Claudio Luiz Marte* Leopoldo Yoshioka*
Caio Fontana** Cledson Akio Sakurai**
(*) Escola Politécnica da USP
(**) UNIFESP (Santos)
Apresentação
Os Sistemas
Inteligentes de Transportes (ITS) vêm ganhando relevância como um caminho
importante para tratar questões de mobilidade urbana. O presente texto tem como
objetivo apresentar uma visão geral sobre esse tema.
A mobilidade
é uma das necessidades fundamentais do ser humano sendo que as cidades têm o
desafio de proporcionar condições de circulação segura e eficiente para atender
a demanda dos cidadãos. Entretanto, o aumento da população nas áreas urbanas
combinado com o crescimento da opção pelo automóvel tem acarretado a lentidão
do trânsito, resultando em desperdício de tempo e recursos para toda a sociedade.
A Política
Nacional de Mobilidade Urbana (Lei 12.587 de 3 de janeiro de 2012) estabelece
como atribuição dos municípios planejar, executar e avaliar as políticas de
mobilidade urbana. Um passo importante dentro deste processo será estabelecer
um plano diretor baseado numa concepção sistêmica que articule os vários modos
de transporte com a finalidade de atender as necessidades de mobilidade da
população, do transporte de bens e materiais. Dentre os principais objetivos de
um plano diretor de mobilidade urbana podemos destacar os seguintes:
- Melhorar a qualidade de vida população
mediante a disponibilização de serviços de transporte público de forma
regular, confiável e segura;
- Prestar serviços com eficiência mediante rede
de transporte integrada e racionalidade operacional, com prioridade para
meios de transporte coletivos;
- Reduzir a lentidão do tráfego através de coordenação
dos sistemas de controle e de gerenciamento, contribuindo para a melhoria
da qualidade ambiental e de sustentabilidade;
- Reduzir os custos operacionais decorrentes do
transporte coletivo.
Para se
alcançar esses objetivos torna-se necessário estudar e planejar um modelo de
implantação de sistema de mobilidade urbana que considere desde o princípio a
integração dos vários elementos, incluindo infraestrutura de trânsito e
transporte, modos de transporte, frota de veículos, infraestrutura tecnológica
entre outros. Deve ser observado que o desempenho global da rede de transporte
é fortemente afetado pelos gargalos, pelas limitações da infraestrutura como
também do nível de demanda e de incidentes que impactem na redução da
capacidade operacional dos viários ou dos veículos. Nesse sentido, torna-se
fundamental considerar a adoção de tecnologias que aumentem a segurança, melhorem
a coordenação das equipes de trânsito e de transporte.
Nas áreas
urbanas a rede de transporte não consegue mais acomodar o aumento de demanda
por transportes. Nem é possível ampliar as vias no mesmo ritmo. O resultado são
os congestionamentos e lentidão do trânsito, que acarretam alongamento do tempo
de viagens, atrasos, aumento de custos, maior consumo de combustível, impacto
ambiental e riscos de acidentes. É cada vez mais imprescindível buscar soluções
sistêmicas que otimizem o uso dos recursos existentes, aumentem o desempenho
operacional, minimizem o tempo de resposta dos incidentes, que antecipem a
ocorrência de problemas, ajudem a organizar a oferta e a demanda entre outras.
Diante desta situação é inconteste a necessidade de se considerar a implantação
de Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) dentro dos planos diretores de
mobilidade.
A grande
vantagem de tratar de sistemas ITS desde a fase de estudos e de concepção dos
projetos de mobilidade é a possibilidade de se obter maiores benefícios em
função de maior eficiência resultante do planejamento e integração, evitando-se
duplicação e incompatibilidade de configuração de sistemas.
Os
principais objetivos dos sistemas ITS são as seguintes:
·
Melhorar a segurança do usuário;
·
Aumentar a mobilidade do usuário;
·
Aumentar a eficiência do sistema de transporte;
·
Aumentar a produtividade dos provedores de
transporte;
·
Ajudar na conservação da energia e proteção do meio
ambiente;
·
Aumentar a produtividade das cidades, aumentando a
sua atratividade;
·
Melhorar a qualidade de vida da população.
