Nachhaltige Mobilität

(1)

Nachhaltige Mobilität

Bildquelle: http://www.pfuschi-cartoon.ch/live_cartoons/Nachhaltigkeit.jpg

Tuesday, May 11, 2010

(2)

Modell der Nachhaltigkeit | VTrack System | Andere Systeme | Schlusswort

“Nachhaltigkeit ist der limitierte Abbau von natürlichen Ressourcen, so dass diese regenerieren oder Alternativen identifizert werden können.”

Nachhaltige Mobilität

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“Nachhaltigkeit ist der limitierte Abbau von natürlichen Ressourcen, so dass diese regenerieren oder Alternativen identifizert werden können.”

‣ ^Ressourcen

‣ ^Energie

‣ ^Lebensraum

‣ ^CO ² -Aufnahmefähigkeit

‣ ^Zeit

Nachhaltige Mobilität

Seminar “Smart Energy” Silvio Pflugi 2

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Überblick

Nachhaltige Mobilität

(5)

Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ ^VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

Nachhaltige Mobilität

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Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ ^VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

Nachhaltige Mobilität

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Modell der nachhaltigen Mobilität

Seminar “Smart Energy” Silvio Pflugi 5 Modell der Nachhaltigkeit | VTrack System | Andere Systeme | Schlusswort

Nachhaltige Mobilität

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Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ New Mobility

‣ City Logistics

‣ Intelligent Systems Management

‣ ^Livability

Nachhaltige Mobilität

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New Mobility

Nachhaltige Mobilität

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New Mobility

Bildquelle: http://www.tncp.net/Portals/21/2010/online_shopping%20copy.jpg

‣ Ziel: Reisen abschaffen

Oder: auf ein Minimum reduzieren

• Alternativen zum Reisen: z.B Online-Shopping

• Echtzeitreiseinformationen

Nachhaltige Mobilität

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City Logistics

Nachhaltige Mobilität

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City Logistics

‣ Ziel: Städte den Bedürfnissen anpassen

• Verzicht auf Fahrzeugbesitz

• Wohnen & Arbeiten näher bringen

• Grösserer Funktionsumfang bei Gebäuden

Bildquelle: http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20090205/165197/1A.jpg

Nachhaltige Mobilität

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Intelligent Systems Management

Nachhaltige Mobilität

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Intelligent Systems Management

‣ Ziel: Stadtzentren entlasten

• ^Stausteuer

• Automatische Überwachung

Nachhaltige Mobilität

Bildquelle: http://www.tfl.gov.uk/tfl/roadusers/congestioncharge/whereandwhen/

(15)

Livability

Nachhaltige Mobilität

(16)

Livability

‣ Ziel: Gesellschaft Innovation

• Akzeptanz nachhaltiger Mobilität

• Begegnungszonen, öffentliche Plätze, etc.

• Auswirkungen auf die Gesellschaft

Nachhaltige Mobilität

Bildquelle: http://de.academic.ru/pictures/dewiki/115/signal_begegnungszone.png

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Überblick

Nachhaltige Mobilität

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Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ ^VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

Nachhaltige Mobilität

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VTrack

Nachhaltige Mobilität

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VTrack

Nachhaltige Mobilität

‣ Smart Phones

‣ Energiesparsam

• GPS, WiFi, zelluläre Triangulation

‣ Genauigkeit

• Hidden Markov Model

• Viterbi Decoding

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Nachhaltige Mobilität

VTrack - Energiesparsam

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Nachhaltige Mobilität

Methode Ortungsfrequenz Lebensdauer

Ohne - 7 h

GPS durchgehend (1/s) 2 h 24 min

GPS 1/30 s 2 h 27 min

GPS 1/120 s 2 h 44 min

WiFi durchgehend (1/s) 6 h 30 min

Tabelle: [8]

VTrack - Energiesparsam

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Hidden Markov Model - (HMM)

Nachhaltige Mobilität

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Hidden Markov Model - (HMM)

‣ Statistisches Modell

‣ System stellt Markov Prozess dar

‣ unsichtbare Zustände

‣ sichtbare Ausgabe - Beobachtungen

‣ Zustand in der Zukunft nur vom momentanen Zustand abhängig

Nachhaltige Mobilität

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Nachhaltige Mobilität

Hidden Markov Model - (HMM)

(26)

‣ x(t): versteckter Zustand zum Zeitpunkt t

‣ y(t): Beobachtung zum Zeitpunkt t

‣ y(t) nur von x(t) abhängig

‣ Zustand Beobachtung: Emissionswahrscheinlichkeit

‣ Zustand Zustand: Transitionswahrscheinlichkeit

Nachhaltige Mobilität

Bildquelle: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/83/Hmm_temporal_bayesian_net.svg/1000px-Hmm_temporal_bayesian_net.svg.png

Hidden Markov Model - (HMM)

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Nachhaltige Mobilität

Transitionswahrscheinlichkeit

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‣ Auto kann sich bei zwei auffeinanderfolgenden Messungen auf dem gleichen Strassensegment

‣ Strassensegmentende zu Strassensegmentanfang

‣ Auto hat Geschwindigkeitsbegrenzung

‣ Transitionswahrscheinlichkeit p vom Segment i zur Messung t-1 zum Segment j zur Messung t:

‣ Falls i = j, p = e (Punkt 1)

‣ Falls i nicht da endet wo j anfängt, p = 0 (Punkt 2)

‣ Falls j anfängt wo i endet, p = e oder p = 0 (Punkt 3)

Nachhaltige Mobilität

[8]

Transitionswahrscheinlichkeit

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Nachhaltige Mobilität

Emissionswahrscheinlichkeit

N(dist(i, k))

(30)

‣ Strassensegment i

‣ Geortete Position k

‣ N(): Gausssche Funktion

‣ Varianz von N abhängig vom Positionssensor

‣ dist(i, k) Euklidische Distanz zwischen i und k

Nachhaltige Mobilität

[8]

Emissionswahrscheinlichkeit

N(dist(i, k))

(31)

Viterbi Decoding

Nachhaltige Mobilität

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Viterbi Decoding

‣ Gegeben: Beobachtungen, Emissions- und Transitionswahrscheinlichkeiten

• Dynamische Programmierung

‣ Gesucht: Sequenz von versteckten Zuständen

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Kartenabgleich

Nachhaltige Mobilität

a) Rohdaten b) Ausreisser Elimination & Interpolation c) Viterbi d) Korrektur

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Kartenabgleich

‣ Elimination von Ausreissern

‣ Interpolation bei Lücken

‣ Viterbi Decoding

‣ ^Korrektur

Nachhaltige Mobilität

a) Rohdaten b) Ausreisser Elimination & Interpolation c) Viterbi d) Korrektur

Bildquelle: [8]

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Reisezeit

Nachhaltige Mobilität

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Reisezeit

‣ ^T ^left (S): Zeit bis zum ersten Datenpunkt

‣ ^T ^matched (S): Zeit zwischen dem ersten und letzten Datenpunkt

‣ ^T ^right (S): Zeit vom letzten Datenpunkt bis zum nächsten Segment

‣ ^T ^left ^{(S) und T} ^right (S) sind kleiner 1s (Interpolation)

‣ Zeit zwischen letzten Punkt von S prev und erstem von S aufteilen auf T left (S) und T right (S prev )

Nachhaltige Mobilität

[8]

T(S) = T left (S) + T matched (S) + T right (S)

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Genauigkeit von VTrack

Nachhaltige Mobilität

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0 20 40 60 80 100

GPS every 20s + WIFI GPS every 30s + WIFI WIFI GPS every 20s GPS every 30s

Sicherheitsmarge (s) Anteil korrekt erkannter Stauzonen

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0 20 40 60 80 100

Sicherheitsmarge (s) Anteil inkorrekt erkannter Stauzonen

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Genauigkeit von VTrack

Nachhaltige Mobilität

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0 20 40 60 80 100

Sicherheitsmarge (s) Anteil korrekt erkannter Stauzonen

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0 20 40 60 80 100

Sicherheitsmarge (s) Anteil inkorrekt erkannter Stauzonen

Bildquelle: [8]

(39)

VTrack - Fazit

Nachhaltige Mobilität

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VTrack - Fazit

‣ Echtzeitortung von Reisenden

‣ Treibstoff und Zeit sparen

‣ Energiesparsam auf Smart Phones

‣ Akzeptanz schwierig

• Navigationsgeräte

• Datenschutz, Sicherheit?

Nachhaltige Mobilität

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Nachhaltige Mobilität

Überblick

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Nachhaltige Mobilität

Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ ^VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

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Andere Projekte

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Seminar “Smart Energy” Silvio Pflugi 23 Modell der Nachhaltigkeit | VTrack System | Andere Projekte | Schlusswort

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Andere Projekte

‣ ^a-Loc

• Position in mobilen Suchanfragen integrieren

• inkl. Bluetooth

‣ Bike Sharing

• Weltweit mehr als 120 Bike Sharing Programme

• Fahrräder mit Positionssensoren

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Modell der Nachhaltigkeit | VTrack System | Andere Projekte | Schlusswort

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Schlusswort

Nachhaltige Mobilität

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Schlusswort

‣ Vier Bereiche für innovative Projekte

• New Mobility

• City Logistics

• Intelligent Systems Management

• ^Livability

‣ ^VTrack

• Smart Phones

• Energiesparsam

• ^Genau

‣ Bike Sharing erfolgreich in 120 Städten

Nachhaltige Mobilität

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Referenzen

Nachhaltige Mobilität

[1] F. Alcala et al. Ortung von mobilen Geräten für die Realisierung lokationsbasierter Diensten. Otto-von- Guericke-Universität Magdeburg.

[2] D. Banister. The sustainable mobility paradigm. Elsevier, Transport Policy, (15):73–80, April 2008.

[3] P. DeMaio. Bike-sharing: History, Impacts, Models of Provision, and Future. Journal of Public Trans- portation, 12(4):41–56, 2009.

[4] T. Goldman et al. Sustainable urban transport: Four innovative directions. Elsevier, Technology in Society, (28):261–273, 2006.

[5] K. Lin et al. Energy-Accuracy Aware Localization for Mobile Devices.

[6] S. Networks. Technology. http://www.sensenetworks.com/technology.php, April 2010.

[7] D. Sperling and D. Gordon. Two Billion Cars: Driving Toward Sustainability. Oxford University Press, page 1, 2009.

[8] A. Thiagarajan et al. VTrack: Accurate, Energy-aware Road Traffic Delay Estimation Using Mobile Phones.

14(2):10–30, April 2009.

[9] Wikipedia. Hidden markov model. http://en.wikipedia.org/wiki/Hidden_markov_

model, April 2010.

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Nachhaltige Mobilität

Nachhaltige Mobilität

“Nachhaltigkeit ist der limitierte Abbau von natürlichen Ressourcen, so dass diese regenerieren oder Alternativen identifizert werden können.”

Nachhaltige Mobilität

“Nachhaltigkeit ist der limitierte Abbau von natürlichen Ressourcen, so dass diese regenerieren oder Alternativen identifizert werden können.”

‣ Ressourcen

‣ Energie

‣ Lebensraum

‣ CO 2 -Aufnahmefähigkeit

‣ Zeit

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Überblick

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Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

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Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

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Modell der nachhaltigen Mobilität

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‣ New Mobility

‣ City Logistics

‣ Intelligent Systems Management

‣ Livability

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‣ Ziel: Reisen abschaffen

Oder: auf ein Minimum reduzieren

• Alternativen zum Reisen: z.B Online-Shopping

• Echtzeitreiseinformationen

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City Logistics

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‣ Ziel: Städte den Bedürfnissen anpassen

• Verzicht auf Fahrzeugbesitz

• Wohnen & Arbeiten näher bringen

• Grösserer Funktionsumfang bei Gebäuden

Nachhaltige Mobilität

Intelligent Systems Management

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Intelligent Systems Management

‣ Ziel: Stadtzentren entlasten

• Stausteuer

• Automatische Überwachung

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Livability

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Livability

‣ Ziel: Gesellschaft Innovation

• Akzeptanz nachhaltiger Mobilität

• Begegnungszonen, öffentliche Plätze, etc.

• Auswirkungen auf die Gesellschaft

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Überblick

‣ Nachhaltigkeit

‣ Modell der nachhaltigen Mobilität

‣ VTrack

‣ Andere Projekte

‣ Schlusswort

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VTrack

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VTrack

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‣ Smart Phones

‣ ^Ressourcen

‣ ^Energie

‣ ^Lebensraum

‣ ^CO ² -Aufnahmefähigkeit

‣ ^Zeit

‣ ^VTrack

‣ ^VTrack

‣ ^Livability

• ^Stausteuer

‣ ^VTrack

‣ ^Korrektur