T&TNET Solución de movilidad inteligente para personas mayores por medio de datos abiertos

T&TNET Solución de movilidad inteligente para personas mayores por medio de datos abiertos RESUMEN David Escuín Finol Responsable Proyectos I+D, Instituto Tecnológico de Aragón, España Javier Larroy Comellas Responsable Proyectos I+D, Instituto Tecnológico de Aragón, España Víctor Sánchez Martín Responsable del Departamento de Innovación y Tecnología, ISOIN, España El proyecto T&Tnet 1 Travel & Transport solutions through emotional-social NETworking nace con el objetivo de crear soluciones de movilidad para las personas mayores (+65 años) que contemple, no sólo una planificación inteligente y un seguimiento de rutas en entornos urbanos, sino también la capacidad de conocer al individuo, su comportamiento y que sean los usuarios quienes suministren información útil que realimente el sistema para una mejor experiencia de usuario. Como resultado del proyecto, se generará una aplicación móvil e interfaz web que facilite a los usuarios su interacción con el sistema. El proyecto se está desarrollando mediante una metodología centrada en el usuario que evalúa los requisitos de los países participantes (España, Francia, Noruega y Austria). T&Tnet incorpora una red social que facilita a los usuarios su participación a la hora de comunicar información actualizada sobre las infraestructuras de accesibilidad escaleras, escaleras mecánicas, ascensores, pendientes. Son los usuarios quienes deciden qué infraestructuras o calles desean evitar a la vez que valoran el uso de los medios de transporte público o proporcionan información en tiempo real sobre incidencias en la vía pública que puedan afectar a sus desplazamientos. Un sistema de inteligencia artificial aprende del comportamiento y mantiene la experiencia tan rica como satisfactoria. Otra de las metas del proyecto es la de fomentar el uso y la participación de los datos abiertos. T&Tnet está desarrollado sobre la plataforma OTP (Open Trip Planner) para el cálculo de rutas multimodales en transporte público mediante los mapas OSM (Open Street Map) y la tecnología GTFS, un estándar de Google usado en más de 160 ciudades que persigue aunar todos los parámetros que determinan los servicios de transporte público. A su vez, permite el uso de servicios de alquiler de bicicletas. Fomentar y acercar las tecnologías de movilidad a los mayores, de forma libre, sin restricciones y con su participación, son horizontes marcados por los socios del proyecto. 1 AAL Joint Programme. Ref. AAL-2011-4-032. http://ttnet-aal.eu/

1. QUE ES T&TNET? T&Tnet Travel & Transport solutions through emotional-social NETworking- es un proyecto cuyo objetivo es la creación de una solución de movilidad para personas mayores (+65 años). Se basa en un sistema personalizable, que contempla una planificación inteligente y un seguimiento de rutas en entornos urbanos, a la vez que se encuentra dotado de capacidades emocionales y un sistema de interacción intuitivo que aprenden del usuario. Estos sistemas hacen uso del gestor de información en tiempo real que se realimenta a partir de datos aportados por otros usuarios y mejoran la experiencia final. Como resultado del proyecto, se generarán una aplicación móvil e interfaz web que facilite a los usuarios su interacción con el sistema. La metodología del proyecto tiene en cuenta en todo momento los requerimientos de usuario, que se evalúan a lo largo de todo el proyecto para los países participantes (España, Francia, Noruega y Austria). 2. INFRAESTRUCTURA DE TRANSPORTE DE T&TNET La infraestructura de transporte a desarrollar debe ser capaz de obtener información de los usuarios (por medio de aplicaciones móviles), del entorno, aspectos de accesibilidad (escaleras y ascensores) y transporte público (horarios, niveles de ocupación y retrasos entre otros). La información obtenida en tiempo real permite el cálculo eficiente de rutas de acuerdo con las necesidades del usuario: duración del viaje, distancia, número de transbordos, medio de transporte preferido, tiempo máximo de espera, distancia máxima a pie, etc. Los procesos de optimización derivan en distintas posibilidades para los usuarios además de preferencias de navegación adaptativas basadas en tiempos entre indicaciones, paradas, tiempos de espera, cambios de medios de transporte, indicaciones por voz o imagen, etc. Los problemas aparecen al tratar información de transporte en tiempo real. Un retraso en una parada de autobús o tranvía debe ser comunicado inmediatamente al sistema para que las aplicaciones puedan indicar a los usuarios nuevos escenarios. Muchos operadores de servicios de transporte ofrecen información actualizada en tiempo real en sus sitios webs y aplicaciones móviles. En muchos casos existe más de un operador para un mismo medio de transporte o un mismo operador puede controlar dos o más medios. Dos retos del proyecto son la obtención de esta información y su integración en la app T&Tnet. 2.1 Transporte multimodal en T&TNet El ámbito principal del proyecto es la implementación de escenarios de movilidad personal en entornos urbanos. Como medios de transporte urbanos se consideran los siguientes: A pie. Autobús urbano. Tranvía. Metro. Ferry. Bicicleta.

