IOT e o trânsito seguro

Olá, devs!

A aplicação da tecnologia de Internet das Coisas (IoT) deixou de ser aquela novidade de objetos conectados em todo canto para virar a base das cidades inteligentes, juntamente com a Inteligência Artificial (IA).

Uma das áreas mais importantes das cidades inteligentes é a mobilidade urbana e a aplicação de IoT tem gerado resultados como a melhoria do fluxo de tráfego, mais segurança para motoristas e pedestres, além de redução nas taxas de acidentes.

Este artigo trata da aplicação da tecnologia de IoT nas cidades, focando na melhoria da mobilidade urbana.

O que você vai ler aqui:

1.   Introdução

2.   O que é IOT

3.   Cidades Inteligentes e IOT

4.   IOT na Mobilidade Urbana

5.   IOT na Segurança do Trânsito

6.   Conclusão

7.   Referências

1 – Introdução

Estamos na era dos saltos tecnológicos, ao invés de avanços. A cada dia, uma nova tecnologia sai das bancadas acadêmicas para o nosso dia a dia. Foi assim com a Internet das Coisas (“Internet of Things” - IoT) e tem sido assim com a Inteligência Artificial (IA).

A aplicação da tecnologia de IoT deixou de ser aquela novidade de dispositivos conectados em todo canto, como geladeiras, lâmpadas, assistentes virtuais, roupas, “smartwatches” e outros objetos para criar cidades inteligentes.

A utilização conjunta de IoT com a IA pode proporcionar a melhoria da qualidade de vida da população das cidades como um todo, desde que sua aplicação seja planejada para isso.

Uma das áreas mais importantes das cidades inteligentes é a mobilidade urbana, gerando resultados como a melhoria do fluxo de tráfego, mais segurança para motoristas e pedestres, além de redução nas taxas de acidentes.

Este artigo trata da aplicação da tecnologia de IoT nas cidades inteligentes, focando na melhoria da mobilidade urbana.

2 – O que é IOT

O conceito de IOT é a conexão de objetos à Internet, por meio de sensores, gerando produtos e serviços inteligentes, que podem melhoram a vida das pessoas de diversas formas.

Inicialmente, era apenas uma novidade de aplicação da tecnologia para permitir acesso remoto a objetos e serviços, com o objetivo de automatizar processos. Houve uma febre no lançamento de smartwatches, roupas inteligentes e casas inteligentes.

Agora, a coisa está ficando séria, pois a aplicação de IOT chegou a áreas bem críticas como medicina, tráfego de veículos e indústrias.

Outra tecnologia que explodiu seu uso e divulgação no final do ano passado é a IA, com o lançamento do ChatGPT. Depois dele, outras ferramentas de IA foram lançadas, gerando discussões globais sobre a ética e segurança da aplicação descontrolada da IA no presente e no futuro.

Um passo adicional está sendo dado neste momento, pois a IOT está sendo usada juntamente com a IA, criando até um novo termo chamado AIOT.

Segundo [7], a ideia da AIOT é a criação de sistemas que usem o potencial desses dois conceitos para criar soluções inteligentes e sustentáveis para cidades, saúde, indústria, mobilidade, agronegócio e outras áreas.

A AIOT objetiva tornar a vida das pessoas mais fácil e segura, as operações mais eficientes, melhorar a interação entre homem e máquina, M2M (máquina e máquina) visando uma melhor análise de dados para a tomada de decisões mais rápidas e assertivas.

   A IOT gera uma massa enorme de dados (“Big Data”), que é um dos requisitos necessários para um bom treinamento de uma IA (ver figura).

3 – Cidades Inteligentes e IOT

O conceito de Cidades Inteligentes é muito amplo, mas ele pode ser resumido naquele constante da Carta Brasileira de Cidades Inteligentes, assinada pelo governo brasileiro em parceria com a Alemanha, em 2020.

Segundo matéria do site Habitability [1], nesta carta, “cidades inteligentes são aquelas comprometidas com o desenvolvimento urbano e a transformação digital sustentáveis, em seus aspectos econômico, ambiental e sociocultural.”

O planejamento urbano é uma característica chave para as cidades inteligentes e a mobilidade urbana conectada é outra de suas características essenciais.

Um estudo realizado pela ”IESE Business School”, que mede o grau de inteligência das cidades mais importantes do mundo, divulgou um ranking, que acabou liderado pelas cidades de Tóquio, Londres e Nova York.

Foram pontuadas 10 dimensões: economia, meio-ambiente, abertura internacional, coesão social, administração pública, planejamento urbano, tecnologia, mobilidade e transporte, capital humano e governança.

   Um artigo da FGV [2] sobre o mesmo estudo classificou as cidades em 4 categorias:

•   cidades consolidadas (incluindo estas 3 citadas acima),

•   cidades desafiadoras, incluindo Beijing, Toronto e Barcelona;

•   cidades de alto potencial, incluindo Rio de Janeiro, Buenos Aires e Xangai.

