UAI-FI

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 Estimativa da Lotação de Sistemas de Transportes Através de Sinais Wi-Fi e Aprendizado de Máquina

Resumo

A contagem de passageiros constitui uma importante parte na gestão e otimização de sistema de transporte público. Diversas iniciativas de Sistemas Inteligentes de Transporte têm sido empregadas com intuito de automatizar esta tarefa, e.g., através do uso de câmeras estereoscópicas e sensores de infravermelho. Porém, a implantação de tais sistemas é bastante custosa, não somente pelo preço, mas pela necessidade de intervir e instrumentar os veículos.

Como alternativa, a comunidade científica vem explorando fontes de dados mais econômicas, como os próprios smartphones dos passageiros. Estes dispositivos emitem periodicamente um quadro (pacote) de rede de sondagem para descobrirem as redes Wi-Fi que estão em volta do passageiro. Por ser difundido em um espectro público de onda, tais pacotes podem ser recebidos por outros dispositivos. Cada pacote contém não somente um identificador do smartphone, que é único e global, mas também um sinal de potência da onda que indica quão próximo se encontra do dispositivo respondente.

Neste sentido, o objetivo deste projeto é investigar a viabilidade de se utilizar os sinais Wi-Fi emitidos pelos smartphones dos passageiros para realizar a contagem automática de passageiros. Para tanto, pretende-se desenvolver um método baseado nos conceitos de aprendizado de máquina (machine learning) como meio de classificar e contabilizar automaticamente os pacotes de rede Wi-Fi recebidos ao invés de se estimar os limites arbitrariamente. Para avaliar o projeto, será realizado a programação do mesmo na linguagem Python e a implantação no hardware Raspberry Pi 3B. Além disso, será realizado testes em campos para comparar e contrastar a contagem obtida pelo método desenvolvido com a contagem manual, isto é, na validação deseja-se descobrir quão próximo a contagem automática alcançou da realizada manualmente por pesquisadores.

Origem do Nome

UAI-FI trocadilho com Wi-Fi:

  • Utilização de Aprendizado de máquIna para contagem automática de passageiros utilizando wi-FI

Membros

  • Prof. Dr. Marcos Paulino Roriz Junior
  • Prof. Dr. Ronny Aliagra Medrano
  • Discente: Kamilla Cruvinel
  • Discente: Paulo de Tarso Sousa Júnior

Metodologia

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Conclusões

Para isso, foi proposto um método, UAI-FI, que utiliza aprendizado de máquina para aprender uma função que classifique os quadros de rede emitidos. Para validar o método foi realizado um teste de campo onde os resultados sugerem que o mesmo foi capaz de contabilizar  e  respectivamente do sobe e desce dos passageiros através dos quadros de rede emitidos pelos seus dispositivos. Os resultados preliminares sugerem que é possível contabilizar os passageiros a partir dos sinais emitidos pelos dispositivos. Inclusive, esta abordagem tem um potencial de ser aplicada em outros domínios de aplicações, como na geração da matriz de origem destino ou descoberta da taxa de transferência entre diferentes linhas nos terminais.

Apesar da similaridade entre a contagem manual e a descoberta pela função de classificação do método UAI-FI, os resultados indicam um atraso da contagem por alguns pontos de paradas de ônibus. Acredita-se que o principal fator disto é a frequência de envio dos quadros. Neste sentido, um possível trabalho futuro seria de investigar mecanismos que mitigasse esta falha.

Outro problema interessante está relacionado a investigar se é possível descobrir uma função que relaciona a curva obtida no UAI-FI com a obtida manualmente. Especificamente, pode-se usar os resultados entre as curvas como subsídio para investigar a existência de uma função que relacione ambas utilizando métodos de aprendizado de máquina e estatísticos.