A variety of new features have been added in the present-day vehicles like a pre-crash warning, the vehicle to vehicle communication, semi-autonomous driving systems, telematics, drive by wire. They demand very high bandwidth from in-vehicle networks. Various electronic control units present inside the automotive transmit useful information via automotive multiplexing. Automotive multiplexing allows sharing information among various intelligent modules inside an automotive electronic system. Optimum functionality is achieved by transmitting this data in real time. The high bandwidth and high-speed requirement can be achieved either by using multiple buses or by implementing higher bandwidth. But, by doing so the cost of the network and the complexity of the wiring in the vehicle increases. Another option is to implement higher layer protocol which can reduce the amount of data transferred by using data reduction (DR) techniques, thus reducing the bandwidth usage. The implementation cost is minimal as only the changes are required in the software and not in hardware. In our work, we present a new data reduction algorithm termed as “Comprehensive Data Reduction (CDR)” algorithm. The proposed algorithm is used for minimization of the bus utilization of CAN bus for a future vehicle. The reduction in the busload was efficiently made by compressing the parameters; thus, more number of messages and lower priority messages can be efficiently sent on the CAN bus. The proposed work also presents a performance analysis of proposed algorithm with the boundary of fifteen compression algorithm, and Compression area selection algorithms (Existing Data Reduction Algorithm). The results of the analysis show that proposed CDR algorithm provides better data reduction compared to earlier proposed algorithms. The promising results were obtained in terms of reduction in bus utilization, compression efficiency, and percent peak load of CAN bus. This Reduction in the bus utilization permits to utilize a larger number of network nodes (ECU’s) in the existing system without increasing the overall cost of the system. The proposed algorithm has been developed for automotive environment, but it can also be utilized in any applications where extensive information transmission among various control units is carried out via a multiplexing bus.

Este trabalho é um modelo para controle de operação de frota de ônibus público urbano de baixa demanda, que objetiva o monitoramento (e intervenção, quando necessário), de forma que os ônibus monitorados cumpram a programação predeterminada pela grade-horária, evitando assim situações indesejáveis como atrasos ou congestionamentos nas estações de embarque e desembarque. A gestão do controle da movimentação dos ônibus se baseia em intervenções a serem realizadas na frota, considerando-se o sistema Bus Rapid Transit, que possui como grande diferencial as faixas segregadas para circulação dos ônibus. O objetivo é propor intervenções na frota (ações enviadas diretamente ao motorista como, por exemplo, diminuir a velocidade), e analisar os resultados, de forma a contribuir para diminuir dois grandes problemas em transporte público urbano: (1) o não cumprimento dos horários e (2) congestionamentos nas estações. Esses dois problemas geram reações em cadeia que acabam também afetando a regularidade de outros ônibus que compartilhar a mesma via e estações. Instituições públicas ou privadas de ônibus urbano podem obter benefícios utilizando um bom sistema de monitoramento e controle de frota, como por exemplo: mais segurança e previsibilidade nos horários, melhor adequação entre demanda e oferta do serviço, gerenciamento da frota através dos relatórios de pontualidade e desvio, dentre outros. Além disso, a melhora da qualidade do serviço traz como conseqüência o aumento no número de usuários do transporte, devido à oferta de um sistema mais atrativo, seguro e eficiente. A metodologia apresentada neste trabalho é constituída de um modelo para monitoramento da operação da frota e detecção de inconformidades dos ônibus, baseado na grade-horária e em um algoritmo de tomada de decisão, que objetiva a correção das inconformidades identificadas. Na tentativa de resolver (ou diminuir) os problemas que possam surgir durante a circulação dos ônibus, algoritmos (heurísticos) de decisão são utilizados em simulações de situações adversas. Com essas simulações é possível efetuar comparação das situações sem e com as intervenções propostas pelo algoritmo de decisão. Um sistema de informação geográfica é utilizado para manipulação dos dados e apresentação dos mesmos. De forma unifilar, é possível comparar as situações com e sem intervenções. Gráficos e tabelas complementam a apresentação dos resultados, onde é possível identificar e perceber a vantagem no monitoramento e intervenção na frota (a fidelidade à grade-horária melhora com as situações/intervenções simuladas). / This dissertation is a model for management of urban public bus fleet operation control, aimed at monitoring (and intervention when necessary) so that the buses monitored meet the pre-determined schedule by the time-grid, thus avoiding undesirable situations such as delays or congestion in the stations of embarkation and disembarkation. The proposed operational management model and the interventions to be carried out in the fleet are possible considering the Bus Rapid