120°, delimita o setor onde o terminal móvel pode ser encontrado. o Antena dividida em 3 x 120° = 360°. § Timing Advance: o O tempo de percurso do sinal entre a antena e o terminal móvel é medido, ganhando-se mais um nível de precisão no posicionamento. AVL - Automatic Vehicle Location 33 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – Cell Id Possível localização do móvel Fonte: Teleco AVL - Automatic Vehicle Location 34 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – AOA q AOA (Angle of Arrival) § O sistema é baseado na determinação do ângulo do sinal emitido pelo aparelho móvel ao chegar na célula equipada com uma antena direcional. § Vantagens: o A posição pode ser determinada com apenas 2 células (favorável para uso em ambientes rurais, onde a rede é menos densa). o Utiliza terminais móveis simples. o Aplicável a células espaçadas em até 8 km. § Desvantagens: o Alto custo de infra-estrutura na rede (antenas direcionais). AVL - Automatic Vehicle Location 35 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – AOA Fonte: Etutorial. org AVL - Automatic Vehicle Location 36 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – TOA q TOA (Time of Arrival) § São métodos baseados no cálculo do tempo de § § propagação do sinal pela rede móvel. A precisão está associada à densidade de células no local. Boa funcionalidade em ambientes urbanos, até em locais fechados. Esse método demanda grandes investimentos em infraestrutura da rede (hardware/software). No entanto, não necessariamente o usuário terá que arcar com esses custos, pois investimentos nessa área já ocorrem independentes do uso de sistema AVL - Automatic Vehicle Location 37 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – TOA Fonte: Etutorial. org AVL - Automatic Vehicle Location 38 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – TOA q TDOA (Time Difference of Arrival) § Junto a cada célula da rede há uma LMU (location measurement unit), que mede o tempo do sinal transmitido pelo terminal móvel até ela. § Os dados são processados em um servidor central SMLU (Serving mobile location unit), que fornece a posição do terminal. Fonte: Teleco § Precisão: ~250 m (Vulnerável à carga de trafego na rede). § Utiliza terminais simples. § Necessita pesados investimentos na rede e em servidores. AVL - Automatic Vehicle Location 39 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Rede de Tel. Móvel – TOA q E-OTD (Enhanced Observed Time Difference) § Neste método, o terminal móvel calcula o tempo de propagação do sinal transmitido por pelo menos 3 células. § Desta forma a carga de processamento é muito menor nas LMU, podendo atender até 5 células. § Precisão: ~75 m (dependente da densidade da rede). § Utiliza terminais mais sofisticados. Fonte: Teleco § Necessita investimentos na rede e em servidores (menores que no método TDOA). AVL - Automatic Vehicle Location 40 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: GPS q Sistema de Posicionamento Global (GPS) § O sistema GPS é um projeto desenvolvido e operado pelo Departamento de Defesa dos EUA. § É constituído por uma constelação de 24 satélites orbitando a 20. 000 km de altitude. § A posição de um receptor na terra é determinada pela observação da distância entre o receptor e pelo menos 4 satélites simultaneamente. § Esta distância é calculada pelo tempo que o sinal emitido pelo satélite leva até o receptor. AVL - Automatic Vehicle Location 41 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: GPS q Vantagens do sistema GPS: § O sistema tem abrangência global. § Independente da rede móvel da operadora - não há custo de operação. § Não há custo de implantação da rede. § Boa precisão (~10 m). § Com a popularização do GPS, há cada vez mais fabricantes de equipamentos a preços cada dia mais baixos. § A informação da posição encontra-se no veículo. AVL - Automatic Vehicle Location 42 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: GPS q Desvantagens do Sistema GPS: Fonte: trmsat § O sinal dos satélites são facilmente obstruídos. § Não funciona em ambientes fechados (garagens, túneis). § Tem seu funcionamento comprometido em ambientes urbanos. Prédios altos bloqueiam o sinal e geram multicaminhamento. § Ao serem ligados ou após perda de comunicação com os satélites, os receptores levam um certo tempo para (re)iniciar a aquisição de dados (partida a frio). AVL - Automatic Vehicle Location 43 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Híbrido - A-GPS q A-GPS (Assisted GPS) § A fim de melhorar a funcionalidade do GPS em ambientes urbanos, foi desenvolvido o método chamado A-GPS, onde a técnica de posicionamento GPS tradicional é assistida por meio da rede de telefonia móvel. o No A-GPS, uma