Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Crowdsensing-driven Route Optimisation Algorithms for Smart Urban Mobility
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Programvaruteknik och datorsystem, SCS.ORCID-id: 0000-0002-7153-6705
2018 (Engelska)Doktorsavhandling, monografi (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Urban mobility is often considered as one of the main facilitators for greener and more sustainable urban development. However, nowadays it requires a significant shift towards cleaner and more efficient urban transport which would support for increased social and economic concentration of resources in cities. A high priority for cities around the world is to support residents’ mobility within the urban environments while at the same time reducing congestions, accidents, and pollution. However, developing a more efficient and greener (or in one word, smarter) urban mobility is one of the most difficult topics to face in large metropolitan areas. In this thesis, we approach this problem from the perspective of rapidly evolving ICT landscape which allow us to build mobility solutions without the need for large investments or sophisticated sensor technologies.

In particular, we propose to leverage Mobile Crowdsensing (MCS) paradigm in which citizens use their mobile communication and/or sensing devices to collect, locally process and analyse, as well as voluntary distribute geo-referenced information. The mobility data crowdsensed from volunteer residents (e.g., events, traffic intensity, noise and air pollution, etc.) can provide valuable information about the current mobility conditions in the city, which can, with the adequate data processing algorithms, be used to route and manage people flows in urban environments.

Therefore, in this thesis we combine two very promising Smart Mobility enablers – MCS and journey/route planning, and thus bring together to some extent distinct research challenges. We separate our research objectives into two parts, i.e., research stages: (1) architectural challenges in designing MCS systems and (2) algorithmic challenges in MCS-driven route planning applications. We aim to demonstrate a logical research progression over time, starting from fundamentals of human-in-the-loop sensing systems such as MCS, to route optimisation algorithms tailored for specific MCS applications. While we mainly focus on algorithms and heuristics to solve NP-hard routing problems, we use real-world application examples to showcase the advantages of the proposed algorithms and infrastructures.

Abstract [sv]

Urban rörlighet anses ofta vara en av de främsta möjliggörarna för en hållbar statsutveckling. Idag skulle det dock kräva ett betydande skifte mot renare och effektivare stadstransporter vilket skulle stödja ökad social och ekonomisk koncentration av resurser i städerna. En viktig prioritet för städer runt om i världen är att stödja medborgarnas rörlighet inom stadsmiljöer medan samtidigt minska trafikstockningar, olyckor och föroreningar. Att utveckla en effektivare och grönare (eller med ett ord; smartare) stadsrörlighet är en av de svåraste problemen att bemöta för stora metropoler. I denna avhandling närmar vi oss problemet från det snabba utvecklingsperspektivet av IT landskapet i städer vilket möjliggör byggandet av rörlighetslösningar utan stora stora investeringar eller sofistikerad sensortenkik.

I synnerhet föreslår vi utnyttjandet av den mobila rörlighetsavkännings, eng. Mobile Crowdsensing (MCS), paradigmen i vilken befolkningen exploaterar sin mobilkommunikation och/eller mobilasensorer med syftet att frivilligt samla, distribuera, lokalt processera och analysera geospecifik information. Rörlighetavkänningssdata (t.ex. händelser, trafikintensitet, buller och luftföroreningar etc.) inhämtad från frivilliga i befolkningen kan ge värdefull information om aktuella rörelsesförhållanden i stad vilka, med adekvata databehandlingsalgoriter, kan användas för att planera människors rörelseflöden inom stadsmiljön.

Såtillvida kombineras i denna avhandling två mycket lovande smarta rörlighetsmöjliggörare, eng. Smart Mobility Enablers, nämligen MCS och rese/ruttplanering. Vi kan därmed till viss utsträckning sammanföra forskningsutmaningar från dessa två delar. Vi väljer att separera våra forskningsmål i två delar, dvs forskningssteg: (1) arkitektoniska utmaningar vid design av MCS-system och (2) algoritmiska utmaningar för tillämpningar av MCS-driven ruttplanering.

Vi ämnar att visa en logisk forskningsprogression över tiden, med avstamp i mänskligt dirigerade rörelseavkänningssystem som MCS och ett avslut i automatiserade ruttoptimeringsalgoritmer skräddarsydda för specifika MCS-applikationer. Även om vi förlitar oss på heuristiska lösningar och algoritmer för NP-svåra ruttproblem förlitar vi oss på äkta applikationer med syftet att visa på fördelarna med algoritm- och infrastrukturförslagen.

