Framework for traffic data analysis and drivers’ behavior

Abstract

O trabalho realizado nesta dissertação pode ser visto como um sistema de apoio à decisão para tráfego. Foi motivado pelos projetos smart cities dos quais os transportes são uma área importante. Com a evolução das tecnologias nas viaturas é possível fazer uma recolha de cada vez mais informação sobre veículos num ambiente real, permitindo assim fazer uma análise mais detalhada sobre o tráfego e comportamento dos condutores. A pesquisa efetuada sobre trabalho relacionado nesta área revelou que muitas das análises efetuadas não tem em consideração o contexto sendo que alguns estudos apontavam integrar fatores influentes na condução como trabalho futuro. Nesta dissertação os conceitos do trabalho relacionado são integrados assim como fontes de dados heterogénias com informação sobre o contexto. Foi também feito um estudo sobre diferentes paradigmas de bases de dados, onde foram estudados os principais paradigmas NoSQL, os seus casos de uso e as sua principais implementações. Esta dissertação tem como objetivo propor o desenho e a implementação de uma infraestrutura para análise de tráfego e comportamento de condutores a partir de dados sobre trajetórias obtidos de viaturas em circulação. Para a prova de conceito, foram efetuados dois casos de estudo com dados extraidos de duas fontes distintas. Um conjunto de ferramentas de extração, transformação e carregamento de dados foi criado para alimentar os data marts desenvolvidos. Ferramentas de visualização foram usadas de modo a poder fazer uma análise visual através de gráficos para as medidas agregadas e software sistemas de informação geográficos para os detalhes espaciais. Esta infraestrutura foi desenhada de modo a poder ser adaptada para diferentes casos de uso da área, desde gestão de transportes públicos até seguros com base em comportamento. Os resultados obtidos permitem estudar o comportamento dos condutores de modo a obter conhecimento nesta área e possivelmente melhorar o tráfego ou a experiência de condução.

The work in this dissertation can be seen as a traffic decision support system. It was motivated for the smart cities project which transportation are a major area. With the technology evolution on vehicles it is possible to gather even more information about vehicles in a real scenario, this allows to perform a more detailed analysis about traffic and drivers’ behavior. The research done about related work in this area showed that a lot of the analysis performed did not have into consideration the context, some of this studies even proposed to integrate factors that influence the driving experience in the future. In this dissertation the concepts of the related work are integrated as well as heterogeneous data sources with context information. It was also performed a study about different database paradigms, in which were studied the most relevant NoSQL paradigms, their use cases and most used implementations. This dissertation proposes the design and implementation of a framework for traffic data analysis and drivers’ behavior based on trajectory data gathered from moving vehicles. For the proof of concept, it was performed two different case studies with data extracted from two distinct datasets with vehicles trajectories. A set of tools was developed to extract, transform and load data to the data marts developed. Visualization tools were used in order to perform a visual analysis through charts for aggregate measures and GIS software for the geospatial details. This framework was designed to be adaptable for different application scenarios involving moving vehicles, from public transportation management to behavior based insurance. The achieved results allows the study of traffic and drivers’ behavior in order to obtain knowledge in this area and possibly improve traffic management or the driving experience.