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Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 1 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 2 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 3 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 4 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 5 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 6 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 7 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 8 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 9 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 10 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 11 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 12 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 13 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 14 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 15 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 16 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 17 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 18 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 19 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 20 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 21 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 22 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 23 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 24 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 25 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 26 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 27 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 28 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 29 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 30 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 31 Reducing Gas Emissions in Smart 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by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 63 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 64 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 65 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 66 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 67 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 68 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 69 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 70 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 71 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13) Slide 72 Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture 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The aim of the work presented here is to reduce gas emissions in modern cities by creating a light infrastructure of WiFi intelligent spots informing drivers of customized, real-time routes to their destinations. The reduction of gas emissions is an important aspect of smart cities, since it directly affects the health of citizens as well as the environmental impact of road traffic. We have built a real scenario of the city of Malaga (Spain) by using OpenStreetMap (OSM) and the SUMO road traffic microsimulator, and solved it by using an efficient new Evolutionary Algorithm (EA). Thus, we are dealing with a real city (not just a roundabout, as found in the literature) and we can therefore measure the emissions of cars in movement according to traffic regulations (real human scenarios). Our results suggest an important reduction in gas emissions (10%) and travel times (9%) is possible when vehicles are rerouted by using the Red Swarm architecture. Our approach is even competitive with human expert’s solutions to the same problem.

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-40643-0_30

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Reducing Gas Emissions in Smart Cities by Using the Red Swarm Architecture (CAEPIA'13)