A seguir
apresentamos alguns dos benefícios que se espera da execução de um projeto de
ITS:
·
Menor duração dos deslocamentos (tempo de viagem);
·
Aumento da capacidade e do fluxo;
·
Redução de custos operacionais;
·
Redução do custo das viagens;
·
Elevação do nível de satisfação dos usuários;
·
Maior segurança;
·
Redução da emissão de poluentes;
·
Menor ocorrência de infrações de trânsito;
·
Ganhos em eficiência no transporte público;
·
Melhorias na logística e na segurança;
·
Maior acessibilidade aos usuários.
Histórico
Os Sistemas
Inteligentes de Transporte (ITS – Intelligent Transport Systems) vêm atraindo
interesse mundial por parte dos profissionais de transportes, da indústria
automotiva, gestores públicos entre outros.
Os japoneses
possivelmente foram os precursores, por terem iniciado essa noção moderna de
ITS com um trabalho realizado em meados de 1980. Na década de 1970 os Estados
Unidos abordaram a aplicação de ITS em um estágio inicial no âmbito do Projeto Electronic Route Guidance (ERGS).
Naquela época, não havia um nome específico para ITS, sendo este considerado como
parte do controle de tráfego. A União Européia escolheu o tema, em parte
baseada numa reação aos japoneses e em parte estimulada por um trabalho
pioneiro da Siemens (Projeto de orientação Ali-Scout, em Berlin).
Os Estados
Unidos adotou o tema no final de 1980, referindo-se ao assunto como Intelligent Vehicle Highway Systems (IVHS).
Para não
ficarem atrás, os europeus trouxeram outro significado para o assunto, desta
vez a expressão foi Advanced
Transport Telematics (ATT),
refletindo a evolução da aplicação das tecnologias de informação e comunicação
para o setor de transportes. Data dessa época o termo Telemática (termo
resultante da combinação de Telecomunicações e Informática).
Os Estados
Unidos, em seguida, vieram com outro termo, ITS, dando reconhecimento a toda
aplicação de tecnologia para sistemas de trânsito, bem como veículos e
rodovias. Felizmente, esse nome parece ter dado certo, sendo adotado por muitas
organizações internacionais. Na verdade, as séries anuais de Congressos
Mundiais, co-patrocinados pela Europa, Estados Unidos e Japão trazem este nome
desde o primeiro congresso, realizado em Paris em 1994.
Por outro
lado, a ISO (International Standards
Organization), órgão responsável pelo desenvolvimento de normas
internacionais, decidiu ainda usar outro termo em suas atividades de
desenvolvimento de padrões – Telemática aplicada às estradas, tráfego e transporte.
Propósito
A base para
o desenvolvimento científico e o levantamento do estudo de soluções de ITS está
disponível mundialmente. Ela permite identificar e estabelecer conceitos,
metodologias, terminologias, sistemas e tecnologias a serem aplicadas em
diferentes âmbitos (regional, nacional e
ainda, numa visão sistêmica - de interoperabilidade entre países).
ITS é um nome utilizado para descrever sistemas aplicados aos
transportes, nos quais veículos interagem com o ambiente, e uns com os outros,
de forma a proporcionar uma experiência avançada de condução, e cuja
infraestrutura inteligente melhora a segurança e a capacidade dos sistemas
rodoviários.
De outra forma: “O sistema definido pela
eletrônica, comunicações ou processamento de informação, utilizados
isoladamente ou integrados, visando melhorar a eficiência ou a segurança do
transporte de superfície”.
Em resumo, pode-se
entender ITS como sendo a aplicação de recursos tecnológicos de telemática para
melhorar a segurança e o desempenho dos Sistemas de Transporte. E, além desses,
estão se tornando cada vez mais importantes os aspectos
ambientais, como a minimização da poluição e das emissões.
Estratégia
de Implantação
A estratégia de implantação de ITS deve definir a situação que se
deseja alcançar tendo como referência as melhores práticas adotadas no mundo.
