BRPI1101805A2 - sistema automatizado de despacho de veÍculos do tipo tÁxi - Google Patents

Abstract

SISTEMA AUTOMATIZADO DE DESPACHO DE VEÍCULOS DO TiPO TÁXI. A presente invenção refere-se a um sistema automatizado de despacho de veículos do tipo táxi que compreende uma pluralidade de dispositivos de chamada de serviço e em que os veículos possuem módulos de atendimento às chamadas, em que os dispositivos de chamada e os módulos de atendimento são integrados por meio de uma rede própria baseada na especificação ZigBee<32>, o qual objetiva proporcionar um meio rápido e eficaz de atendimento às solicitações do serviço de táxis, que não gere custos para o usuário com ligações telefônicas; que não provoque a ocupação das vias urbanas com veículos parados (pontos de táxi); que seja capaz de admitir uma grande quantidade de associados ao sistema; que tenha um baixo custo para o taxista aderir ao serviço; e que proporcione mais opções para os usuários que desejam acessar o serviço.

Description

Relatorio Descritivo da Patente de Invengao para "SISTEMA AUTOMATIZADO DE DESPACHO DE VEICULOS DO TIPO TAXI".

Campo da Invencao

A presente invengao refere-se a um sistema automatizado de chamadas de veiculos do tipo taxi, e mais precisamente a um sistema de chamadas de taxis baseado em uma rede de transmissao de dados suporta- da pela especificagao ZigBee®. Descrioao do Estado da Tecnica

Os sistemas de chamadas de taxi do estado da tecnica sao normalmente baseados em centrais telefonicas. Assim, para solicitar um servigo de taxi, um usuario Iiga para uma central telefonica que por sua vez anota ο enderego e repassa para um operador de radio. A ordem e entao repassada para um motorista de taxi, que normalmente esta parado em uma fila fisica, organizada por ordem de chegada em um ponto de t^xi pr0ximo ou nao do local que originou a solicitagao.

Em primeiro lugar, observa-se que ο sistema de chamada do estado da tecnica resuita na necessidade de ao menos uma Iigagao local para um determinado niimero, ο que gera custo para ο usuario. Alem disso, os sistemas atuais organizam as filas por ordem de chegada dos veiculos em um determinado local. Tal procedimento requer um espago na via pdblica para que os veiculos fiquem estacionados e posicionados ordenadamente para que possam assim receber as solicitagoes de chamada. Outra decor- rencia deste procedimento e que os veiculos ficam parados, possivelmente deixando de atender a outros usuarios, que chamam os veiculos na via ρύ- blica.

O niimero de associados ao servigo de chamada acima e deter- minado pela capacidade operacional das bases de radio dentro das frequen- cias disponibilizadas pela autoridade reguladora do sistema de telecomuni- cagoes. Assim, cada operador presta ο servigo atraves de uma frequencia Linica (portanto um Cinico operador de radio), autorizada pela autoridade e que por sua vez possui um niimero maximo de radios sintonizados dada a

capacidade de transmitir e repassar as informagoes por esse ilnico opera- dor. Em geral, a capacidade satisfatoria de um operador de radio compreen- de a operagao com no maximo 450 associados.

Uma vez Iimitada a capacidade de um operador de radio de transmitir e de receber mensagens para um universo maior do que 450 vei- culos, fica Iimitada tambem a capacidade de expansao dos servigos para mais associados e a consequente dilui^ao dos custos operacionais ο que poderia baixar as mensalidades para os taxistas.

Por fim, em que pese as facilidades oferecidas pela telefonia fixa e movel, ο servigo depende de uma central de atendimento que por sua vez, depende de uma quantidade de operadores para receber as chamadas e sendo esse servigo Iimitado por outros fatores, tais como frequencia Cinica e capacidade do operador de radio em retransmitir as chamadas para os vei- culos, as empresas ficam igualmente Iimitadas em sua capacidade de aten- dimento e recepgao de chamadas, bem como de favorecer formas de aces- sos mais simplificadas aos usuarios.

