Sommario. 1. Introduzione Innovazioni e Tecnologie sviluppate Decrizione delle Fasi di progetto... 10

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1 Progetto Fleet a cura di Allevi Ivan Allix srl Vicolo Molino 2, Busto Arsizio - Varese (Italy) Fleet Progetto per il monitoraggio di flotte di veicoli Sommario 1. Introduzione Innovazioni e Tecnologie sviluppate Decrizione delle Fasi di progetto Decrizione dettagliata dell applicativo sviluppato Riepilogo dei risultati ottenuti al

2 1. INTRODUZIONE Fleet è una piattaforma di monitoraggio concepita al fine di ottimizzare il trasporto merci e la gestione di flotte di veicoli. Il progetto consiste nella realizzazione di una piattaforma, hardware e software, per la localizzazione e gestione di flotte di veicoli e del trasporto delle merci tramite l innovativa tecnologia GPS/EGNOS. (Immagine di un viaggio calcolato in cui sono rappresentati anche i dati meteorologici) La precisione nella rilevazione della posizione dei mezzi sta divenendo un fattore essenziale sia per quanto riguarda la gestione complessiva delle flotte di veicoli, sia dal punto di vista dell affidabilità del sistema di rilevamento nel suo complesso. Diventa quindi sempre più necessario poter offrire alle aziende che dispongono di una flotta di veicoli un sistema che permetta, con precisione, di fornire i dati relativi ai percorsi effettuati dai veicoli nel periodo temporale richiesto al fine di abbattere i costi superflui di gestione, dando una stima più realistica del costo di percorrenza di determinate tratte. Il progetto è costituito da una piattaforma di localizzazione e comunicazione veicolare, piattaforma hardware e software, che implementa l innovativa tecnologia GPS/EGNOS-GSM/GPRS. Il prodotto ha 2

3 lo scopo di raccogliere e processare in tempo reale tutte le informazioni importanti inerenti una flotta di veicoli e consentire all utilizzatore l ottimizzazione della gestione e la riduzione dei costi di trasporto. (Immagine di un viaggio con evidenziate le fermate, le soste, il punto di partenza e quello di arrivo) Il prodotto è costituito da un software lato Server, preposto all elaborazione dei dati, da un software lato Client, con la funzione di interfaccia per la visualizzazione delle informazioni, e da centraline GPS/EGNOS-GSM/GPRS montate a bordo dei veicoli. Le centraline registrano in modo automatico e continuo l attività del veicolo, memorizzano le coordinate GPS/EGNOS della posizione, se il motore è acceso o spento, se è in movimento oppure in sosta. Specifiche icone identificano sul tracciato le soste ed altri elementi utili alla gestione della flotta. Il sistema è in grado di integrare anche un applicativo che permette la pianificazione dei percorsi. È quindi possibile confrontare direttamente sulla cartografia i dati storici dei viaggi, cioè i chilometri percorsi, le ore di guida e la durata delle soste. Tramite la pianificazione è così possibile evidenziare eventuali problematiche e sprechi identificando opportunamente le varie soluzioni al fine di aumentare l efficienza della gestione della flotta. 3

4 (Immagine di un itinerario pre-calcolato che poi verrà assegnato ad un determinato veicolo) Il prodotto si basa su una architettura modulare: il cliente può decidere se acquistare tutti i moduli del prodotto o parte di essi, a seconda delle proprie specifiche esigenze. In tal senso, moduli ad hoc potranno essere sviluppati ed integrati nel sistema. Il software è sviluppato implementando le più moderne tecnologie informatiche, quali Microsoft.Net e sistemi operativi di tipo open source per quanto riguarda i dispositivi da installare sui mezzi. I localizzatori di posizione che sfruttano la tecnologia GPS/EGNOS-GSM/GPRS sono piccoli, economici e tecnologicamente avanzati. La piattaforma permette inoltre la gestione di vari dati sensoriali come ad esempio il volume del carico trasportato dal mezzo, la temperatura del carico, ecc. Per poter operare, il software installato sul veicolo utilizza l hardware GPS/EGNOS-GSM/GPRS per la localizzazione della posizione dei mezzi in tempo reale e per l inoltro delle notifiche tramite rete GPRS. Infine il prodotto sfrutta il servizio messo a disposizione dalla rete satellitare europea geostazionaria EGNOS in modo da aumentare la precisione del segnale GPS portando lo scostamento dal dato reale di soli due metri (circa) invece dei canonici 10/50. Il 4