Essa avaliação poderá ser realizada considerando-se, por exemplo, as seguintes áreas
de ITS:
·
Informações aos
usuários: inclui todos os serviços desenvolvidos para subsidiar as decisões dos
usuários antes e durante seu deslocamento (por exemplo, painéis de mensagens variáveis – PMV);
·
Gerenciamento do
tráfego: inclui os serviços necessários ao gerenciamento dos fluxos de tráfego
no corredor (por exemplo, sistemas de controle de semáforos);
·
Gerenciamento da
demanda: serviços necessários para reduzir congestionamentos nas rodovias e nas
áreas urbanas;
·
Assistência
avançada ao condutor: refere-se a todos os sistemas automáticos
destinados a melhorar o desempenho do veículo e do condutor e tornar a condução
mais segura (por exemplo, sistemas de guiagem automática);
·
Transações
financeiras por via eletrônica: refere-se aos serviçoa que permitem a
cobrança automática de tarifas (por exemplo bilhetagem eletrônica);
·
Gerenciamento de
frotas: refere-se ao serviço de apoio necessário ao gerenciamento da frota de
serviços de transporte público coletivo de passageiros (por exemplo, sistemas
de monitoramento de frota baseados na tecnologia de localização por satélites –
GPS/GPRS);
·
Gerenciamento do
Transporte Público: inclui serviços necessários para otimizar o
transporte público coletivo de passageiros em termos de conveniência e de
desempenho;
·
Atendimento de
ocorrências: refere-se aos serviços necessários para atender as ocorrências,
acidentes e outras emergências.
Além destes,
existem outros serviços e outras formas de nomear esses mesmos serviços, mas busca-se
apresentar a dimensão e amplitude das possibilidades de ITS no cenário urbano.
Aplicações
A ênfase dos
sistemas ITS está em sistemas de transporte terrestres, com forte
aplicação na infraestrutura de transporte rodoviária - e no caso
dos sistemas de transporte ferroviários (p.ex.: veículos leves sobre trilhos - VLT)
particularmente onde eles interagem com os sistemas rodoviários, ou seja, nas interfaces
com outros modais (outros domínios dos transportes). Assim
como está avançando em relação à eletrônica embarcada em veículos (domínio das
montadoras de automóveis/caminhões). Em
função das definições citadas, pode-se pensar que ITS é aplicado apenas a veículos e rodovias. Outros sistemas de
transporte, como aéreo, marítimo e ferroviário podem e, freqüentemente estão
cada vez mais "inteligentes". De fato, sistemas de transporte
ferroviário têm utilizado, por décadas, eletrônica embarcada avançada em sua
infraestrutura e como parte do seu funcionamento.’
Assim compreendida sua abrangência, a área de ITS vem se
desenvolvendo e ganhando atenção nos tempos recentes. Os desenvolvimentos têm
ocorrido nas mais variadas áreas e compreendem tanto os sistemas de
processamento chamados de backoffice,
quanto a infraestrutura inteligente e os
veículos inteligentes. Em âmbito brasileiro, dois ramos têm mostrado
desenvolvimentos importantes, porém ainda tímidos face ao pleno potencial de
benefícios a serem gerados. Estas ações têm sido os catalisadores principais no
surgimento de aplicações para os segmentos de infraestrutura e automotivo.
O primeiro ramo é o das concessionárias de vias expressas (p.ex.: rodovias),
que têm gradualmente implementado a base do que pode vir a se consolidar como
uma futura infraestrutura inteligente, assim como o uso de identificadores de
radiofreqüência em processos de cobrança automática de pedágio.
O segundo é o setor privado, motivado, sobretudo, por aplicações
de segurança e logística, que tem logrado notável expansão da frota rastreada
nas aplicações mais variadas, que vão do simples posicionamento veicular a
processos inteligentes de gestão de viagens, compreendendo processos
logísticos, roteamentos dinâmicos, resgates, entre inúmeras outras aplicações.
Os desenvolvimentos citados ocorrem ainda sem a definição de uma
desejável arquitetura brasileira de ITS. A experiência do Brasil a respeito de
ITS não é muito diferente do que aconteceu na década de 1990 nos EUA e na
Europa. Os investimentos em sistemas inteligentes não têm rendido os benefícios
esperados por causa da falta de um planejamento adequado da tecnologia, sendo
necessária uma atenção especial quanto à definição de uma arquitetura ou plano
diretor para a implementação de ITS no país. Os estudos já visualizavam na
década passada a necessidade de estudar aquelas arquiteturas ITS desenvolvidas
no Japão, na Europa e nos EUA.
Mas, anteriormente a essa resolução, a tendência no Brasil, e em muitos
outros países, vinha sendo de implantar, em cada cidade, um conjunto de
equipamentos de alta tecnologia, sem ter sido analisado previamente, através de
uma abordagem sistêmica, as interligações que garantem economia de escala,
integração e interoperabilidade dos sistemas.