Transit system that has segregated roads for the movement of buses. The goal is to propose interventions in the fleet (actions will be sent directly to the driver, like - change the bus velocity), and analyze the results in order to help reduce two major problems in urban public transport: (1) non compliance with the schedules and (2) congestion at stations. These two problems create chain reactions that end up affecting the regularity of other vehicles who share the same track and stations. Public or private urban bus institutes can benefit by using a good system of monitoring and control of the fleet, for example: more security and predictability in schedules, better match between demand and supply of the service, fleet management through the reports of punctuality and deviation, among others. Moreover, the improvement of service quality has as consequence the increase in the number of users of transport, due to availability of a more attractive, safe and efficient bus service. The methodology presented here consists of a model for fleet tracking (operation control) and tracing of unconformities buses based on time-grid and on an algorithm of decision-making that aims to correct non-conformities identified. In an attempt to solve (or reduce) the problems that may arise during the movement of buses, algorithms (heuristic) decision is used in simulations of adverse situations. In these simulations can be performed comparing the situations \"without\" and \"with\" the interventions proposed by the decision algorithm. A geographic information system is used for data manipulation and presentation of them. Using linear representation is possible to compare the buses situations with and without interventions. Charts and tables complement the presentation of results, where it is possible to identify and realize the advantage in monitoring and intervention in the fleet (fidelity to the time-grid improvement with the simulated situations/interventions).

Este trabalho é um modelo para controle de operação de frota de ônibus público urbano de baixa demanda, que objetiva o monitoramento (e intervenção, quando necessário), de forma que os ônibus monitorados cumpram a programação predeterminada pela grade-horária, evitando assim situações indesejáveis como atrasos ou congestionamentos nas estações de embarque e desembarque. A gestão do controle da movimentação dos ônibus se baseia em intervenções a serem realizadas na frota, considerando-se o sistema Bus Rapid Transit, que possui como grande diferencial as faixas segregadas para circulação dos ônibus. O objetivo é propor intervenções na frota (ações enviadas diretamente ao motorista como, por exemplo, diminuir a velocidade), e analisar os resultados, de forma a contribuir para diminuir dois grandes problemas em transporte público urbano: (1) o não cumprimento dos horários e (2) congestionamentos nas estações. Esses dois problemas geram reações em cadeia que acabam também afetando a regularidade de outros ônibus que compartilhar a mesma via e estações. Instituições públicas ou privadas de ônibus urbano podem obter benefícios utilizando um bom sistema de monitoramento e controle de frota, como por exemplo: mais segurança e previsibilidade nos horários, melhor adequação entre demanda e oferta do serviço, gerenciamento da frota através dos relatórios de pontualidade e desvio, dentre outros. Além disso, a melhora da qualidade do serviço traz como conseqüência o aumento no número de usuários do transporte, devido à oferta de um sistema mais atrativo, seguro e eficiente. A metodologia apresentada neste trabalho é constituída de um modelo para monitoramento da operação da frota e detecção de inconformidades dos ônibus, baseado na grade-horária e em um algoritmo de tomada de decisão, que objetiva a correção das inconformidades identificadas. Na tentativa de resolver (ou diminuir) os problemas que possam surgir durante a circulação dos ônibus, algoritmos (heurísticos) de decisão são utilizados em simulações de situações adversas. Com essas simulações é possível efetuar comparação das situações sem e com as intervenções propostas pelo algoritmo de decisão. Um sistema de informação geográfica é utilizado para manipulação dos dados e apresentação dos mesmos. De forma unifilar, é possível comparar as situações com e sem intervenções. Gráficos e tabelas complementam a apresentação dos resultados, onde é possível identificar e perceber a vantagem no monitoramento e intervenção na frota (a fidelidade à grade-horária melhora com as situações/intervenções simuladas). / This dissertation is a model for management of urban public bus fleet operation control, aimed at monitoring (and intervention when necessary) so that the buses monitored meet the pre-determined schedule by the time-grid, thus avoiding undesirable situations such as delays or congestion in the stations of embarkation and disembarkation. The proposed operational management model and the interventions to be carried out in the fleet are possible considering the Bus Rapid Transit system that has segregated roads for the movement of buses. The goal is to propose interventions in the fleet (actions will be sent directly to the driver, like - change the bus velocity), and analyze the results in order to help reduce two major problems in urban public transport: (1) non compliance with the schedules and (2) congestion at stations. These two problems