Como se ve, uma serie de desvantagens operacionais, estrutu- rais e economicas deriva do sistema de chamadas de taxi do estado da tec- nica. Muito embora, tenham havido tentativas de solucionar os problemas acima mencionados, as medidas propostas ate ο momento resumem-se a sistemas extremamente onerosos, tais como rede de internet, GPS, redes celulares por meio de smartphones, e outros que inviabilizam economica- mente a sua implementagao por parte dos motoristas de taxis.

O pedido de patente chines CN 101799991 revela um sistema de gerenciamento de Iampadas de rua e de despacho automatico de cha- mada de taxi baseado em Internet. O sistema usa as Iampadas de rua espa- Ihadas nas ruas da cidade como base para ο posicionamento e a rede e adota a rede wireless ZigBee e as redes de comunicagao movel G- PRS/GSM/3G para realizar comunicagao de duas vias entre as Iampadas de rua e uma estagao de controle de Iampadas de rua, bem como entre os pas- sageiros e um centro de gerenciamento de taxi, entre os cidadaos e uma central de alarme assim como entre ο centro de gerenciamento de taxi e um

terminal GPS de taxi instalado no veiculo. Contudo, trata-se de um sistema de chamada de taxi, que dis- ponibiliza bot5es de chamadas Iocalizados em postes da rede eletrica, que estao associados via radio ZIGBEE. Porem1 este sistema nao disponibiliza uma rede propria de dados, impedindo a associagao direta do taxi ao ponto de chamada, e tambem se revela incapaz de administrar um fila virtual de veiculos.

Sumario da Invencao

Diante do acima exposto, ha a necessidade de um novo sistema de chamada de taxis que proporcione um meio rapido e eficaz de atendi- mento as solicita?5es do servigo de taxis, que nao gere custos para ο usua- rio com Iigagoes telefonicas; que nao provoque a ocupagao das vias urbanas com veiculos parados (pontos de taxi); que seja capaz de admitir uma gran- de quantidade de associados ao sistema; que ten ha um baixo custo para ο taxista aderir ao servigo; e que proporcione mais opgoes para os usuarios que desejam acessar ο servipo.

Tais objetivos podem ser alcangados por meio de um sistema automatizado de despacho de veiculos do tipo taxi que compreende uma pluralidade de dispositivos de chamada de servi?o e em que os veiculos possuem modulos de atendimento as chamadas, em que os dispositivos de chamada e os modulos de atendimento sao integrados por meio de uma re- de propria baseada na especificagao ZigBee®. Descricao Detalhada da Invencao

O termo ZigBee® designa um conjunto de especificag5es para a comunicagao sem fio entre dispositivos eletronicos, com enfase na baixa potencia de operagao, na baixa taxa de transmissao de dados e no baixo custo de implantagao. Tal conjunto de especificagoes define camadas do modelo OSI subsequentes aquelas estabelecidas pelo padrao IEEE 802.15.4[1],

Basicamente1 a tecnologia foi pensada para Iigar pequenas uni- dades de recepgao de dados e de interagao por meio de sinais de radiofre- quencia que nao requerem Iicenga para utilizagao.

A tecnologia diferencia-se das redes Wi-Fi e Bluetooth por de- senvolver menor consumo, e pelo fato das comunica^Qes entre duas unida- des poderem ser repetidas sucessivamente pelas unidades existentes na rede ate atingir ο destino final. Assim, todos os pontos da rede atuam como retransmissores de informagao, em uma malha de unidades atraves da qual se realiza em uma extensao predeterminada sem a necessidade de Iigagdes eletricas entre as mesmas.

Assim, por meio do sistema ora proposto, baseado na tecnologia ZigBee, atraves de um dispositivo de chamada Iocalizado em um Iugar piibli- co, tal como um restaurante, um hotel, uma farmacia, ou qualquer outro, ο usuario pode ter acesso direto a um taxi ο qual e dotado de um modulo de atendimento.

Ambos os equipamentos, ou seja, ο dispositivo de chamada e ο modulo de atendimento devem estar integrados ao sistema, evitando assim a necessidade da solicitagao passar por uma segunda e/ou uma terceira pessoa para se chegar efetivamente a quern ira atender ο usuario. Com isso, a solicita^ao segue diretamente para ο veiculo designado para atender ο pedido.