estação recebe as informações transmitidas pelos satélites e as decodifica. As posições dos satélites são transmitidas ao veículo pela rede de telefonia móvel, reduzindo o tempo para iniciar as funções de cálculo de localização (partida a frio). AVL - Automatic Vehicle Location 44 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Híbrido - A-GPS q Vantagens do A-GPS § Diminui o tempo inicial de aquisição de dados (~ 15 segundos). § Reduz o trabalho computacional do receptor embarcado. § Permite operação em ambientes urbanos, bem como em muitos ambientes indoor. § Requer baixo investimento na rede já existente. § É uma tecnologia de transição para futuras redes de telefonia móvel 3 G, possibilitando a melhoria da precisão do GPS. AVL - Automatic Vehicle Location 45 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Posicionamento: Comparativo Cell id TOA (Time of arrival) TDOA GPS ( Global Positioning System ) E-OTD GPS A-GPS 5 m (urbano) 10 m(suburbano) 5 m (rural) Precisão média em ambiente urbano * 50 ~ 500 m (microcélulas) 500 m ~ 5 Km (macrocélulas 250 m 75 m 15 m (urbano) 10 m (suburbano) 5 m (rural) Necessidade de terminais especiais Não Sim Menor custo de implementação Necessidade de pesados investimentos na rede e em servidores Necessidade de investimentos na rede, servidores e terminais Necessidade de investimentos em terminais e processamento na rede Dependente de grande densidade de BTS's Não tem cobertura indoor e sofre severas limitações com multipercursos e obstáculos (prédios) Restrições à cobertura indoor Custo Obs. Precisão dependente do tamanho da célula Precisão vulnerável à carga de tráfego da rede Quadro comparativo entre as diferentes tecnologias de posicionamento AVL - Automatic Vehicle Location 46 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Agenda GPS HÍBRIDO DGPS SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO RÁDIO TELEFONIA MÓVEL SATELITAL AVL - Automatic Vehicle Location 47 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação q De acordo com as características e demandas específicas de cada operação, diferentes modos de troca de dados podem ser utilizados: § Comunicação por voz § Mensagens de texto § Transferência de dado q Diversas tecnologias de transmissão e recepção de dados podem ser utilizadas em sistemas AVL: § Via rádio (VHF/UHF) § Via telefonia móvel § Via satélite AVL - Automatic Vehicle Location 48 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação: Rádio q Sistemas de comunicação via rádio digital operando em freqüências UHF/VHF permitem comunicação de voz e dados entre veículo e central. § Abrangência limitada à área de extensão da rede. Voz + dados Rádio Modem AVL - Automatic Vehicle Location 49 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação: Telefonia Móvel q O avanço nas tecnologias de transmissão de dados via telefonia móvel e a extensão e o crescimento das redes das operadoras pelo país já permitem que esta tecnologia se destaque como o modo dominante de comunicação em sistemas AVL. q Hoje, a comunicação através da rede móvel é feita por meio de voz, de mensagens de texto (SMS) e por protocolos de troca de dados. q Os novos sistemas de geração 3 G (chegando 4 G) já permitem transmissão de dados em alta velocidade (banda larga). AVL - Automatic Vehicle Location 50 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação: Satelital q Permite a troca instantânea de mensagens entre os veículos e suas bases de operação, através de satélites. q Há dois tipos de satélites de comunicação: § Geoestacionários o Satélites de alta órbita (~36. 000 Km), sobre o Equador, com período de rotação igual ao da Terra. o Áreas de cobertura continentais. o Ex. Omni. Sat, Inmarsat. § Satélites de Baixa Órbita (LEO) o Constelações de satélites de órbitas baixas (~1400 KM). o Há a todo momento mais de um satélite visível. o Cobertura global. o Ex. Globalstar, Orbcomm. AVL - Automatic Vehicle Location 51 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação: Satelital q Esquema de funcionamento: § O equipamento embarcado transmite os dados sobre localização, segurança e de comunicação para o satélite, que os retransmite para à Central de Gerenciamento. § O caminho inverso da comunicação é possível pois o sistema é bidirecional. 