  1. 1. REDUCING GAS EMISSIONS IN SMART CITIES BY USING THE RED SWARM ARCHITECTURE Daniel H. Stolfi dhstolfi@lcc.uma.es Enrique Alba eat@lcc.uma.es Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación Universidad de Málaga Multiconferencia CAEPIA 2013 Septiembre de 2013 Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 1 / 25
  2. 2. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN 2 PROPUESTA 3 EXPERIMENTOS 4 CONCLUSIONES Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 2 / 25
  3. 3. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN 2 PROPUESTA 3 EXPERIMENTOS 4 CONCLUSIONES Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 2 / 25
  4. 4. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN 2 PROPUESTA 3 EXPERIMENTOS 4 CONCLUSIONES Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 2 / 25
  5. 5. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN 2 PROPUESTA 3 EXPERIMENTOS 4 CONCLUSIONES Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 2 / 25
  6. 6. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones INTRODUCCIÓN La mayoría de las personas viven o están pensando en mudarse a las grandes ciudades Hay un mayor número de vehículos en las calles Aumenta el número de atascos Se emiten toneladas de gases de efecto invernadero Disminuye la calidad de vida de los ciudadanos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 3 / 25
  7. 7. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones INTRODUCCIÓN La mayoría de las personas viven o están pensando en mudarse a las grandes ciudades Hay un mayor número de vehículos en las calles Aumenta el número de atascos Se emiten toneladas de gases de efecto invernadero Disminuye la calidad de vida de los ciudadanos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 3 / 25
  8. 8. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones INTRODUCCIÓN La mayoría de las personas viven o están pensando en mudarse a las grandes ciudades Hay un mayor número de vehículos en las calles Aumenta el número de atascos Se emiten toneladas de gases de efecto invernadero Disminuye la calidad de vida de los ciudadanos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 3 / 25
  9. 9. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones INTRODUCCIÓN La mayoría de las personas viven o están pensando en mudarse a las grandes ciudades Hay un mayor número de vehículos en las calles Aumenta el número de atascos Se emiten toneladas de gases de efecto invernadero Disminuye la calidad de vida de los ciudadanos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 3 / 25
  10. 10. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones INTRODUCCIÓN La mayoría de las personas viven o están pensando en mudarse a las grandes ciudades Hay un mayor número de vehículos en las calles Aumenta el número de atascos Se emiten toneladas de gases de efecto invernadero Disminuye la calidad de vida de los ciudadanos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 3 / 25
  11. 11. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  12. 12. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  13. 13. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  14. 14. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  15. 15. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  16. 16. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  17. 17. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Nuestro propuesta, Red Swarm está formada por: Los spots distribuidos por la ciudad I Instalados en los semáforos I Se comunican con los vehículos vía Wi-Fi Nuestro Algoritmo Evolutivo Nuestro Algoritmo de Cambio de Ruta Las unidades de abordo (OBU) I Instaladas en los vehículos I También pueden utilizarse smartphones o tablets Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 4 / 25
  18. 18. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  19. 19. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  20. 20. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  21. 21. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  22. 22. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  23. 23. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  24. 24. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo RED SWARM Red Swarm proporciona: Información personalizada a cada vehículo I Online I Distribuida Disminución de la formación de atascos Reducción de las emisiones de gases Monitorización del estado de la ciudad (tráfico, emisiones, etc) Posibles extensiones a flotas de vehículos municipales Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 5 / 25
  25. 25. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ARQUITECTURA RED SWARM Configuración: Cálculo offline de la configuración para los spots Red Swarm Despliegue: Los spots interactúan con los vehículos sugiriendo nuevas rutas (online) Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 6 / 25
  26. 26. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ARQUITECTURA RED SWARM Configuración: Cálculo offline de la configuración para los spots Red Swarm Despliegue: Los spots interactúan con los vehículos sugiriendo nuevas rutas (online) Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 6 / 25
  27. 27. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ARQUITECTURA RED SWARM Configuración: Cálculo offline de la configuración para los spots Red Swarm Despliegue: Los spots interactúan con los vehículos sugiriendo nuevas rutas (online) Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 6 / 25
  28. 28. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo SENSORES Representan dentro de la simulación a las calles que conducen a una intersección controlada por un spot de Red Swarm Cuando un vehículo es detectado por un sensor se dispara el algoritmo de cambio de ruta En una ciudad real los sensores representarían los enlaces de radio Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 7 / 25
  29. 29. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo SENSORES Representan dentro de la simulación a las calles que conducen a una intersección controlada por un spot de Red Swarm Cuando un vehículo es detectado por un sensor se dispara el algoritmo de cambio de ruta En una ciudad real los sensores representarían los enlaces de radio Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 7 / 25
  30. 30. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo SENSORES Representan dentro de la simulación a las calles que conducen a una intersección controlada por un spot de Red Swarm Cuando un vehículo es detectado por un sensor se dispara el algoritmo de cambio de ruta En una ciudad real los sensores representarían los enlaces de radio Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 7 / 25
  31. 31. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo SPOTS RED SWARM Y CAMBIO DE RUTA Los spots se encuentran situados en intersecciones controladas por semáforos, constan de calles de entrada (con sensores) y posibles calles de salida Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 8 / 25
  32. 32. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo SPOTS RED SWARM Y CAMBIO DE RUTA Cuando un vehículo se aproxima a un spot, éste le sugiere el siguiente punto de paso (otro spot) basado en una probabilidad Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 8 / 25
  33. 33. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  34. 34. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  35. 35. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  36. 36. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  37. 37. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  38. 38. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  39. 39. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  40. 40. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  41. 41. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  42. 42. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  43. 43. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  44. 44. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  45. 45. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  46. 46. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  47. 47. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  48. 48. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  49. 49. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA Solución de los Expertos Red Swarm Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 9 / 25