create chain reactions that end up affecting the regularity of other vehicles who share the same track and stations. Public or private urban bus institutes can benefit by using a good system of monitoring and control of the fleet, for example: more security and predictability in schedules, better match between demand and supply of the service, fleet management through the reports of punctuality and deviation, among others. Moreover, the improvement of service quality has as consequence the increase in the number of users of transport, due to availability of a more attractive, safe and efficient bus service. The methodology presented here consists of a model for fleet tracking (operation control) and tracing of unconformities buses based on time-grid and on an algorithm of decision-making that aims to correct non-conformities identified. In an attempt to solve (or reduce) the problems that may arise during the movement of buses, algorithms (heuristic) decision is used in simulations of adverse situations. In these simulations can be performed comparing the situations \"without\" and \"with\" the interventions proposed by the decision algorithm. A geographic information system is used for data manipulation and presentation of them. Using linear representation is possible to compare the buses situations with and without interventions. Charts and tables complement the presentation of results, where it is possible to identify and realize the advantage in monitoring and intervention in the fleet (fidelity to the time-grid improvement with the simulated situations/interventions).

A presente dissertação traz a questão da aderência de viagens de veículos em monitoramentos inteligentes com sistemas Automatic Vehicle Location (AVL) que operam em rotas rodoviárias. Uma viagem é considerada como uma série de \"passadas\", que correspondem ao tempo em que o veículo está em movimento, mas excluindo os tempos gastos em paradas para atividades como carregamento/descarregamento entre outras. A partir de dados históricos coletados via Global Positioning System (GPS) pelo sistema AVL, uma metodologia de filtragem e aplicações estatísticas para geração das passadas é apresentada. Além disso, são propostos métodos para geração de padrões de viagem de referência, baseados em tempos de viagem e velocidades, desvios padrões, locais de descontinuidades entre outros parâmetros. A geração desses padrões em conjunto com procedimentos operacionais permite o monitoramento eficiente do progresso de viagens de frotas de veículos, para finalidades logísticas e de segurança. O progresso de um veículo ao longo de uma rota é analisado diante dos padrões de viagem de referência obtidos a partir de suas viagens prévias, de veículos similares na mesma rota ou de viagens em rotas de mesma classe, dependendo do que for mais adequado. A geração de padrões é um processo dinâmico que gera conhecimento sobre o veículo e comportamento da rodovia ao longo do tempo. Desenho do processo de monitoramento do progresso de viagem é apresentado, no qual, a cada nova coleta de dado GPS ou a cada instante solicitado pelo usuário, a aderência é medida, eventuais descontinuidades (saídas da rota, paradas ou mudança de sentido) são identificadas e avisos são gerados. Tal aderência é definida por índice de desempenho que considera os desvios de tempo em relação a valores de referência e respectivas tolerâncias. Para experimentação da metodologia, foi realizada simulação de viagem na rodovia BR116 na ligação São Paulo - Rio de Janeiro, sobre base com cerca de 130.000 registros de dados GPS associados. Com integração em Geographic Information System (GIS) para suporte de funcionalidades, foram gerados os padrões de viagem e simulado o processo de monitoramento com sucesso. / This dissertation addresses the question of vehicle travel adherence in intelligent monitoring with Automatic Transportation Location (AVL) operating in a regional environment. A trip is considered as series of runs, corresponding to time in movement but excluding time spent on activities such as loading/unloading and others. Based on historic data collected from AVL/GPS a statistical data filtering method to generate the runs is presented. Furthermore, statistical methods are proposed to generate travel patterns based on travel time, speed, standard deviation and other parameters. The pattern generation together with operational procedures allows effective monitoring of large fleets in logistics and safety. The progress of a vehicle along a route is evaluated face to the statistical patterns of its previous successful trips or against statistical patterns of similar vehicles on the same route, whichever appropriate. The generation of patterns is a dynamic continuous process that generates knowledge on vehicle and road behavior along time. A broad outline of the travel monitoring process is presented. Whenever the requested by user, the process calculates the travel adherence, identifies abnormalities and generates alarms. That adherence is defined by a performance index, which considers the travel time deviations from the reference values and the respective tolerances. Successful experimentation was carried out on the Rio de Janeiro - São Paulo motorway, with 130.000 Global Positioning System (GPS) positional data relayed from trucks to a Geographic Information System (GIS) based monitoring system in Brazil.

