sistema de georeferenciacion y monitoreo del estado vial en colombia para dispositivos moviles

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M i G u e l a n G e l l e G u i z a M n P e z - J u a n P a B l o r a M r e z M e l o - C a M i l o a n d r s G a r C a C h a M o r r o

Revista vnculos vol. 10 nmeRo 2, julio de 2013, pp. 221-236

l o sJ U L I O D E 2 0 1 3V O L U M E N 1 0 N M E R O 2

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Sistema de georeferenciacin y monitoreo del estado vial en Colombia para dispositivos mviles

Georeferencing system and road condition monitoring mobile Colombia

Miguel Angel Leguizamn Pez*1

Juan Pablo Ramrez Melo**

Camilo Andrs Garca Chamorro***

Fecha de recepcin: 14 de abril 2013

Fecha de aceptacin: 5 de mayo de 2013

Resumen

En el presente documento se dan a conocer algunas caractersticas y definiciones correspondientes al comportamiento de los componentes que son necesarios para la ejecucin y funcionamiento de un siste-ma de georeferenciacin vial en Colombia.

Para tal fin se emple tecnologa emergente basada en el sis-tema operativo Android [1] de la compaa Google, aprove-chando la flexibilidad y adaptabilidad de las cuales gozan las actuales herramientas GPS adecuadas para este sistema opera-tivo mvil. Con lo anterior es posible tener la informacin vial en tiempo real de manera sencilla y practica para que el usuario pueda tomar la mejor decisin al momento de desplazarse a cualquier punto del pas.

* Ingeniera en Telemtica, Proyecto Curricular adscrito a la Facultad Tecnolgica. Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas. Bogot D.C, Colombia. Correo electrnico: [email protected]

** Ingeniera en Telemtica, Proyecto Curricular adscrito a la Facultad Tecnolgica. Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas. Bogot D.C, Colombia. Correo electrnico: [email protected]

*** Ingeniera en Telemtica, Proyecto Curricular adscrito a la Facultad Tecnolgica. Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas. Bogot D.C, Colombia. Correo electrnico: [email protected]

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S i S t e m a d e g e o r e f e r e n c i a c i n y m o n i t o r e o d e l e S t a d o v i a l e n c o l o m b i a p a r a d i S p o S i t i v o S m v i l e SA T


La aplicacin se denomina sistema de georeferenciacin y monito-reamiento del estado vial en Colombia para dispositivos mviles, la cual hace uso de un Middleware que realiza la tarea de interac-tuar y comunicarse con las diferentes aplicaciones, software, redes, hardware y sistemas operativos existentes, otorgando al usuario una mayor y mejor informacin.

En el trascurso del desarrollo del proyecto fase a fase se ver la evolucin de la aplicacin guiada por la metodologa Mtri-ca V3, lo que proporciona un instrumento til para el desarro-llo de sistemas de informacin aplicado a una sistematizacin adecuada de las actividades que se estn llevando a cabo den-tro del marco del desarrollo del proyecto, por lo tanto se ase-gura que se cumpla con los objetivos en trminos de calidad, plazos y enfoque planteado.

Palabras clave: Telemtica, dispositivos mviles, notificacio-nes, SIG, Invias.

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Abstract

Herein find some features and definitions relating to the opera-tion and behavior of the components needed for the execution of a road system georeferencing Colombia.

For this purpose use emerging technology based on the Android operating system [1] Google Company, taking advantage of the flexibility and adaptability of which have existing GPS tools suit-able for mobile operating system. With the above is possible to have real-time traffic information in a simple and practical for the user to make the best decision at the time of travel to anywhere in the country.

The application is called sistema de georeferenciacin y moni-toreamiento del estado vial en Colombia para dispositivos mviles, which makes use of a middleware that performs the task of interacting and communicating with the various applications, software, net-working, hardware and operating systems, giving the user more and better information.

In the course of project development phase to phase will see the progress in applying the methodology guided by V3 Metrics, which provides a useful tool for the development of information systems applied to an adequate systematization of activities that are taking place within the framework of project development, thus ensuring that objectives are met in terms of quality, deadlines and proposed approach.

Key words: Telematics, mobile devices, notifications, GIS, Invias.

1. Introduccin

La informacin del estado de las vas en Co-lombia ha sido poco compartida con la co-munidad por las entidades que actualmente la manejan, ya que no se cuenta con procesos que permitan manejarla de una forma orde-nada, sistematizada y publicable.

Estas entidades, como son Invias o la polica de carreteras, no cuentan con sistemas de in-formacin que le permitan a los ciudadanos

revisar, buscar e informarse sobre el estado de las vas en tiempo real.