Há várias restrições quanto a ITS em alguns países, visto que as
pesquisas são muito recentes. As aplicações de maior quantidade são aquelas
relacionadas à cobrança de pedágio eletrônico (implantado por empresas
privadas) e o gerenciamento de tráfego integrado e adaptativo. Contudo, o
avanço nas telecomunicações ajudou a popularizar as informações relativas ao
setor de transportes, incentivando estudos na área.
A crescente deterioração da infraestrutura em transportes e, ao
mesmo tempo, o crescimento da demanda por transportes mais eficientes fizeram
com que a região do Mercosul optasse por um ambicioso programa de concessão das
rodovias à iniciativa privada. Os investimentos privados nas concessões são o
principal fator que pode explicar, pelo menos parcialmente, a adoção do ITS na
região do Mercosul e, por esse motivo, as aplicações de ITS mais comuns nesta
região serem para as rodovias, tais como ferramentas eletrônicas de cobrança
(ETC).
Legislação
A Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT), vinculada ao
Governo Federal do Brasil, decidiu adotar os padrões americanos do NTCIP (National Transportation Communication for
ITS Protocol), através da Resolução No 3.323 de 18 de novembro
de 2009, justificando a necessidade de
disciplinar a utilização de sistemas de monitoramento de tráfego, bem como a
gestão operacional das rodovias concedidas sob a responsabilidade das
concessionárias de rodovias federais e o adequado acompanhamento por parte
desta agência das atividades dessas concessionárias, pois por esta são reguladas.
Por outro lado, a Secretaria Municipal de Transportes de São Paulo, através
da Portaria No 028/13 de 29 de março de 2013, passou a adotar o Protocolo NTCIP
como meio de integração entre centrais (comunicação C2C – Center to Center) e UTMC (Urban Traffic Management Control) como
meio de comunicação entre a central e equipamentos de campo (comunicação C2F – Center to Field). Esse protocolo passará
a ser adotado, por exemplo, nos sistemas de controle de semáforos em tempo
real.
Dois fatos também se destacaram recentemente no cenário brasileiro,
relacionados às resoluções do Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN).
a) A resolução 245 prevê a instalação de um dispositivo antifurto na
frota nacional – Sistema integrado de monitoramento e registro automático de
veículos (SIMRAV) – com características
básicas de um rastreador automotivo, sendo esse equipamento mais um item de
fábrica a ser implantado nos veículos novos;
b) Já a resolução 212 trata dos aspectos dos sistemas de
identificação veicular (SINEAV), com a implantação de um chip identificador
(RFID) em toda a frota nacional.
Arquitetura
de ITS
Nos
últimos anos, a dimensão das fronteiras européias de gestão do tráfego se
tornou o foco das autoridades de trânsito e de transportes. Existem mais de cem
operadores rodoviários ativos na gestão do Trans-European
Road Network (TERN). Se as autoridades ou vários operadores rodoviários
pretendessem gerenciar as redes de fronteira de dados, há a necessidade das
informações serem trocadas entre os parceiros.
Cabe
ressaltar que, para incorporar ITS em toda a rede que trabalha com o transporte
de pessoas, de bens e serviços correlatos, uma arquitetura de referência ITS
pode servir de amarração, de uma forma ampla e global, dos processos de
planejamento e de desenvolvimento de projetos, que existem em cada local, quer
seja na esfera federal, estadual, metropolitana ou municipal.
A
arquitetura de referência ITS contempla todas as possibilidades de prestação de
serviços e alimenta toda a cadeia de transportes e do segmento automotivo,
devendo estar adequada às realidades do mercado local e se preparar para operar
em vários sistemas e ambientes, de maneira contínua e permanente. Para tal, a
arquitetura poderá propiciar que as soluções e tecnologias aplicadas apresentem
como fundamento básico as características de: interoperabilidade, escalabilidade
(alto volume) e alta disponibilidade de operação. Deverá estar intrínseca, na
arquitetura, a previsibilidade de interfaces para futuras atualizações
tecnológicas e tendências na área de ITS.
A definição de Arquitetura de ITS requer
Identificar:
·
necessidades (varia com o porte da cidade,
características próprias, ....;
·
domínios de serviços (nível estratégico);
·
atores participantes;
·
funções (operacional);
·
entidades físicas ou subsistemas (podemos falar em
termos exemplos);
·
interfaces e integrações.