3 2 1 4 Fonte: Autotrack AVL - Automatic Vehicle Location 52 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação: Satelital q Vantagens: § Extensão da área de cobertura - Global. § Permite um monitoramento contínuo, em todo território nacional, ideal para o controle de frotas. q Desvantagens: § Alto custo do sistema (hardware embarcado). § Alto custo de comunicação (da ordem de 400, 00 R$ / mês para dois registros por hora). § Antena externa de grande dimensão, evidencia o uso do sistema. § Dependência dos sinais dos satélites, que podem ser obstruídos. AVL - Automatic Vehicle Location 53 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Sistemas de Comunicação: Comparativo Canal de comunicação Satélite estacionário Satélite orbital Telefonia celular Rádio Vantagens Desvantagens Utilização recomendada - Preço elevado - Viagens longas - Uso em localidades remotas - Rastreamento de objetos de alto valor - Equipamento e comunicação mais baratos que via satélite estacionário - Cobertura mundial - Sinal nem sempre presente - Viagens longas, mas rastreando objetos de menor valor ou risco - Poucos posicionamentos por dia -Equipamento simples e barato -Protocolo GPRS tem custos de comunicação muito baixo -Sinal restrito às áreas de cobertura (em contínua expansão) - Comunicação ainda cara(demais protocolos) - Uso em localidades urbanas e rodovias com sinal de celular - Comunicação extremamente barata - Sinal sempre presente na área de cobertura - Pequeno raio de cobertura - Alto custo para ampliar cobertura - Rastreamento em regiões conhecidas e com cobertura - Rastreamento urbano - Sinal sempre disponível Quadro comparativo entre os diferentes sistemas de comunicação AVL - Automatic Vehicle Location 54 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Agenda GESTÃO DA INFORMAÇÃO CENTRAL DE CONTROLE SIGS DE OPERAÇÃO CIRCUNST NCIAS DO MERCADO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AVL - Automatic Vehicle Location 55 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Gestão da Informação q É na central de controle que se dá a integração das informações levantadas junto ao veículo, com os dados espaciais, através das ferramentas de geoprocessamento. Central de Controle - SOCICAM AVL - Automatic Vehicle Location 56 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Gestão da Informação: GIS x AVL q GIS (Geographic Information System) § O GIS associado ao AVL é utilizado como ferramenta de análise, coordenação e apresentação de informações sobre o espaço geográfico. § Dão suporte ao planejamento, gerenciamento, fiscalização e à tomada de decisões. Diferentes posicionamentos de um veículo sem (esquerda) e com aplicação de SIG AVL - Automatic Vehicle Location 57 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle q A central de controle é responsável pelo gerenciamento de toda a rede de infra-estrutura relativa à: § Comunicação: o Integração de todos os modos de comunicação - satélite, rádio, telefonia, internet. § Processamento de dados: o Servidores de dados, servidores de mapas, estações de trabalho, rede local, etc. § Armazenamento de dados: o Banco de dados AVL - Automatic Vehicle Location 58 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle q Responsável também por toda a gestão da informação propriamente dita que consiste em: § Prover uma interface de visualização para o operador ou o usuário final. § Pode rodar softwares de gestão, específicos para cada tipo de operação. o Ex: controle de frota de táxi, frota de caminhão, entregas urbanas, gerenciamento de tráfego, gerenciamento de resgates, controle de risco, etc. § Distribuir os dados. o Ex: consultas e relatórios. AVL - Automatic Vehicle Location 59 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle: Interface Visual q Uma aplicação AVL deve ser capaz de conhecer em tempo adequado a localização de um veículo sobre uma base de dados geográfica. q Para tanto os dados de posicionamento devem ser convertidos para o mesmo sistema de coordenadas e Datum da base de dados. OBS: Dependendo do tipo de operação, pode ou não haver a exibição da localização do veículo sobre a base geográfica. AVL - Automatic Vehicle Location 60 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle: Bases de Dados Geográficos q São compostas por mapas vetoriais de vias (eixo central) georeferenciados e com informações alfanuméricas (atributos) armazenadas em banco de dados. q Alguns exemplos de atributos comuns a maioria das aplicações AVL: § Atributos de navegação: o o Mãos de direção Saída de vias expressas Velocidade média Restrição de conversão § Atributos gerais: o Áreas de risco o Pontos de interesse AVL - Automatic Vehicle Location 61 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle: Software de Gestão q É específico para cada variedade de operação. q A gama de funcionalidades engloba por exemplo: § Notificação e tratamento de exceções. § Visualização através de mapas digitalizados, com consulta das posições do veículo, cadastro de referências, verificação dos pontos de parada, pesquisas de veículos mais próximos de um ponto, definição de rotas e medição de distâncias no mapa. § Envio