Es importante que quienes se desplazan por las carreteras del pas puedan contar con esta informacin, ya que les puede representar una sensacin de tranquilidad al momento de transitar por la va reduciendo, entre otras cosas, el tiempo de llegada al lugar requeri-do. El objetivo de esta informacin es ayudar a prevenir accidentes, disminuir los tiempos de desplazamiento y los riesgos para la vida

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de los viajeros y en general que los usuarios de las vas estn enterados de las posibles si-tuaciones que se puedan presentar en su des-plazamiento por carretera.

Hoy en da se consigue contar con herra-mientas telemticas que pueden permitir la difusin de estas noticias de una mane-ra prctica y con un mayor alcance de cubri-miento. Algunas de estas formas o medios utilizados para transmitir la informacin son por ejemplo Internet, que gracias al uso de las redes sociales junto con sitios web para dispositivos mviles y los mensajes de texto en celulares permiten acceder a informacin importante sobre movilidad en las vas.

Con todas estas y otras tecnologas disponi-bles en el mercado se abren muchas y me-jores posibilidades para el desarrollo de aplicaciones que permitan facilitar y mejo-rar las capacidades inciales de los disposi-tivos, permitiendo a los usuarios optimizar y facilitar los procesos que diariamente rea-lizan mediante la utilizacin de los disposi-tivos mviles.

2. Desarrollo de contenidos

La capacidad de desarrollo de aplicaciones que hacen uso de Smartphone dentro de las cuales se pueden destacar BlackBerry, iPho-ne, Windows Mobile y Android, entre otros; su potencial en accesibilidad con conectivi-dad a redes inalmbricas, intercambio de ar-chivos va Bluetooth, infrarojo, scanner para cdigo de barras, GPS, cmara fotogrfica, cmara de video, procesamiento de archi-vos, entre muchas otras caractersticas como el soporte a protocolos HTTP, HTTPS, IMAP, POP, SMTP; permiten tener un amplio es-pectro para disear una solucin que sea es-calable, robusta y de alta disponibilidad. El objetivo de este proyecto es centralizar y ad-ministrar la informacin de incidentes viales

emitidos o generados por diferentes entida-des encargadas del mantenimiento y control de las vas a nivel nacional, distribuyendo esta informacin a quienes transitan por las carreteras del pas.

3. Marco terico

A continuacin se mencionan y describen las partes ms relevantes dentro del diseo del sistema.

3.1. Middleware ems [2]

Middleware es un software que asiste a una aplicacin para interactuar o comunicarse con otras aplicaciones, software, redes, hard-ware y/o sistemas operativos. ste simplifica el trabajo de los programadores en la comple-ja tarea de generar las conexiones que son ne-cesarias a los sistemas distribuidos. De esta forma se provee una solucin que mejora la calidad de servicio, seguridad, envo de men-sajes y directorio de servicios, entre otras.

Funciona como una capa de abstraccin de software distribuida que se sita entre las ca-pas de aplicaciones y las capas inferiores (sis-tema operativo y red). El middleware abstrae de la complejidad y heterogeneidad de las redes de comunicaciones subyacentes, as como de los sistemas operativos y lenguajes de programacin, proporcionando una API para la fcil programacin y manejo de apli-caciones distribuidas.

Los sistemas de Middleware EMS (Enterpri-se Messaging System) promueven arquitec-turas dbilmente acopladas que permiten cambios en los formatos de los mensajes para tener un impacto mnimo en los suscriptores de mensajes. Los sistemas de EMS se facili-tan por el uso de mensajes XML, SOAP y ser-vicios web.

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3.2. Geolocalizacin en aplicaciones mviles

El conocimiento de la ubicacin actual de un usuario con un dispositivo mvil per-mite contextualizar la aplicacin ofreciendo contenidos, publicidad y servicios que real-mente sean de utilidad, teniendo en cuenta la exigencia de los usuarios actuales dispues-tos a esperar poco tiempo a cambio de mu-cha precisin.

Ms all de la plataforma mvil que se elija, se debe analizar en qu puntos se puede to-mar ventaja de la geolocalizacin para ofre-cer, por ejemplo, informacin relevante al lugar en el cual se encuentran personas, mas-cotas, automviles y flotas de transporte, en-tre otras.

3.3. Dispositivos mviles

En los ltimos aos el mercado de la electr-nica digital tiene una fuerte orientacin a los dispositivos mviles, que pueden ser lleva-dos a cualquier lugar por parte de los usua-rios y permiten tener a la mano informacin y capacidad de procesamiento, portabilidad que consigue ser til y ayudar de manera significativa al mejoramiento de sus nego-cios o en su vida personal.