A solicitagao da chamada utiliza uma rede propria criada especi- ficamente para ο sistema, sem a necessidade de acessar quaisquer outros servigos, sejam eles de telefonia ou de terceiros. Isso permite um gerencia- mento integral dos servi?os prestados sem agregar custos indiretos ao servi- ςο, principalmente no que se refere ao solicitante.

Os veiculos, por sua vez, sao posicionados no sistema por or- dem de acesso a rede, e nao pela posigao fisica em um ponto de taxi, sendo completamente desnecessaria a formagao de uma fila fisica de veiculos pa- rados em um ponto de taxi para receber uma solicitagao de chamada. No sistema da presente inven^So basta ο veiculo equipado com ο modulo de atendimento estar dentro da cobertura da rede para que receba solicitagao mesmo estando em movimento. Alem disso, pelo fato de nao utilizar um servigo de repasse de

chamada apoiado em um servigo de voz transmitida atraves de frequencia

unica de radio, ο sistema da presente inven^ao tem a capacidade de atender milhares de taxistas associados em uma mesma cidade. Como exemplo da capacidade de atendimento, ο sistema poderia atender a frota inteira da ci- dade de Sao Paulo, que possui atualmente em torno de 36 mil taxis.

Com uma capacidade muito superior de atendimento, e com custos operacionais muitos inferiores，ο valor a ser cobrado do taxista pelo servigo, tende a se estabelecer em patamares significativamente menores que os praticados atualmente e, portanto, com um custo de manuten^ao bastante reduzido.

Os pontos de chamadas do sistema, posicionados dentro de a- reas especificas na cidade, devem ser preferivelmente distribuidos em Iocais de demands e de facil acesso para os usuarios. Neste sentido, podem estar Iocalizados em portarias de predios, farmacias, restaurantes, hoteis, saidas de bancos, supermercados, bancas de revistas, saidas de estates de me- tros ou e em qualquer lugar que haja demanda pelo servigo. Hoje ja se encontram modulos com taxas de 250kbps que alcan-

5am ate 70 metros em visada aberta. Funciona em modo de rede transpa- rente, onde todos os pontos podem receber dados e no modo criptografado, onde podem ser configurados ο nome de usuario, enderego na rede e os enderegos que receberao dados e mensagens em uma determinada segao. Ja existem, inclusive, modulos para comunica?ao com microcontroladores, com ο PC (via USART e interface max-232) e cameras.

Resumidamente, as caracteristicas do sistema da presente in- vengao incluem:

• Rede de dados sem fio dedicada ao servigo na frequencia de 2,4 GHz com elevada fiabilidade;

• Associa^ao direta entre ο modulo de chamada (usuario solici- tante) e ο modulo de atendimento (taxi) sem intermediario;

• Capacidade de atender a um grande nCimero de associados

taxistas;

· Sistema de senha e contrassenha para a seguranga do pas-

sageiro;

Sigilo total dos dados repassados obtido por procedimentos de criptografia, de modo a preservar os dados do solicitante, do local da chamada e demais informagoes que poderiam contribuir para agoes crimino- sas;

• Facilidade na solicitagao do servigo; e · Isengao de chamada de telefone para solicitar ο servigo.

Trata-se portanto de um servigo de chamada de t^xi apoiado em uma rede propria, cujos modulos de chamada encontram-se disponibilizados em Iocais piiblicos, previamente estabelecidos pelo criterio de demanda de chamadas e que possibilita solicitagao dos servigos de maneira direta, des- complicada, isenta da necessidade de servigos de telefonia ou de repasse de chamada via operador de radio.

O sistema opera atraves de equipamentos especificamente de- senvolvidos para suas fungoes de: formagao da rede, administragao dos da- dos dos usuarios taxi, dados dos pontos de chamada, cadastros, nivel de acesso, formagao da fila eletronica de taxi, encaminhamentos de solicita- goes, de respostas e outras tarefas.