  50. 50. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo VÍDEO: EJEMPLO DE CAMBIO DE RUTA (SUMO) Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 10 / 25
  51. 51. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo CONSTRUCCIÓN DEL ESCENARIO: METODOLOGÍA Trabajamos con mapas reales importados desde OpenStreetMap Añadimos 10 spots Red Swarm en intersecciones con semáforos Importamos el mapa en SUMO Definimos los flujos de tráfico (solución de los expertos) Este proceso puede adaptarse a cualquier ciudad moderna del mundo Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 11 / 25
  52. 52. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo CONSTRUCCIÓN DEL ESCENARIO: METODOLOGÍA Trabajamos con mapas reales importados desde OpenStreetMap Añadimos 10 spots Red Swarm en intersecciones con semáforos Importamos el mapa en SUMO Definimos los flujos de tráfico (solución de los expertos) Este proceso puede adaptarse a cualquier ciudad moderna del mundo Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 11 / 25
  53. 53. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo CONSTRUCCIÓN DEL ESCENARIO: METODOLOGÍA Trabajamos con mapas reales importados desde OpenStreetMap Añadimos 10 spots Red Swarm en intersecciones con semáforos Importamos el mapa en SUMO Definimos los flujos de tráfico (solución de los expertos) Este proceso puede adaptarse a cualquier ciudad moderna del mundo Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 11 / 25
  54. 54. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo CONSTRUCCIÓN DEL ESCENARIO: METODOLOGÍA Trabajamos con mapas reales importados desde OpenStreetMap Añadimos 10 spots Red Swarm en intersecciones con semáforos Importamos el mapa en SUMO Definimos los flujos de tráfico (solución de los expertos) Este proceso puede adaptarse a cualquier ciudad moderna del mundo Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 11 / 25
  55. 55. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo CONSTRUCCIÓN DEL ESCENARIO: METODOLOGÍA Trabajamos con mapas reales importados desde OpenStreetMap Añadimos 10 spots Red Swarm en intersecciones con semáforos Importamos el mapa en SUMO Definimos los flujos de tráfico (solución de los expertos) Este proceso puede adaptarse a cualquier ciudad moderna del mundo Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 11 / 25
  56. 56. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ESCENARIO DE TRABAJO: MÁLAGA Málaga (trazado urbano real) 261 semáforos 10 spots Red Swarm 800 vehículos 4 tipos de vehículos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 12 / 25
  57. 57. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ESCENARIO DE TRABAJO: MÁLAGA Málaga (trazado urbano real) 261 semáforos 10 spots Red Swarm 800 vehículos 4 tipos de vehículos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 12 / 25
  58. 58. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ESCENARIO DE TRABAJO: MÁLAGA Málaga (trazado urbano real) 261 semáforos 10 spots Red Swarm 800 vehículos 4 tipos de vehículos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 12 / 25
  59. 59. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ESCENARIO DE TRABAJO: MÁLAGA Málaga (trazado urbano real) 261 semáforos 10 spots Red Swarm 800 vehículos 4 tipos de vehículos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 12 / 25
  60. 60. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ESCENARIO DE TRABAJO: MÁLAGA Málaga (trazado urbano real) 261 semáforos 10 spots Red Swarm 800 vehículos 4 tipos de vehículos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 12 / 25
  61. 61. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ESCENARIO DE TRABAJO: MÁLAGA Málaga (trazado urbano real) Nuestro objetivo es reducir las emisiones de gases mediante el aumento de la fluidez del tráfico rodado y la supresión de atascos Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 13 / 25
  62. 62. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO (10+2)-EA Cálculo de fitness utilizando el simulador de tráfico SUMO El cambio de ruta que realizan los spots se encuentra implementado por la API TraCI El resultado del algoritmo evolutivo es la configuración para todos los spots Red Swarm ubicados en la ciudad Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 14 / 25
  63. 63. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO (10+2)-EA Cálculo de fitness utilizando el simulador de tráfico SUMO El cambio de ruta que realizan los spots se encuentra implementado por la API TraCI El resultado del algoritmo evolutivo es la configuración para todos los spots Red Swarm ubicados en la ciudad Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 14 / 25
  64. 64. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO (10+2)-EA Cálculo de fitness utilizando el simulador de tráfico SUMO El cambio de ruta que realizan los spots se encuentra implementado por la API TraCI El resultado del algoritmo evolutivo es la configuración para todos los spots Red Swarm ubicados en la ciudad Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 14 / 25
  65. 65. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO (10+2)-EA Cálculo de fitness utilizando el simulador de tráfico SUMO El cambio de ruta que realizan los spots se encuentra implementado por la API TraCI El resultado del algoritmo evolutivo es la configuración para todos los spots Red Swarm ubicados en la ciudad Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 14 / 25
  66. 66. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO (10+2)-EA Cálculo de fitness utilizando el simulador de tráfico SUMO El cambio de ruta que realizan los spots se encuentra implementado por la API TraCI El resultado del algoritmo evolutivo es la configuración para todos los spots Red Swarm ubicados en la ciudad Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 14 / 25
  67. 67. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO: REPRESENTACIÓN Si un vehículo que se dirige hacia el Destino 2 es detectado por el Sensor 1 se le sugerirá como punto de paso en su ruta, uno de los posibles sensores alcanzables desde el Sensor 1, el cual se seleccionará según los valores de probabilidad almacenados en el vector solución Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 15 / 25
  68. 68. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO: REPRESENTACIÓN Al tener 28 sensores en nuestro escenario y 8 destinos diferentes el vector de probabilidades está compuesto de 1119 floats lo que nos da una idea de la complejidad de este problema. Daniel H. Stolfi & Enrique Alba Reducing Gas Emissions by Using Red Swarm 16 / 25
  69. 69. Introducción Propuesta Experimentos Conclusiones Red Swarm Arquitectura Escenario Algoritmo Evolutivo ALGORITMO EVOLUTIVO: FUNCIÓN DE FITNESS FUNCIÓN DE FITNESS F = !1(N

The aim of the work presented here is to reduce gas emissions in modern cities by creating a light infrastructure of WiFi intelligent spots informing drivers of customized, real-time routes to their destinations. The reduction of gas emissions is an important aspect of smart cities, since it directly affects the health of citizens as well as the environmental impact of road traffic. We have built a real scenario of the city of Malaga (Spain) by using OpenStreetMap (OSM) and the SUMO road traffic microsimulator, and solved it by using an efficient new Evolutionary Algorithm (EA). Thus, we are dealing with a real city (not just a roundabout, as found in the literature) and we can therefore measure the emissions of cars in movement according to traffic regulations (real human scenarios). Our results suggest an important reduction in gas emissions (10%) and travel times (9%) is possible when vehicles are rerouted by using the Red Swarm architecture. Our approach is even competitive with human expert’s solutions to the same problem. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-40643-0_30

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