Los dispositivos mviles son aparatos pe-queos que cuentan con alguna capacidad de procesamiento y pueden tener conexin permanente o intermitente a una red, con memoria limitada y diseados para una ac-tividad especfica, lo que no implica que no puedan desarrollar otras tareas; generalmen-te son de uso de una sola persona, la mayora de ellos pueden ser transportados en el bol-sillo, algunos se integran con otros para au-mentar su funcionalidad y normalmente se sincronizan con un sistema de escritorio para actualizar aplicaciones y datos.

3.4. Sistema de informacin geogrfica [3]

Un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG o GIS, [Geographic Information System]) es una integracin organizada de hardware, software y datos geogrficos diseada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas sus formas la informacin geogrficamente referenciada con el fin de re-solver problemas complejos de planificacin y gestin. Tambin puede definirse como un modelo de una parte de la realidad referi-do a un sistema de coordenadas terrestre y construido para satisfacer unas necesidades concretas de informacin. En el sentido ms estricto, es cualquier sistema de informacin capaz de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la informacin geogr-ficamente referenciada. En un sentido ms genrico, los SIG son herramientas que per-miten a los usuarios crear consultas interac-tivas, analizar la informacin espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones.

3.5. Metodologa Mtrica V3

La metodologa Mtrica Versin 3 ofrece un instrumento til para la sistematizacin de las actividades que dan soporte al ciclo de vida del software.

Las etapas de la metodologa mtrica V3 son: Planificacin de sistemas de informacin

(PSI): busca obtener un marco de referen-cia para el desarrollo de Sistema de In-formacin que responda a los objetivos estratgicos de la institucin. En esta eta-pa del proyecto se realiza el estudio de necesidades del proyecto, se definen glo-balmente los requisitos, se evalan las posibles tecnologas a usar y se elabora un cronograma inicial.

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Dentro de esta etapa se realiza un an-lisis de las aplicaciones existentes, esta-bleciendo un marco de referencia con las caractersticas propias de estas aplicacio-nes, permitiendo tener un enfoque ms claro con respecto a la direccin que debe tomar el sistema en su funcionamiento general.

Estudio de viabilidad del sistema (EVS): esta etapa busca analizar las necesidades y proponer una solucin a corto plazo basada en criterios econmicos, tcni-cos, legales y operativos. Es aqu donde se identifican los requisitos que se han de satisfacer.Se plantean las diferentes alternativas de solucin, y por cada alternativa se valo-ra el impacto, la inversin a realizar, los riesgos asociados y se selecciona la ms adecuada. Se realiza una evaluacin con respecto a las viabilidades tanto tcnicas como jurdicas para determinar si el pro-yecto cuenta con algn impedimento, el cual fuera crtico y no permitiera llevar a cabo el desarrollo del mismo, se evalua-ron temas de uso de componentes tales como los mapas de Google y el uso del GPS de los dispositivos. Se revisaron las limitantes tcnicas que se pueden presen-tar tales como conectividad, control de registro de informacin por parte de las entidades y control de usuarios.

Anlisis del sistema de informacin (ASI): busca obtener una especificacin detallada del Sistema de Informacin y de sus interfaces con otros sistemas que satisfaga las necesidades de informa-cin de los usuarios y sirva de base para el diseo. La informacin es recopilada a travs de sesiones de trabajo con los usuarios para extraer los requisitos y sus prioridades.En esta etapa (ASI) del proyecto, se rea-liza la definicin del sistema, estable-cimiento de requisitos, obtencin de

requisitos, glosario, especificacin de ca-sos de uso, anlisis de requisitos, vali-dacin de requisitos, identificacin de subsistemas de anlisis, elaboracin del modelo de datos, elaboracin del modelo de procesos, definicin de interfaces de usuario, anlisis de consistencia y especi-ficacin de requisitos, especificacin del plan de pruebas, presentacin y aproba-cin del SI por parte del tutor.

Diseo del sistema de informacin (DSI): en esta etapa (DSI) se realiza la definicin de la arquitectura del sistema, el diseo de la arquitectura de mdulos del siste-ma, el diseo fsico de datos, la verifica-cin y aceptacin de la arquitectura del sistema, la generacin de especificacio-nes de construccin y la especificacin tcnica del plan de pruebas.

Construccin del sistema de informacin (CSI): se realiza la codificacin y pruebas de los componentes del SI y se escriben los manuales de usuario y la documenta-cin del sistema, adems de las pruebas unitarias, de integracin y de sistema. Se construyen los procedimientos de migra-cin y carga inicial de datos.