•   cidades vulneráveis, incluindo Caracas, Cairo e Atenas;

Ainda de acordo com [1], o principal exemplo de cidade inteligente no Brasil é São José dos Campos (SP), certificada como a primeira cidade inteligente do Brasil, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), em 2022.

Em geral, o que aparece mais na mídia é a questão tecnológica das cidades inteligentes, ou seja, a aplicação da tecnologia para automatizar diversos serviços visando uma melhor qualidade de vida dos cidadãos.

Na cidade de Cingapura[1], por exemplo, estão incluídos o uso de aplicativos realizar diversas atividades (agendar a coleta de lixo, monitorar a poluição do ar, propor ideias para o governo, entre outras).

Outros projetos tecnológicos de Cingapura abrangem segurança pública, proteção de dados e monitoramento de tráfego em tempo real.

Em 2020, Cingapura inaugurou um gêmeo digital (“digital twin”), que é um modelo digital interativo muito fiel à estrutura completa da cidade, usado para subsidiar análises, projetos e cenários que podem ser implantados na cidade no futuro.

A aplicação de tecnologia em cidades inteligentes usa massivamente dispositivos físicos conectados para a implantação destas iniciativas listadas acima, ou seja, IoT.

4 – IOT na Mobilidade Urbana

 A aplicação de tecnologia para melhoria da mobilidade urbana em cidades inteligentes visa a implantação de políticas bem planejadas para facilitar e diminuir o tempo de deslocamento, resultando em ganho de eficiência para a cidade e redução da poluição.[1]

Além disso, elas também visam incentivar a mobilidade ativa, pelo uso de bicicletas ou de caminhadas, resultando na saúde dos cidadãos. Para isso, seriam criadas áreas para se andar a pé, com iluminação adequada e ações de segurança.

Para a melhoria da mobilidade urbana, existem tecnologias de análise em tempo real do trânsito, escolha das melhores rotas de ônibus, uso de dados para compreender o fluxo de pessoas em áreas de metrô/trem, entre outras.

Além disso, uma preocupação pertinente é a evolução dos transportes, com a tendência de ficarem cada vez mais autônomos.

De acordo com [3], o sistema de trânsito de uma cidade inteligente é proporcionado pelo uso de IoT, que implementa uma rede de objetos físicos (semáforos, carros, ônibus, smartphones, faixas de pedestres, postes e painéis digitais) incorporados a sensores, câmeras, aplicativos de GPS, etc.

Esta rede é alimentada por algoritmos que medem fluxos, temporizam semáforos e monitoram demandas de transporte coletivo e outros modos de transporte, resultando em uma melhora do fluxo dos veículos privados e coletivos, como ônibus e metrô",

Como funciona o trânsito em uma cidade inteligente:

•   Conexão total - infraestrutura para a transmissão de dados pública (fibra ótica e wireless) ou de rede de dados de telefonia móvel de alta velocidade, como o 5G

•   IoT - Todos os dispositivos físicos que compõem o cenário urbano do trânsito (veículos, semáforos, radares, postes, smartphones, painéis digitais, faixas de pedestres etc.) são aparelhados com softwares, hardwares, câmeras, sensores, e outras tecnologias para interação e troca de dados

•   Centro de Controle e Operação (CCO) - Central operacional e de inteligência que recebem todos os dados e informações gerados pela interação entre os dispositivos, permitindo aos gestores agir com antecedência e tomar decisões para garantir fluidez e segurança ao trânsito

•   Semáforos inteligentes - Aparelhados com câmeras e dotados de IA permitem reprogramações instantâneas e automatizadas dos tempos de abertura e fechamento, garantindo melhor fluidez do tráfego

•   Wi-fi tracking - permite o monitoramento dos deslocamentos de pessoas dentro da malha urbana fornecendo dados em tempo real aos gestores públicos

•   Mobilidade como serviço (“Mobility as a Service” - Mass) - ·        integração em uma única plataforma (aplicativo de smartphone) de todos os modais de transporte, permitindo o planejamento de um itinerário, informações sobre o trânsito em tempo real, vagas de estacionamento, acidentes;

•   Ônibus elétricos - Veículos que não emitem gases de efeito estufa contribuem para a redução da poluição atmosférica e sonora;

•   Vias exclusivas - Implantação e ampliação permanente de vias específicas para bicicletas (ciclovias e ciclofaixas), além da construção de corredores de ônibus para aumentar a velocidade e a capacidade de transporte coletivo

•   Compartilhamento - Sistemas de locação de bicicletas distribuídas em estações instaladas em pontos estratégicos da cidade, como estações de trem e metrô ou terminais de ônibus;

•   Faixas sinalizadas - Sinalização e iluminação eficientes nos pontos de travessia de pedestres

Além da preocupação com a questão ambiental e o investimento em tecnologia, o trânsito deve ser planejado para o bem-estar de pedestres, ciclistas e veículos, tendo como base o princípio da equidade;

6 – IOT na segurança do trânsito

Segundo [4], a campanha Maio Amarelo, coordenada entre o poder público e a sociedade civil, alerta para a segurança no trânsito e chama a atenção para os altos índices de vítimas.