de mensagens em formato livre ou pré-formatadas (formulários eletrônicos), envio de comandos para o módulo de processamento (atuação dos sensores ativos). § Cadastro dos dados equipamentos, dos veículos, da carga, dos motoristas e das programações de viagem, cerca eletrônica, comandos e ações autorizadas. AVL - Automatic Vehicle Location 62 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle: Distribuição dos Dados q O sistema deve ser capaz de gerir o histórico das atividades do veículo. q Tanto o histórico, como o estado atual do veículo, podem ser acessados de diferentes modos: § § Via Internet Via mensagem de voz Via mensagem de texto (SMS) Dispositivos móveis (PDA) q Basicamente a visualização dos dados se dá de 2 formas: § Relatórios gráficos § Relatórios alfanuméricos AVL - Automatic Vehicle Location 63 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Central de Controle: Distribuição dos Dados Relatórios alfanuméricos (esq. ) e gráficos (dir. ). Fonte: Com. Star AVL - Automatic Vehicle Location 64 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Software de Operação: Controle operacional AVL - Automatic Vehicle Location 65 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Software de Operação: Controle operacional AVL - Automatic Vehicle Location 66 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

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Agenda GESTÃO DA INFORMAÇÃO CENTRAL DE CONTROLE SIGS DE OPERAÇÃO CIRCUNST NCIAS DO MERCADO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AVL - Automatic Vehicle Location 83 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Circunstância do Mercado: Telecomunicações q. Mercado consolidado § Privatização: + concorrência, + desenvolvimento, - preços. q. Sistemas satelitais cada vez menos utilizados. q. Sistemas rádio-proprietários existindo apenas em nichos. q. Custo de comunicação celular cada vez mais agressivo. q. Tendência de convergência para 3 G, cobertura em franco crescimento (lançamento do 4 G) – dados em banda larga. AVL - Automatic Vehicle Location 84 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Circunstância do Mercado: Equipamentos q. Grande variedade de equipamentos embarcados. q. Alto custo para upgrade – migração – atualização. q. Ainda alta diversidade de oferta e similaridade de utilidades. q. Equipamentos satelitais a preços impeditivos. q. Celulares com preços aceitáveis – aumento rápido. AVL - Automatic Vehicle Location 85 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Circunstância do Mercado: Serviços q Custo de comunicação satelital atualmente limita aplicações em logística (para cobertura global). q Ainda preponderam aplicações em segurança. q Gerenciamento de Risco significa ainda controle simples de roteiro de viagem. q Interação humana é preponderante nos sistemas de controle (carência de inteligência artificial, redes neurais). q Aparecimento de serviços mais elaborados e percepção por parte dos clientes. q Usuários ignoram aplicações mais complexas. AVL - Automatic Vehicle Location 86 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Circunstâncias do Mercado: Aplicações q Equipamentos de navegação “on board” (never lost). q Receptores de informações de tráfego. q Bilhetadores automáticos para frotas de ônibus, catracas. q Softwares de controle e gerenciamento “on line” de frotas de táxi. q Integração de rastreadores com palm’s, celulares, notebooks, etc. AVL - Automatic Vehicle Location 87 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Agenda GESTÃO DA INFORMAÇÃO CENTRAL DE CONTROLE SIGS DE OPERAÇÃO CIRCUNST NCIAS DO MERCADO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AVL - Automatic Vehicle Location 88 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ

Referências Bibliográficas q DRANE, C. R. ; RIZOS, C. Positioning systems in intelligent transportation systems. Boston : Artech House, 1998. q HASEGAWA, J. K. ; GALO, M. ; MONICO, J. F. G. ; IMAI, N. N. Sistema de localização e navegação apoiado por GPS; In: XX Congresso Brasileiro de Cartografia. Recife – PE, 1999. CD-ROM. q MONICO, J. F. G. , 1996. Posicionamento pelo NAVSTAR-GPS: Descrição, Fundamentos e Aplicações, publicação interna (Unesp/FCT), 18 páginas. q US DEPARTMENT OF TRANSPORTATION, National ITS Architecture, Vision Statement, 2003. q Site Teleco – http: //www. teleco. com. br/tutoriais/tutoriallbs/pagina_3. asp q Site E-Tutorials. org http: //etutorials. org/Mobile+devices/mobile+location+services/Part+2+The+Mobile+Location+Serv er/Chapter+5. +Mobile+Positioning/Angle+of+Arrival/ AVL - Automatic Vehicle Location 89 Prof. Tiago Badre Marino – Geoprocessamento - Departamento de Geociências – Instituto de Agronomia - UFRRJ