Implantacin y aceptacin del sistema (IAS): se instalan los componentes, se realiza la migracin o carga inicial de datos, se efecta la prueba de implanta-cin, se ejecuta la prueba de aceptacin, se prepara el mantenimiento.Como resultado de la etapa IAS se pre-senta la demostracin que el sistema puede manejar sobre los volmenes de informacin requeridos, se ajustan los tiempos de respuesta deseados, pruebas de estrs, los procedimientos de respal-do, seguridad y se comprueba que las interfaces con otros sistemas funcionan correctamente.

Mantenimiento de sistemas de informa-cin (MSI): en esta etapa se busca obte-ner una nueva versin de un SI a partir

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de las peticiones de mantenimiento de los usuarios.

Aunque este proyecto solo abarca el prototi-po de la solucin general, se espera que algu-na institucin se interese en l para realizar nuevas versiones y mejoras al sistema.

4. Metodologa empleada

Para llevar cabo el desarrollo de este sistema se us la metodologa de desarrollo Mtri-ca V3, por ser una metodologa que permite realizar el diseo de sistemas con una amplia y definida arquitectura. Las etapas principa-les son:

4.1. Diseo de solucin

La solucin propuesta para el desarrollo de este proyecto se basa en hacer uso de las l-timas tecnologas disponibles en el mercado, utilizar componentes de software y hardware que interactan claramente con componen-tes telemticos al establecer una comunica-cin entre dispositivos mviles y un sistema

con un conjunto de servicios expuestos para la integracin de la informacin a travs de la red de comunicaciones de la telefona m-vil. Tambin se hace uso de tecnologa GPS (Sistema de Posicionamiento Global) para ubicar geogrficamente los diferentes puntos viales que presentan algn tipo de problema.

Se cuenta adems con un portal de adminis-tracin de la aplicacin en el cual se pueden realizar tareas cotidianas de administracin, como lo son registrar entidades y consul-tar y crear nuevos reportes viales que sern sincronizados posteriormente en los dispo-sitivos. El diseo inicial de esta solucin se encuentra enfocada a los SmartPhone con sistema operativo Android, desde estos dis-positivos los usuarios podrn instalar la apli-cacin, registrarse y recibir la informacin de manera automtica de los eventos viales, de la misma manera se les permite reportar al-gn evento vial que requiera ser notificado a los dems usuarios; para la creacin de este reporte se tienen en cuenta las coordenadas GPS del dispositivo para georeferenciar el punto en donde se gener el evento.

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Figura 1. Distribucin general del sistema

Fuente: elaboracin propia.

4.2. Construccin del sistema de informacin

Luego de superar la etapa de diseo se con-tinu con la construccin del sistema, en esta etapa se desarrollaron cada uno de los procedimientos de operacin y funciones necesarias para que el sistema trabaje con normalidad siguiendo los parmetros dados en la etapa anterior. Por otro lado se llev a cabo la elaboracin de todos los manuales del usuario final con el nico objetivo de ase-gurar un correcto funcionamiento del siste-ma que se ha de implantar.

En este proceso se realizaron pruebas uni-tarias, pruebas de integracin de los sub-sistemas y componentes y las pruebas del sistema, de acuerdo al plan establecido.

4.3. Funcionamiento del sistema

Una vez descargado el aplicativo en el ges-tor de descargas este aparecer en el men de aplicaciones, recordando que el aplicativo est disponible nicamente para el sistema operativo Android:

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Figura 2. Pantalla aplicacin instalada


Al seleccionar la aplicacin se desplegar el men de inicio, el cual cuenta con tres op-ciones, al darle click en el botn sealado se desplegar el formulario de registro de usua-rio, ya que es necesario tener un nombre de usuario y password para poder acceder a la aplicacin:

Figura 3. Men inicio de la aplicacin


Una vez se est en el men de registro se debe insertar el nombre, apellido, el operador ce-lular del dispositivo, el nmero de celular, un correo electrnico vlido, un nickname que identificar al usuario dentro la aplica-cin y un password. Una vez diligenciados los datos se debe dar click en aceptar, inme-diatamente el sistema mostrar un mensaje que seala que el registro fue exitoso:

Figura 4. Registro de usuarios


Una vez introducidos los datos se da click en el botn inferior derecho para confirmar el registro, representado por el smbolo ms. En el momento en que est confirmado el re-

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gistro, y si todos los datos cumplen con los parmetros establecidos por el sistema, se enva un mensaje confirmacin.