No mundo, o número médio anual de vítimas fatais supera 1,35 milhão de pessoas. Estatísticas mostram que 90% dos acidentes de trânsito no Brasil são causados por fator humano,

As causas principais incluem excesso de velocidade, falta de equipamentos de segurança, como o cinto, e uso do celular ao volante. Em 2021, quase 250 mil motoristas foram flagrados usando o celular ao dirigir.

Neste quadro tenebroso, os gestores de trânsito reforçam a importância da direção defensiva dos motoristas e os treinamentos constantes que reforçam as medidas de segurança no trânsito.

O uso de IoT e novas ferramentas permitem aperfeiçoar as condições de segurança, proteger os funcionários e oferecer dados que orientem melhor os motoristas na conduta correta de direção defensiva.

Um exemplo são as câmeras de segurança instaladas nos veículos. Em 2020, a Amazon testou a tecnologia das Dashcams — ferramenta de IA que identificam comportamentos de direção não responsiva - em mais de 3,2 milhões de quilômetros de rotas de entrega.

Os resultados de melhorias para a segurança foram notáveis, com a redução de acidentes em 48%; de 20% nas violações de sinais de parada, e de 60% na falta de uso do cinto de segurança.

Segundo [5], existem alguns usos da tecnologia de IoT para auxiliar em um melhor gerenciamento do trânsito, que podem ser resumidos nos seguintes:

•   Gerenciamento de semáforos - Sensores nos semáforos podem detectar calor e umidade para alterar o brilho das suas luzes, sinalizar rotas alternativas dependendo do fluxo, 

•   Gerenciamento e prevenção de acidentes nas estradas - Sensores pode detectar qualquer colisão na estrada e alertar a central de trânsito e setores de emergência, que tomarão as medidas necessárias; outra situação é a identificação de buracos na pista, óleo ou pessoas suspeitas;

•   Câmeras e sensores - Ajuste adequado do tempo de abertura e fechamento dos semáforos dependendo do fluxo, antecipando situações de congestionamento, redução de tempo dos trabalhadores de empresas de serviços das rodovias;

•   Estacionamento inteligente - Identificação e aviso das vagas disponíveis para estacionamento em uma determinada região facilita a busca de vagas pelos motoristas, evitando que eles parem em locais proibidos, causando congestionamentos.

De acordo com [6], algumas aplicações de IoT no controle de tráfego já implantadas trazem resultados bem promissores:

•   Sinais de trânsito inteligentes - Sinais com sensores monitoram o tráfego em tempo real, com o objetivo de reduzir a quantidade de tempo que os carros passam ociosos.

Um programa piloto da Universidade Carnegie Mellon, na Pitsburgh, apresenta dados iniciais com reduções de 40% no tempo de espera do veículo, 26% no tempo de viagem e 21% nas emissões de carbono.

•   Assistência de emergência via tecnologia IoT - A detecção e notificação de acidentes em tempo real pode reduzir o tempo crítico em que uma pessoa ferida fica sozinha.

Em Nova Orleans, um projeto permite que despachantes do 911 simplifiquem as comunicações com equipes de bombeiros, policiais e paramédicos, resultando em decisões mais rápidas e informadas.

•   Trajetos otimizados com aplicativos como o Waze - Um aplicativo como o Waze atua como um sensor de IoT e conta com algoritmos poderosos. Ele pode avisar com antecedência sobre acidentes ou engarrafamentos e até sugerir o melhor horário para sair.

Em um teste piloto na Europa, o Waze reduziu o tempo de direção em 19% e menos tempo na estrada significa menos poluição.

•   Pedágios e bilheterias aprimoradas - O pagamento automático de pedágios e bilheterias pode tornar um pouco mais fácil para o motorista pagar e seguir seu caminho.

Um programa piloto na Califórnia está estudando como a IoT pode ser usada para substituir o imposto sobre a gasolina por um pagamento automático pelos motoristas com base na distância percorrida.

5 – Minhas contribuições

Eu sempre tive uma preocupação muito grande com a questão dos acidentes de trânsito e até gostaria de poder dar a minha contribuição para a redução dos acidentes de trânsito, os quais considero que a grande maioria poderia ser evitada apenas com a conscientização dos motoristas.

Esta contribuição poderia se na forma de trabalho voluntário, e poderia ser oferecida por meio de uma ideia, sistema ou aplicativo.