Consoante a banda, varia a taxa de transmissao possivel, de modo que em uma frequencia de 2,4 GHz podem ser obtidas taxas de transmissao de 250Kbps, com 16 canais disponiveis; a 915 Mhz, esta dispo- nivel uma taxa de transmissao de 40Kbps e 10 canais de comunicagao; en- quanto que a 868Mhz, a taxa de transmissao e de 20Kbps com 1 canal.

Em virtude dessas variaveis, a presente inveng;§o preferivelmen- te emprega um sistema com banda de 2,4 GHz dada a sua performance em termos de velocidade e tamanho de pacote de dados. Apesar da frequencia de 2,4 Ghz aparecer como default, ο sistema e perfeitamerite configuravel para mudan^a de canais se assim for necessario assim como tambem a mudanga de banda, caso seja imperative» para se obter uma melhor perfor- mance ou mesmo atender Iegislagao local.

Diante das caracteristicas acima, ο sistema da presente inven- 9§o proporciona grande flexibilidade para associagao de novos taxistas ao sistema, bem como para os procedimentos de cobranga, de modo que ο pa-

gamento pode ser feito de forma antecipada (pre-pago) ou posterior com base na efetiva utiIizagao do sistema (pos-pago).

Verifica-se ainda que a adesao dos Iocais piiblicos onde serao instalados os pontos de chamada, permite ο acerto de algum tipo de remu- neragao, com base no uso efetivo do sistema. Nesse caso, alem do ponto

em questao proporcionar a seus clientes um procedimento de chamada de taxi mais rapido e seguro, ainda ha a possibilidade de ser remunerado em funpao da utilizagao do sistema ora proposto.

Como dito, ο sistema apresenta ainda a vantagem de ser apoia- do em uma tecnologia de rede e de equipamentos proprios, atuando atraves

de banda de 2,4 GHz, a qual e universalmente sem restrigoes quanto ao seu uso.

Foram ainda realizados testes dos componentes utilizados para em seguida adapta-Ios ao uso necessario dentro do projeto. Testes Realizados

A fim de validar ο uso da tecnologia proposta (ZigBee®) ao pro-

jeto em questao, foram realizados os seguintes testes:

• Adequagao da Iinguagem Arduino ao projeto;

• Adequagao dos comandos AT e da API do XBee Pro ao projeto;

• Velocidade de Conexao de um Modulo a rede;

· Interconexao e Roteamento em Rede Mesh;

• Taxa de Transmissao;

• Distancia entre nos indoor e outdoor;

• Detecgao e Corregao de Erros.

Segue resultados obtidos nestes testes.

Linquaqem Arduino

Foram realizados testes de comunicagao entre ο Arduino e os radios XBee utilizando a Iinguagem e a IDE padrao do Arduino. Foram anali- sados aspectos como produtividade, velocidade e confiabilidade, de modo que em todos estes aspectos, a ferramenta obteve resultados satisfatorios.

Comandos AT e API do XBee Pro

Os radios da Digi podem se comunicar com ο software embar-

cado de duas formas: • Via comandos AT, semelhantemente a modems; . · Via API (Application Programming Interface) proprietaria do

radio.

Os testes mostraram que a utilizagao de comandos AT nao e aconselhavel para aplicagao no projeto devido a sua baixa velocidade e con- trole de falhas rudimentar. Ja ο uso da API do radio apresentou desempenho satisfatorio a sua aplica?ao no projeto. Velocidade de Conexao

A tecnologia XBee foi desenvolvida para ser utilizada com sen- sores e controles remotos, ambos necessitam de se conectar rapidamente a rede. Os testes realizados apresentaram tempo medio de conexao de 45ms e tempo de wake up medio de 15 ms, desempenho este satisfatorio ao projeto. Rede Mesh

Redes do tipo mesh possuem a vantagem de serem redes de baixo custo, facil implantagao e bastantes tolerantes a falhas. Nessas redes, roteadores comunicam-se atraves de mCiltiplos saltos ,de forma a encami- nhar pacotes de dados aos seus destinos. Esta caracteristica e fundamental ao projeto pois permite um crescimento desta malha e consequentemente a facil integragao de novos dispositivos de chamadas e conexao automatica de taxis a rede de uma regiao. Tanto a interconexao entre radios como ο rote- amento necessario para Iocalizagao do radio destino funcionou de forma sa- tisfatoria ao projeto. Taxa de Transmissao