Exemplos de
Arquitetura de ITS
Apresentaremos
a seguir alguns exemplos de arquiteturas ITS
a) Arquitetura de ITS proposta pela
norma ISO 14.813:
O comitê
técnico de ITS da Organização Internacional de Normatização ISO/TC204) propôs
através da norma ISO 14.813 uma arquitetura de referência para o ITS. Uma das
principais características da arquitetura ISO é o modelo de referência e um
conjunto de serviços ao usuário. A Figura 1 a seguir mostra uma representação
básica do núcleo da arquitetura de referência de ITS da ISO.
Figura 1 – Representação básica do núcleo da arquitetura de referência de
ITS da norma ISO.
b) Arquitetura de ITS americana:
Os EUA foram
o primeiro país a desenvolver uma arquitetura de ITS nacional, no início da
década de 1990. A arquitetura em si consiste em uma coleção de serviços ao
usuário (33 serviços divididos em oito domínios), cada qual acompanhado de um
conjunto de requisitos, uma arquitetura lógica e uma arquitetura física, que
servem para orientar o desenvolvimento de padrões. A Figura 2 ilustra a
arquitetura lógica do sistema de ITS em vários níveis de detalhamento,
mostrando a configuração dos serviços sem entrar em detalhes sobre sua
operacionalização. A arquitetura lógica ilustra processos lógicos (mostrados
como círculos), entidades (retângulos), fluxos de dados (setas) e armazenamento
de dados (arquivos de dados lógicos). A Arquitetura Nacional de ITS dos EUA
(Nitsa) encontra-se atualmente na versão 7.
Figura 2 – Arquitetura
de ITS americana (NITSA – EUA).
c) Arquitetura de ITS Orientada a Serviços:
A
Arquitetura Orientada a Serviços (SOA, do inglês Service Oriented Architecture) envolve a desconstrução de uma
aplicação em serviços comuns "reutilizáveis", que possam ser usados
por outras aplicações internas da organização ou externas, de maneira
independente das aplicações e plataformas de computação adotadas pela empresa e
seus parceiros. Com essa abordagem, as empresas podem montar uma e outra vez
esses serviços baseados em padrões abertos de maneira a estender e melhorar a
colaboração entre as aplicações existentes, criar novas possibilidades e
estimular a criatividade em cada ponto da cadeia de valor. A abordagem
orientada a serviços simplifica a comunicação entre sistemas de TI até o ponto
em que não faz mais diferença que determinado "serviço" resida nos
computadores próprios ou nos de seus parceiros externos. Em essência, a
abordagem SOA liberta os sistemas de TI proprietários de sua verticalidade e de
sua rigidez, adaptando-os, assim, às necessidades do usuário. Uma abordagem SOA
aplicada à integração de sistemas requer um projeto elaborado de maneira
conjunta entre empresas e tecnologia. Entre os principais benefícios dessa
abordagem, o mais evidente é que ela confere maior flexibilidade aos negócios,
mas deve-se destacar também que propicia a construção de novas capacidades em
menos tempo e a um menor custo. Além disso, como os serviços estão separados
das aplicações utilizadas para entregá-los, as empresas podem prolongar a vida
útil das aplicações existentes e integrar com mais facilidade vários tipos de
aplicações e plataformas. A SOA oferece uma estrutura baseada em padrões, na
qual todo participante que estiver inserido no processo pode se conectar a
outro independentemente de uma solução específica, personalizada e ponto a
ponto. Aumentando o grau de comunicação, conectividade e flexibilidade entre os
sistemas existentes, a SOA libera o potencial dos serviços e imprime agilidade
ao sistema.
Figura 3 – Arquitetura
de ITS baseado na Arquitetura SOA.
Considerações
Finais
Conforme
apresentado até aqui o tema ITS é bastante amplo e não é fácil compreender de
imediato toda a dimensão. Entretanto, deve ser notado que se encontra cada vez
mais presente em quase tudo que se refere à mobilidade. Há um crescimento de
número de profissionais de diversas áreas interessados em aprofundar os
conhecimentos em ITS. Diversas associações e instituições estão se envolvendo, como
por exemplo, ANTP, NTU, ITS Brasil, ABCR, ABNT, IPT, USP, COPPE entre outras.
Este texto procurou apresentar uma visão geral sobre ITS não focando em nenhuma
área específica. Acreditamos ser interessante que o tema seja aprofundado em
áreas específicas como Transporte Público Urbano (ônibus, BRT, BRS) sobre
Pneus), Transporte Metro-ferroviário e Transporte Rodoviário.
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