No caso tratado neste artigo, eu acho que a utilização de IoT poderia ajudar a reduzir o número de acidentes nas seguintes situações pontuais:

Alerta a motoristas de que um veículo vem em sua direção, na sua faixa, em lombadas ou em curvas cegas em rodovias de pistas simples, evitando choques frontais;

Um sensor colocado no topo de uma lombada (ou no início de uma curva cega) detectaria que um veículo trafega na mesma faixa e sentido contrário a um carro poderia acender uma luz de alerta para que ambos tomassem alguma atitude para evitar a colisão (ver figura abaixo).

Caso o sensor detecte um veículo vindo na contramão, na mesma direção e sentido contrário, seria ativado um alerta luminoso piscante para dar aos motoristas a chance de reduzir a velocidade e evitar o acidente.

De preferência, o motorista que trafega na contramão deveria retornar à sua mão normal.

O mesmo tipo de sensor e alerta poderiam ser utilizados para o caso de carros chegando ao mesmo tempo em um cruzamento de vias urbanas.

Você pode até dizer que os carros inteligentes e conectados atuais e os veículos autônomos que em breve estarão nas ruas terão sensores próprios e não será preciso mais tornar as ruas e rodovias inteligentes.

É bom lembrar que os outros carros e motoristas ainda continuarão rodando por aí por muitos anos, dependendo da inteligência implantada nas ruas e estradas.

6 – Conclusão

Há alguns anos surgiu um conceito de Internet das Coisas (“Internet of Things” - IoT), que prometia a interconexão de coisas na Interne, além de nossos computadores e notebooks.

Inicialmente foram conectados relógios, roupas e eletrodomésticos, depois as casas como um todo e hoje tudo se conecta.

Depois veio a aplicação pública de ferramentas de Inteligência Artificial (IA), que aprende a fazer coisas para as quais não foi programada, e seu uso está revolucionando produtos, serviços e até profissões.

A utilização de IoT juntamente com a IA tem sido responsável pela implantação de serviços que resultam em maior segurança, precisão e confiabilidade em diversas áreas, como a medicina, gestão de tráfego, mobilidade urbana, e as cidades inteligentes.

A aplicação de IoT e IA na área de mobilidade urbana e gestão de tráfego está gerando resultados muito promissores para a segurança dos motoristas e pedestres e pode ser uma ótima saída para a gravidade dos números de acidentes e mortes no trânsito registrados anualmente no mundo todo.

Este artigo tratou da aplicação da tecnologia de IoT na gestão do trânsito das cidades e rodovias e nas vantagens de sua aplicação.

Foi mostrada a importância do uso de IoT para a criação das cidades inteligentes, para a mobilidade urbana e seus resultados promissores na melhoria da qualidade do trânsito e na redução de acidentes.

7 – Referências

[1] Habitability, Cidades inteligentes, o que é e quem são. Disponível em: <https://habitability.com.br/cidades-inteligentes-o-que-e-quem-sao/?utm_source=google_pago&utm_medium=&utm_content=&gclid=CjwKCAjwvdajBhBEEiwAeMh1Uwi5pFCUSJZfiY5Rsd4tZrQTatwJjl5KTw_9EcrHZoifhhgzu-XeThoCW28QAvD_BwE>. Acesso em: 30/05/2023.

[2] FGV, As cidades mais inteligentes do mundo. Disponível em: <https://fgvprojetos.fgv.br/noticias/cidades-mais-inteligentes-do-mundo#:~:text=Segundo%20o%20estudo%2C%20T%C3%B3quio%2C%20Londres,transporte%2C%20capital%20humano%20e%20governan%C3%A7a>. Acesso em: 30/05/2023.

[3] Folha, Internet das coisas viabiliza eficiência no trânsito. Disponível em: <https://estudio.folha.uol.com.br/cidadesinteligentes/2022/06/internet-das-coisas-viabiliza-eficiencia-no-transito.shtml>. Acesso em: 30/05/2023.

[4] Exame, Como IoT e inteligência artificial estão reduzindo acidentes de trânsito. Disponível em: <https://exame.com/bussola/como-iot-e-inteligencia-artificial-estao-reduzindo-acidentes-de-transito/>. Acesso em: 30/05/2023.

[5] Ashesh Anand, 4 Uses of IoT in Traffic Management. Disponível em: <https://www.analyticssteps.com/blogs/4-uses-iot-traffic-management>. Acesso em: 31/05/2023.

[6] Maggie Murphy, 7 ways IoT can improve traffic management. Disponível em: <https://www.hologram.io/blog/7-ways-iot-can-improve-traffic-management/>. Acesso em: 31/05/2023.

[7] Bosch, AIoT: qual o poder da união entre IA e IoT. Disponível em: <https://www.bosch.com.br/noticias-e-historias/aiot/>. Acesso em: 31/05/2023.