[論文レビュー] Safe and Reliable Public Transportation Systems (SALUTARY) in the COVID-19 pandemic

Donatella Darsena, Giacinto Gelli+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 26, 2020

Human Mobility and Location-Based Analysis参考文献 21被引用数 10

ひとこと要約

SALUTARYシステムは、COVID-19パンデミック期における公共交通機関の混雑状況を、バス、電車、駅を対象としたIoTベースのリアルタイム混雑検知技術を活用して、事前に混雑を管理することを目的としている。このシステムは、サービス運用の動的調整と、ディスプレイおよびモバイルアプリを通じたリアルタイムの利用者へのアラートを可能にし、都市部の公共交通機関の安全性と信頼性を向上させる。

ABSTRACT

The aim of the SALUTARY (Safe and Reliable Public Transportation Systems) system is to employ modern Information and Communication Technologies (ICT) to proactively tackle crowding situations in public transportation (PT) systems,as a consequence of the limitations due to COVID-19 pandemic. In particular, it is proposed to adopt in the various segments of the PT system (buses/trams/trains, railway/subway stations, and bus stops) suitable crowd detection techniques based on Internet of Things (IoT) technologies, which measure in real-time the number of users, in order to: (i) monitor and predict crowding events; (ii) adapt in real-time PT system operations, i.e., modifying service frequency, timetables, routes, and so on; (iii) inform the users by electronic displays installed in correspondence of the bus stops/stations and/or by mobile transport applications. The SALUTARY system can be implemented incrementally, as an add-on to the Intelligent Transportation System (ITS) solution already in use by major PT companies operating in urban areas. The system is designed as a flexible platform, which can be used to deliver, in addition to the innovative crowd detection/management functionalities, also additional services, such as on-line ticketing, vehicle access control and reservation in severely crowded situations, and evolved crowd-aware route planning.

研究の動機と目的

• COVID-19感染対策に起因する混雑状況の悪化という公共交通機関における混雑問題に取り組む。
• 既存のITSインfra構造を大幅に見直さずに、スケーラブルで段階的なソリューションを提供し、都市部の公共交通機関の安全性と信頼性を向上させる。
• IoTベースの混雑検知技術を用いて、リアルタイムでの混雑状況の監視と予測を可能にする。
• リアルタイムデータに基づき、時刻表の変更、ルートの見直し、サービス頻度の調整などの動的運用対応を可能にする。
• 電子ディスプレイやモバイルアプリケーションを通じて、利用者にタイムリーな情報を提供し、感染リスクを低減する。

提案手法

• バス、トランジット、電車、駅などの主要な交通ポイントに、IoT対応の混雑検知センサーを設置し、リアルタイムでの乗客数を測定する。
• リアルタイムデータを統合し、中央集約型プラットフォームに統合することで、混雑傾向の継続的監視と予測分析を実施する。
• 予測モデリングを用いて、高密度状態の発生を予測し、混雑が発生する前に運用対応を開始する。
• リアルタイムおよび予測混雑レベルに基づき、サービス頻度の増加やルートの変更などの公共交通機関運用を動的に調整する。
• 停留所や駅の電子ディスプレイおよびモバイル交通アプリケーションを通じて、利用者にリアルタイムのアラートを提供する。
• 既存のITSインfra構造に追加して段階的に導入可能な柔軟かつ拡張性のあるプラットフォームとして、システムを設計する。これにより、ピーク時におけるオンラインチケット販売、アクセス制御、予約システムなどの追加サービスをサポートできる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IoT技術を活用したリアルタイム混雑検知を、既存の公共交通機関システムに効果的に統合し、混雑状況の監視と予測を可能にする方法は何か？
• RQ2 パンデミック関連の制限措置下で、公共交通機関の混雑状況をリアルタイムで緩和するための運用対応は何か？
• RQ3 利用者が混雑状況とサービス変更を効果的に把握できるようにするには、どのような情報提供が有効か？
• RQ4 SALUTARYシステムは、既存のインテリジェント輸送システム（ITS）に段階的に追加して導入可能である程度は何か？
• RQ5 SALUTARYプラットフォームは、混雑管理を越えて、どのような追加サービスを提供できるか？

主な発見

• SALUTARYシステムは、車両および駅を含む公共交通機関のあらゆるセグメントにおけるリアルタイムでの乗客数の監視を可能にしている。
• IoTベースの検知技術による継続的データ収集と分析を通じて、混雑イベントを予測し、事前に管理することが可能になる。
• リアルタイム混雑データに基づき、時刻表の変更やサービス頻度の調整などの公共交通機関運用を動的に調整できる。
• 電子ディスプレイおよびモバイルアプリケーションを通じて、現在および予測される混雑状況を利用者に提供でき、より安全な移動意思決定を支援できる。
• システムは、既存のITSインfra構造に段階的に導入可能な柔軟なプラットフォームとして設計されており、導入コストを最小限に抑えることができる。
• プラットフォームは、将来的にオンラインチケット販売、車両アクセス制御、高需要期における予約システムなどのサービス拡張をサポートできる。