A presente dissertação traz a questão da aderência de viagens de veículos em monitoramentos inteligentes com sistemas Automatic Vehicle Location (AVL) que operam em rotas rodoviárias. Uma viagem é considerada como uma série de \"passadas\", que correspondem ao tempo em que o veículo está em movimento, mas excluindo os tempos gastos em paradas para atividades como carregamento/descarregamento entre outras. A partir de dados históricos coletados via Global Positioning System (GPS) pelo sistema AVL, uma metodologia de filtragem e aplicações estatísticas para geração das passadas é apresentada. Além disso, são propostos métodos para geração de padrões de viagem de referência, baseados em tempos de viagem e velocidades, desvios padrões, locais de descontinuidades entre outros parâmetros. A geração desses padrões em conjunto com procedimentos operacionais permite o monitoramento eficiente do progresso de viagens de frotas de veículos, para finalidades logísticas e de segurança. O progresso de um veículo ao longo de uma rota é analisado diante dos padrões de viagem de referência obtidos a partir de suas viagens prévias, de veículos similares na mesma rota ou de viagens em rotas de mesma classe, dependendo do que for mais adequado. A geração de padrões é um processo dinâmico que gera conhecimento sobre o veículo e comportamento da rodovia ao longo do tempo. Desenho do processo de monitoramento do progresso de viagem é apresentado, no qual, a cada nova coleta de dado GPS ou a cada instante solicitado pelo usuário, a aderência é medida, eventuais descontinuidades (saídas da rota, paradas ou mudança de sentido) são identificadas e avisos são gerados. Tal aderência é definida por índice de desempenho que considera os desvios de tempo em relação a valores de referência e respectivas tolerâncias. Para experimentação da metodologia, foi realizada simulação de viagem na rodovia BR116 na ligação São Paulo - Rio de Janeiro, sobre base com cerca de 130.000 registros de dados GPS associados. Com integração em Geographic Information System (GIS) para suporte de funcionalidades, foram gerados os padrões de viagem e simulado o processo de monitoramento com sucesso. / This dissertation addresses the question of vehicle travel adherence in intelligent monitoring with Automatic Transportation Location (AVL) operating in a regional environment. A trip is considered as series of runs, corresponding to time in movement but excluding time spent on activities such as loading/unloading and others. Based on historic data collected from AVL/GPS a statistical data filtering method to generate the runs is presented. Furthermore, statistical methods are proposed to generate travel patterns based on travel time, speed, standard deviation and other parameters. The pattern generation together with operational procedures allows effective monitoring of large fleets in logistics and safety. The progress of a vehicle along a route is evaluated face to the statistical patterns of its previous successful trips or against statistical patterns of similar vehicles on the same route, whichever appropriate. The generation of patterns is a dynamic continuous process that generates knowledge on vehicle and road behavior along time. A broad outline of the travel monitoring process is presented. Whenever the requested by user, the process calculates the travel adherence, identifies abnormalities and generates alarms. That adherence is defined by a performance index, which considers the travel time deviations from the reference values and the respective tolerances. Successful experimentation was carried out on the Rio de Janeiro - São Paulo motorway, with 130.000 Global Positioning System (GPS) positional data relayed from trucks to a Geographic Information System (GIS) based monitoring system in Brazil.