A tecnologia foi desenvolvida para solug5es que necessitassem de baixa taxa de transmissao, ou seja, nunca uma aplicagao que necessite transmit!r imagem e som sera considerada a utiliza^ao de radios sob este sistema. Por outro Iado esta baixa taxa de transmissao permite a esta tecno- logia consumir pouca energia e ter um baixo custo. Nos testes realizados foi mensurada uma taxa media de 250 kbps, a qual e capaz de transmitir ao taxi ο enderego da corrida em um decimo de segundo, tornando esta taxa ple-

namente satisfatoria ao projeto. Distancia entre Nos Indoor e Outdoor • Para realizagao deste teste foi montada uma Rede Mesh com

tres pontos. O segundo radio foi distanciado do primeiro ate proximo da dis- tancia da perca de sinal. O terceiro radio foi adicionado na rede e foi afasta- do ate proximo da distancia da perca de sinal. Nesta configuragao foi verifi- cada a manutengao do sinal e dos pacotes de dados. Os radios foram entao posicionados como segue: Radio 1 (Coordenador): no interior de uma edifi- cagao a 1,5 metros do chao, proximo a paredes, vidros e arvores. Radio 2 (Roteador) em uma esquina de um cruzamento de ruas a 1,5 metros do chao. Radio 3 (Dispositivo Final)，a dois quarteir5es do radio 2 tambem a 1,5 metros do chao.

Distancia entre os radios:

• Radio 1 - Radio 2: 50 metros.

• Radio 2 — Radio 3: 220 metros.

As distancias aqui verificadas se mostraram satisfatorias para ο

projeto.

Deteccao e Correcao de Erros.

Foram detectadas pela API do radio perdas de pacotes. Ao se- rem detectadas, de forma automatica e transparente estes pacotes foram retransmitidos, nao havendo assim discrepancias entres os dados enviados e recebidos. Ao sair da area de cobertura durante uma transmissao, e reali- zadas as tres tentativas de retransmissao ο radio, via sua API, informou da impossibilidade de transmissao da informagao. Assim, no receptor, os dados chegaram truncados e foram descartados, desta forma mantendo a integri- dade da informa9§o, tornando-os adequados ao projeto.

Por fim, a tabela comparativa I abaixo, mostra com clareza as diferengas e vantagens obtidas pelo sistema da presente invengao, quando

comparada com ο estado da tecnica. Tabela Comparativa I

SISTEMA ATUAL SISTEMA DA PRESENTE 丨NVENQAO Apoiado em chamadas telefonicas para uma central que em seguida repassa para um operador de radio que por sua vez repassa para os taxis do sistema. Sistema apoiado em rede sem fio de ban- da aberta na frequencia de 2,4 GHz, com associagao direta entre solicitante e ο taxi. Nijmero restrito de taxistas associa- dos. Maximo de 450 associados. PossibiIita um grande numero de associ- ados taxistas. Mais de 30 mil associados em uma unica cidade sob um mesmo ser- νϊςο. Alto custo de manutengao e de supor- te por exigir servigo de Call Center para receber chamadas e tambem dos servigos de operadores de radio para repassar as chamadas para os taxistas. Baixo custo de manutengao e de suporte, pois se encontra apoiado em sistemas automatizados que independem da inter- ferencia de operadores para que sejam atendidas as solicitagSes de chamada. Acesso ijnico ao servigo (via chama- da telefonica). Acessos milltiplos aos servigos, com pon- tes de chamada espalhados por Iocais de grande demanda de solicitagoes, com possibilidade de acesso via internet e via SMS. Atendimento em um ύηίοο idioma ou no maximo em um segundo idioma desde que ο Call Center disponha de atendentes bilingues. MOltiplos idiomas, sem restrig5es quanto ao idioma local, possibilitando uma quan- tidade ilimitada de opgoes de idiomas para suporte ao atendimento. Nao oferece suporte aos solicitantes portadores de deficiencia auditiva e/ou visual. Capacidade de suporte aos solicitantes portadores de deficiencia auditiva e/ou visual atraves de op^des de comandos facilmente adaptados, como comandos de voz, braile, etc. Tabela Comparativa I -continuagao-