Abstract [es]

La movilidad urbana es considerada una de las principales desencadenantes de un desarrollo urbano sostenible. Sin embargo, hoy en día se requiere una transición hacia un transporte urbano más limpio y más eficiente que soporte una concentración de recursos sociales y económicos cada vez mayor en las ciudades. Una de las principales prioridades para las ciudades de todo el mundo es facilitar la movilidad de los ciudadanos dentro de los entornos urbanos, al mismo tiempo que se reduce la congestión, los accidentes y la contaminación. Sin embargo, desarrollar una movilidad urbana más eficiente y más verde (o en una palabra, más inteligente) es uno de los temas más difíciles de afrontar para las grandes áreas metropolitanas. En esta tesis, abordamos este problema desde la perspectiva de un panorama TIC en rápida evolución que nos permite construir movilidad sin la necesidad de grandes inversiones ni sofisticadas tecnologías de sensores.

En particular, proponemos aprovechar el paradigma Mobile Crowdsensing (MCS) en el que los ciudadanos utilizan sus teléfonos móviles y dispositivos, para nosotros recopilar, procesar y analizar localmente información georreferenciada, distribuida voluntariamente. Los datos de movilidad recopilados de ciudadanos que voluntariamente quieren compartirlos (por ejemplo, eventos, intensidad del tráfico, ruido y contaminación del aire, etc.) pueden proporcionar información valiosa sobre las condiciones de movilidad actuales en la ciudad, que con el algoritmo de procesamiento de datos adecuado, pueden utilizarse para enrutar y gestionar el flujo de gente en entornos urbanos.

Por lo tanto, en esta tesis combinamos dos prometedoras fuentes de movilidad inteligente: MCS y la planificación de viajes/rutas, uniendo en cierta medida los distintos desafíos de investigación. Hemos dividido nuestros objetivos de investigación en dos etapas: (1) Desafíos arquitectónicos en el diseño de sistemas MCS y (2) Desafíos algorítmicos en la planificación de rutas aprovechando la información del MCS. Nuestro objetivo es demostrar una progresión lógica de la investigación a lo largo del tiempo, comenzando desde los fundamentos de los sistemas de detección centrados en personas, como el MCS, hasta los algoritmos de optimización de rutas diseñados específicamente para la aplicación de estos. Si bien nos centramos en algoritmos y heurísticas para resolver problemas de enrutamiento de clase NP-hard, utilizamos ejemplos de aplicaciones en el mundo real para mostrar las ventajas de los algoritmos e infraestructuras propuestas.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2018. , s. 169
Serie
TRITA-EECS-AVL ; 2018:65
Nyckelord [en]
smart cities, smart mobility, urban mobility, mobile crowdsensing, route/journey planning, route optimisation, heuristic algorithms
Nyckelord [sv]
smarta städer, smart rörlighet, rörlighetsavkänning, mobil publikmätning, ruttplanering, ruttoptimering, heuristiska algoritmer
Nyckelord [es]
Ciudades inteligentes, movilidad inteligente, mobile crowdsensing, planificación de viajes/rutas, optimización de rutas, algoritmos heurísticos
Nationell ämneskategori
Datorsystem
Forskningsämne
Informations- och kommunikationsteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-235392ISBN: 978-91-7729-947-9 (tryckt)OAI: oai:DiVA.org:kth-235392DiVA, id: diva2:1250744
Disputation
2018-10-22, C-6, Electrum 229, SE-164 40 Kista, Sweden, Stockholm, 11:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20180926

Tillgänglig från: 2018-09-26 Skapad: 2018-09-25 Senast uppdaterad: 2019-05-10Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(12737 kB)80 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT03.pdfFilstorlek 12737 kBChecksumma SHA-512
ca131589941cff5e6589571d904c967fe44e3183ea7cdfec441300df8f7502f229f8c0d0f6cf3b58e8b2fdc137002a0cfb08153278b842edfe837085dd35ca09
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Mrazovic, Petar
Av organisationen
Programvaruteknik och datorsystem, SCS
Datorsystem

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 83 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

isbn
urn-nbn

Altmetricpoäng

isbn
urn-nbn
Totalt: 484 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf