Micro-mobility aware journey planner in a city

Abstract

The rapid urbanization and increased motorization rates have caused high traffic congestion from combustion vehicles in many cities with an inefficient urban mobility management. This congestion hinders the city’s economic growth and causes environmental and health issues. Hence, there is a need for a system that guides citizens to optimal routes, minimizing traffic congestion while addressing their needs. This could involve providing alternative sustainable mobility options, reducing pollution, and enhancing the overall citizen health. In this context, this dissertation proposes to solve this problem with a Micro-mobility Aware Journey Planner integrated within a Mobility as a Service framework that offers multi-modal transportation options with a focus on micro-mobility and tailored to individual preferences. Unlike other services, this solution goes further by: (i) optimizing the vehicle energetic consumption or human physical effort cost with the terrain topography; (ii) influencing routes with city policies and constraints; (iii) easing the integration with external mobility services and Internet of Things networks; and (iv) ensuring its adaptability to any city. Motivated by Aveiro’s recent mobility services expansion and digital transformation efforts, particularly the city’s Vehicular ad hoc networks from the Aveiro Tech City Living Lab, a prototype was created using Aveiro as a test bed. The prototype included essential features for citizens, offering multi-modal directions and real-time navigation updates. For city authorities, it provided data-driven insights into transit data and dynamic routing configuration updates, facilitating responsive adjustments to meet evolving urban mobility needs. The conducted performance tests evaluated the prototype’s rapid dynamism with the increase of user concurrency, requested route complexity, and heavy trajectory updates, offering a view into its reliability and scalability. Overall, the results demonstrated that the workload stress did not compromise the application’s responsiveness, affirming its efficiency in addressing the problem.

A rápida urbanização e o aumento das taxas de motorização causaram um elevado congestionamento do tráfego de veículos a combustão em muitas cidades com uma gestão da mobilidade urbana ineficiente. Esse congestionamento atrapalha o crescimento económico da cidade e causa problemas ambientais e de saúde. Consequentemente, é necessário um sistema que oriente os cidadãos a seguir rotas mais eficientes, minimizando o congestionamento do tráfego e atendendo às suas necessidades. Tal poderá implicar a disponibilização de opções alternativas de mobilidade sustentável, a redução da poluição e a melhoria da saúde geral dos cidadãos. Neste contexto, esta dissertação propõe resolver este problema com um Planeador de Viagens com Micromobilidade numa Cidade, integrado numa estrutura de Mobilidade como Serviço que oferece opções de transporte multimodal com foco na micromobilidade e adaptadas às preferências individuais. Ao contrário de outros serviços, esta solução vai mais longe ao: (i) otimizar o consumo energético do veículo ou o custo do esforço físico humano com a topografia do terreno; (ii) influenciar as rotas com políticas e restrições da cidade; (iii) facilitar a integração com serviços de mobilidade externos e redes de Internet das Coisas; e (iv) garantir a sua adaptabilidade a qualquer cidade. Motivado pelos recentes esforços de expansão dos serviços de mobilidade e transformação digital de Aveiro, em particular as redes ad-hoc veiculares do Aveiro Tech City Living Lab, foi criado um protótipo usando Aveiro como plataforma de teste. O protótipo inclui recursos essenciais para os cidadãos, oferecendo direções multimodais e atualizações de navegação em tempo real. Para as autoridades municipais, fornece análises e perceções sobre os dados de trânsito e atualizações de navegação em tempo real, facilitando ajustes responsivos para atender às necessidades de mobilidade urbana em evolução. Os testes de desempenho realizados avaliaram o rápido dinamismo do protótipo com o aumento da concorrência de utilizadores, complexidade da rota solicitada e atualizações frequentes da trajetória, oferecendo uma visão da sua confiabilidade e escalabilidade. De modo geral, os resultados demonstraram que os testes de carga não comprometeram a responsabilidade da aplicação, afirmando a sua eficiência na resolução do problema.