SISTEMA ATUAL SISTEMA DA PRESENTE INVENQAO Rigidos processos de associagao e de cobrar^a dos taxistas. Flexibilidade para associafao e cobranga, podendo ο servigo ser pos-pago ou pre- pago. Nao remunera ο ponto de chamada. Possibilidade de remuneragao do ponto de chamada onde estiver Iocalizado ο modulo de chamada. Servigo apoiado em tecnologia de rede de terceiros (telefonia) e equi- pamentos de terceiros com restrigoes de uso segundo a Iegislagao de cada pais ou localidade. Sistema apoiado em tecnologia de rede e de equipamentos proprios, atuando atra- ves de banda universalmente Iivre sem restrigdes quanto ao seu uso em todos os paises e Iocalidades segundo as regras internacionais de uso da banda de 2,4 GHz. Baixo padrao de seguranga uma vez que os dados sao repassados para os taxistas via ondas de radio UHF aber- to e sem nenhum tratamento de sigilo no que se refere ao enderego e nome do solicitante. Alto padrao de seguran^a, pois os dados trafegam em rede propria, criptografados e que oferece ainda senha e contrasse- nha aos usuarios.

Sera compreendido, a partir da descrigao acima, que varias mo-

dificag6es e mudan?as podem ser realizadas as modalidades preferidas da presente invengao sem se distanciar de seu verdadeiro espirito. A descrigao acima e fornecida para fins de ilustragao apenas e nao deve ser considerada limitadora. Apenas a Iinguagem das reivindicagQes a seguir deve nortear e Iimitar ο escopo dessa invengao.

Claims (11)

1. Sistema automatizado de despacho de veiculos do tipo taxi que compreende uma pluralidade de dispositivos de chamada de servigo e em que os veiculos possuem modulos de atendimento as chamadas, carac- 5 terizado pelo fato de que os dispositivos de chamada e os modulos de a- tendimento sao integrados por meio de uma rede propria baseada na especi- ficagao Zig Bee®.

2. Sistema, de acordo com a reivindicagao 1，caracterizado pelo fato de que a rede ZigBee® e formada pela disposigao da pluralidade de dispositivos de chamada em Iocais piiblicos.

3. Sistema, de acordo com a reivindicagao 1 ou 2’ caracterizado pelo fato de que ο sistema opera atraves de dispositivos de formagao da re- de e administragao dos dados dos usuarios, dados dos pontos de chamada, cadastres, nivel de acesso, formagao da fila eletronica dos veiculos, enca- minhamentos de solicitag5es e de respostas.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicagaes 1 a3, caracterizado pelo fato de que ο sistema opera em frequencia de 2,4 GHz com taxa de transmissao de 250Kbps e 16 canais de comunicagao.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicagoes 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ο sistema opera em frequencia de 915Mhz, com taxa de transmissao de 40Kbps e 10 canais de comunicagao.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicag5es 1 a3’ caracterizado pelo fato de que ο sistema opera em frequencia de 868Mhz, com taxa de transmissao de 20Kbps e 1 canal de comunicagao.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicagdes 1 a6, caracterizado pelo fato de que ο sistema opera por meio da Iinguagem Arduino e dos comandos AT e da API do XBee Pro, com tempo medio de conexao de 45ms e tempo de wake up medio de 15 ms, interconexao e rote- amento em rede mesh; distancias maximas entre nos indoor de 50 m e out- door de 220; e meios de detecgao e corregao de erros.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicagoes 1 a7’ caracterizado pelo fato de que ο sistema pode ser acessado via internet e via SMS.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -8, caracterizado pelo fato de que o sistema permite a utilização ilimitada de idiomas para suporte ao atendimento.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que são providos meios de suporte a solici- tantes portadores de deficiência auditiva e/ou visual por meio de adaptações nos comandos de utilização do sistema.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 -10 a 9, caracterizado pelo fato de que o sistema opera com tráfego de dados em rede própria, criptografados e com requisição de senha e contrassenha aos usuários.