Tren regional. Uno de los puntos más importantes del proyecto es el tratamiento de la información. La experiencia demuestra que el uso de datos abiertos incrementa significativamente su facilidad de uso y su actualización. Gracias a esto, existe información disponible para usar y publicar libremente sin derechos de copyright, patentes u otros mecanismos de control. Por ello, en T&Tnet se basará en datos abiertos y plataformas de software libre. 2.2 OpenTripPlanner El núcleo de la infraestructura de transporte de T&Tnet está basado en OpenTripPlanner (OTP). OTP proporciona una plataforma de código abierto para la planificación de rutas multimodal y multiagente entre sistemas independientemente de su tamaño y complejidad. Permite combinar información de peatones, ciclistas y tráfico en un interfaz web e integrarlo en aplicaciones externas por medio de una API (Application Programming Interface) pública por medio de estándares de datos abiertos. Cualquier organismo con especificaciones GTFS (General Transit Feed Specification) puede utilizar OTP. Adicionalmente, OTP soporta otros formatos de datos: OpenStreetMap: Mapas globales de uso libre con información sobre las calles e infraestructura para bicicletas y peatones. Datos de altitud basados en DEM para mejorar el cálculo de rutas a pie y en bicicleta. GTFS en tiempo real. Proporciona datos actualizados de retrasos e incidencias. Información de estaciones de bicicletas en los servicios de bike-sharing. OpenTripPlanner ha experimentado un rápido crecimiento en los últimos años y actualmente se utiliza en sistemas de cálculo de rutas multimodales en todo el mundo. Algunos ejemplos son: Smartrip Dublin, Opti-Trans, London, Open OV s opentripplanner Holanda, Autoridad del Transporte Urbano en Poznan (ZTM Poznan), Autoridad del Transporte Urbano en Lublin (ZTM Poland), Otp.flaktack.net Budapest, aplicaciones de Android que utilizan el motor OTP: Gipuzkoa, Ingartek, Bilbao, Empresa Municipal de Transporte de Valencia, SAU, Ingartek, Granada y Athens Public Transport Planner. La Figura 1 muestra los componentes de una configuración OTP. Únicamente son necesarios los módulos de OSM y GTFS, el resto proporcionan más funcionalidades al sistema.

GTFS_Real Time GTFS Bike rental OSM OTP Elevation files Fig. 1 Componentes de OpenTripPlanner. 2.3 OpenStretMap OpenStreetMap (OSM) es un proyecto colaborativo para crear un mapa del mundo editable libremente. Se pueden descargar gratuitamente de la web http://www.openstreetmap.org las capas para adaptar los mapas a la aplicación T&Tnet. Se puede hacer cualquier cambio en la cartografía y tenerlo en cuenta en el cálculo de rutas. Hoy en día existen diversas aplicaciones para teléfonos móviles que utilizan estos mapas disponibles para cualquier usuario. 2.4 Accesibilidad La versión actual de OTP únicamente soporta accesibilidad en el sentido de cálculo de rutas accesibles para sillas de ruedas en medios de transporte e infraestructuras públicos ya que OTP está orientado principalmente al transporte público. Sin embargo, el objetivo del proyecto T&Tnet es extender su alcance y que el usuario pueda seleccionar qué infraestructura quiere o no utilizar. Por ejemplo, una persona puede elegir utilizar ascensores pero no escaleras mecánicas o evitar pasar por una calle determinada. OTP puede ser modificado para incluir estas funcionalidades. Como resultado, los usuarios podrán incluir información de accesibilidad y puntos de interés en el sistema que podrán ser tenidos en cuenta en nuevos cálculos de rutas suyos o de otros usuarios. Se definen tres categorías de información que puede ser incluida: Accesibilidad permanente: El usuario detecta equipamiento de movilidad (ascensor, escalera mecánica) que no está incluido en los mapas. Accesibilidad temporal: El usuario detecta un equipamiento que no puede ser utilizado durante un tiempo (calle cortada por obras, ascensor averiado, etc). Información sobre puntos de interés: Añadir información sobre un punto de interés que no afecta al cálculo de rutas (bancos en un parque, parada de bus cubierta, etc).