Figura 5. Mensaje registro de usuarios


Ya registrado en el sistema, se procede a realizar la autenticacin en la plataforma, como se muestra a continuacin:

Figura 6. Autenticacin en el sistema

Fuente: elaboracin propia

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4.4. Bsqueda de incidentes

Una vez registrado y autenticado en el siste-ma, el usuario tiene acceso a la aplicacin en la cual se ejecuta el mapa segn su posicin,

tomada por medio de GPS. La ubicacin ac-tual del usuario se distingue con un circulo de color azul, en la parte inferior derecha se aprecia un botn con binoculares el cual bus-car los incidentes registrados dentro el pa-rmetro del alcance del mapa:

Figura 7. Inicio de la aplicacin


Figura 8. Posicin en latitud y longitud


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Al dar click en el botn inferior derecho, representado por unos binoculares, se muestra el tipo de incidentes registrados en el rea.

Figura 9. Incidentes registrados en el rea


Los incidentes viales registrados estn distinguidos por smbolos en el sistema, que represen-tan el tipo de incidentes reportados:

Figura 10. Tipos de incidentes


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La figura 10 muestra los tipos de incidentes que se pueden presentar en la va. A saber y en su orden: accidente en la va, adverten-cia de derrumbe, amenaza de grupo armado en la zona, hundimiento en la va, incendio, mantenimiento en la va, puente en la va,

derrame de sustancias toxicas, va resbalosa y poca visibilidad en la va.

Al dar doble click sobre el incidente se mues-tran ms detalles del mismo, como el mo-mento en que fue registrado, la entidad que lo report, la descripcin del incidente y una fecha estimada de solucin.

Figura 11. Incidente cada de rocas


4.5. Creacin de incidentes

Para la creacin de incidentes viales se debe seleccionar el icono en la parte inferior izquierda, representado por un globo terrqueo.

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Figura 12. Creacin de incidentes


Una vez seleccionada esta opcin se desple-gar un formulario con los datos necesarios para el registro del incidente, se indica el tipo de evento de los disponibles en el sistema, el nombre de la va con el inconveniente y

el sitio; el sistema tomar la posicin actual del dispositivo y si se est en desacuerdo con la informacin ingresada se da click sobre el icono inferior derecho. El incidente quedar registrado.

Figura 13. Formulario registro de incidentes


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Ya creado el incidente en el sistema inmediatamente el sistema alerta sobre l.

Figura 14. Incidente registrado


5. Resultados iniciales obtenidos

La primera parte de este proyecto ha deja-do una serie de resultados, donde se resal-ta la viabilidad del desarrollo del proyecto, posibilidad en la integracin de servicios, adaptabilidad del sistema a futuros cambios, adecuada respuesta por parte del dispositi-vo mvil.

6. Conclusiones

Se dise, desarroll e implement un apli-cativo que permite centralizar y administrar los reportes del estado de las vas, permitien-do clasificar su origen, magnitud de impacto en la movilizacin y sus coordenadas geogr-ficas a travs de la utilizacin de Smartpho-ne, lo que permite al usuario final disponer de esta informacin en el momento en el que lo necesite.

Para la creacin del sistema fue necesario el diseo, anlisis y desarrollo de todas las eta-pas que dispone la metodologa Mtrica V3. Mediante el anlisis se logr entender el sis-tema a nivel interno y permiti concebir los componentes que conformaran el sistema, que luego en el diseo se convertiran en un modelo formal, el cual dio las bases para la implementacin del mismo.

7. Referencias

[1] EDD, BURNETTE. Hello, Android: Intro-ducing Googles Mobile Development Platform, Pragmatic Bookshelf; 2nd edition, 2009.

[2] KEVIN MOROONEY AND JACK SUESS. Identity Management and Trust Services: Foundations for Cloud Computing (The Pennsylvania State Univ.) (Univ. of Maryland, Baltimore County) Educause Review, September/October 2009.

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[3]BRAVO, JAVIER. Breve introduccin a la cartografa y a los sistemas de Informa-cin Geogrfica (SIG). Octubre 2000. Espaa.

[4] [COCOMO II, 1999] Software de distribu-cin gratuita para estimacin de tiem-po y esfuerzo de un proyecto en base al mtodo COCOMO II; University of Southern California.

[5] [Mtrica III, 2000]; Metodologa de plani-ficacin, Desarrollo y Mantenimiento de Sistemas de Informacin del Minis-terio de Administracin Pblica del Go-bierno Espaol.

[6] BOOCH, Grady; RUMBAUGH, James y JACOBSON, Ivar. El lenguaje unifica-do de modelado. Addison Wesley Ibe-roamericana, Madrid, 1999.

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