2.5 Geocoding Se ha seleccionado un geocoder de código abierto. Se trata de Gisgraphy, ya que ofrece un buen funcionamiento en su integración con datos de OpenStreetMap y Geonames: OTP permite seleccionar el servicio web de Geocoding a utilizar y Planner API realiza llamadas a Geocoding. 2.6 GTFS La especificación GTFS (General Transit Feed Specification) define un formato común para planificación de transporte e información geográfica asociada. Permite que los organismos públicos de tráfico publiquen sus datos de tráfico y que los desarrolladores de aplicaciones implementen aplicaciones que utilicen estos datos. GTFS es una parte básica de OTP y ya hay ciudades que han empezado a suministrar información siguiendo esta especificación. 2.7 Alquiler de bicicletas El servicio de alquiler de bicicletas también puede ser añadido a la plataforma OTP. Para ello, es necesario suministrar la información de localización de las estaciones de bicicletas y su ocupación en tiempo real. 3 PLANIFICACIÓN DE VIAJES 3.1 Objetivos del planificador de viajes Un planificador de viajes es un motor de búsqueda que se utiliza para obtener el mejor recorrido entre dos puntos con algún medio de transporte. Para ello sugiere uno o más itinerarios entre un origen y un destino que pueden especificarse mediante coordenadas geográficas, nombres topográficos, puntos de interés o identificadores de transportes públicos (estaciones, paradas, puertos...). Los planificadores de viajes utilizan algoritmos de búsqueda con redes de nodos (representan puntos de acceso a la red de transporte) y tramos (representan posibles recorridos entre puntos) con diferentes parámetros asociados como, por ejemplo, distancia o accesibilidad. Las búsquedas se pueden optimizar por criterios como menor tiempo, menor distancia, menor número de transbordos, etc. y se pueden introducir restricciones como hora de salida o llegada, evitar ciertos lugares, etc. 3.2 Aplicación Web de planificación de viajes de T&Tnet El principal servicio ofrecido por T&Tnet es la planificación de viajes. No sólo está basada en la plataforma OpenTripPlanner sino que el planificador de T&Tnet amplía OTP para obtener un planificador personalizado con mayor orientación al usuario. De este modo, el usuario final puede planificar un viaje adaptado a sus necesidades. En la práctica, el planificador de T&Tnet soporta una serie de preferencias de viaje que se pueden dividir en dos categorías:

Preferencias previamente soportadas por OTP. Preferencias adicionales más personalizadas y soportadas únicamente por el planificador de T&Tnet. Por otro lado, existen una serie de valores específicos de parámetros de viaje que el usuario puede modificar por medio del interfaz del planificador web. Algunos parámetros son: Fecha y hora de inicio y llegada. Modo de viaje (bus, tren, tranvía, a pie, etc.). Las opciones variarán en función de la ciudad. Tipo de viaje. Seleccionar entre mínimo número de transbordos, viaje más rápido y viaje personalizado. Máxima distancia a pie, velocidad media a pie. Viaje accesible. 4 ARQUITECTURA DE LA PLATAFORMA T&TNET La Figura 2 muestra una vista simplificada de los componentes principales de la plataforma T&Tnet y el flujo de datos entre ellos. Los subsistemas principales son: Aplicación del cliente web (Web): Proporciona el interfaz de usuario, sus funcionalidades y la implementación y almacenamiento de los datos de éstas. Las principales funcionalidades son la gestión de cuentas, planificación de viajes, introducción y consulta de datos, añadir contactos y reportar un feedback emocional. Planificador: Proporciona la funcionalidad del planificador al front-end (web y aplicación móvil). Permite especificar preferencias de viaje (inicio, final, medio de transporte, sincronización rutas con otros usuarios.). Se basa en la plataforma OTP que proporciona los algoritmos de planificación. Aplicación móvil (App): Proporciona el seguimiento de usuarios y la inteligencia del sistema. Las preferencias del usuario son almacenadas permitiendo al motor de cálculo de la plataforma operar con ellas. Es el almacén central de datos de sensor (como las posiciones), permitiendo que los usuarios se vean unos a otros en el mapa. Los datos son procesados aplicándoles una lógica configurable que puede desencadenar acciones como, por ejemplo, activación de alarmas. En esta arquitectura existen tres puntos de almacenamiento de datos: La base de datos de Geodatabase que almacena datos geográficos y de las cuentas de usuario. La base de datos de rutas que almacena datos de rutas y tramos y feedback emocional. La base de datos de Tracker que es el almacén central de datos de sensor. La comunicación y el flujo de datos entre las distintas partes del sistema se realizan por medio de tres APIs: Social, Planner and SmartTracker.

Fig. 2 Arquitectura de la plataforma T&Tnet 5. PLATAFORMA SOCIAL COLABORATIVA 5.1 Carácter social de la plataforma Una plataforma social es una tecnología basada en web que permite el desarrollo, despliegue y gestión de soluciones y servicios de social media. Más en concreto, presenta características tecnológicas de una red de social media y específicas de los usuarios. Desde el punto de vista tecnológico, una plataforma social proporciona un lenguaje para crear aplicaciones nativas, una API para integrar aplicaciones externas y un backend para gestionarla. Desde el punto de vista de usuarios, permite crear comunidades, compartir contenidos, añadir amigos, incluye controles de privacidad y demás características de social media. La plataforma social T&Tnet permite mantener y extender la sociabilidad del usuario de un modo muy cómodo. La diferencia principal con otras redes sociales es que T&Tnet no se centra en los contactos y el intercambio de información entre ellos sino que radica en la navegación personalizada para un usuario en solitario o con amigos. Las principales funcionalidades sociales son: Estar en contacto con amigos (tanto en web como en la aplicación móvil). Compartir la posición (sólo con la aplicación móvil). Buscar y juntarse con amigos (sólo con la aplicación móvil). Recibir rutas compartidas (tanto en web como en la aplicación móvil). Buzón de menajes web (sólo con la aplicación web). 5.2 Carácter colaborativo de la plataforma

En general, las plataformas colaborativas soportan comunicación síncrona y asíncrona a través de múltiples dispositivos y canales, ofreciendo diversos componentes y servicios web. Esto permite a las personas encontrarse, comunicarse y alcanzar objetivos comunes. Pueden ser de código abierto o de software libre. En pocas palabras, un sistema colaborativo está diseñado para ayudar a la gente involucrada en una tarea común a conseguir objetivos. El objetivo de la plataforma colaborativa de T&Tnet es mejorar la interoperabilidad permitiendo el acceso al sistema a personas que no tengan la aplicación móvil. Los usuarios pueden alimentar el sistema con datos de geoposicionamiento, enriqueciendo la información de los mapas de ciudades. Algunas de las principales funcionalidades colaborativas de T&Tnet son: Feedback del viaje. Insertar información. Navegar por el mapa. Compartir viajes. Sincronizar viajes. 5.3 Social API Social API soporta la comunicación entre las distintas partes de la plataforma T&Tnet (aplicación web, aplicación móvil y planificador). Fig. 3 Social API e interconexiones La Social API está implementada en base al framework de código abierto Jersey RESTful Web Services, que está escrito en JAVA. Jersey RESTful Web Services proporciona su propia API que amplía el toolkit JAX-RS con funcionalidades y utilidades adicionales que simplifican el servicio RESTful y el desarrollo de clientes. Ofrece además nuemerosas extensiones (SPIs) que permite a los desarrolladores modificarlo para ajustarlo a sus necesidades.