5 progetto è una evoluzione dell attuale progetto/piattaforma S.I.T.T. (Sistema Informativo Trasporti Transfrontalieri) della Regione Lombardia per il monitoraggio del trasporto rifiuti. (Immagine del dispositivo GPS/EGNOS-GSM/GPRS da montare sul veicolo) (Immagine dei dispositivi Wireless ZigBee da montare nel container) 5

6 2. INNOVAZIONI E TECNOLOGIE SVILUPPATE Le novità introdotte dal progetto in questione consistono nella gestione in tempo reale dei dati di localizzazione dei veicoli e delle merci e nel rendere queste informazioni immediatamente disponibili ad una centrale operativa. Inoltre, è possibile monitorare costantemente il volume del carico e il suo stato tramite sensori wireless, cosa che gli attuali sistemi oggi presenti sul mercato non riescono a fare o fanno solo parzialmente. (Immagine di un Report dettagliato del viaggio) La gestione della flotta di veicoli copre così anche il carico trasportato dai singoli mezzi. In questo modo si riducono i tempi di registrazione e controllo del carico, in quanto tali attività vengono svolte dalla struttura elettronico-informatica, aumentando di conseguenza la produttività dell intera fase di trasporto. È possibile così conoscere, per l intera tratta del viaggio del veicolo, lo stato della merce trasportata, tramite sensori di temperatura ed accelerazione, ed il livello del volume 6

7 del carico, tramite la creazione di un sistema di sensori di profondità montata a bordo dell eventuale container trasportato dal mezzo. Nel container viene installata una griglia si sensori volumetrici atti a controllare il volume del carico trasportato. Questi sensori comunicano con una centralina montata nel container e quest ultima a sua volta invia le informazioni al dispositivo di localizzazione montato nella motrice attraverso il protocollo di comunicazione ZigBee e per mezzo di un segnale radio potenziato. (Schema rappresentativo del sistema di monitoraggio del carico) Dall analisi svolta sullo storico dei viaggi percorsi dai veicoli e dalla merce, è quindi possibile, in maniera automatizzata, individuare le tratte maggiormente redditizie o quelle che in definitiva all azienda costano meno. Conoscere queste informazioni significa ridurre gli sprechi ed aumentare l efficienza del sistema nel suo complesso. Il progetto è caratterizzato da un innovativo utilizzo della tecnologia web service che permette di far interagire la infrastruttura server con quella client tramite la rete internet in maniera trasparente, veloce ed efficiente. L utente finale da qualunque postazione collegata con internet è in grado di accedere ai propri dati 7

8 (Schema rappresentativo della struttura di comunicazione e gestione dati) La struttura sofware di comunicazione e gestione dati del progetto può essere rappresentata schematicamente dai seguenti moduli e sottomoduli comunicanti tra loro: - Modulo di gestione dei device GPS/GPRS - Modulo lato Client, composto dai seguenti sottomoduli: >> Smart Client >> Web Client >> Map Server External - Modulo Web Services - Server Applications - Modulo lato Server, composto dai seguenti sottomoduli: >> Customer Databases >> Database di autenticazione 8

9 >> Map Server Open Source (GIS) Il modulo di gestione dei device GPS/EGNOS-GSM/GPRS ha il compito di raccogliere i dati di posizione, ed eventualmente altri dati (quantitativo del carico, ecc.), in formato "grezzo", archiviarli ed inviarli tramite la rete GSM/GPRS, e quindi tramite internet, al modulo di comunicazione Web Services - Server Applications. Il modulo Web Services - Server Applications ha il compito di ridirigere tali dati al sottomodulo Database del modulo lato Server per una prima archiviazione ed elaborazione delle informazioni. A questo punto i dati di posizione ed eventualmente altri dati sono archiviati nella base dati e quindi nel sottomodulo Customer Databases. Il sottomodulo Customer Databases, oltre ai dati grezzi di posizione dei device (i veicoli) ed altri dati, si occupa anche di gestire le informazioni di anagrafica del cliente finale. Il modulo lato Client, con i suoi particolari sottomoduli, ha il compito di rendere usufruibili da parte dell'utente finale le informazioni archiviate ed elaborate dal modulo lato Server. Tali informazioni possono essere rappresentate a video grazie ad un applicativo Windows (sottomodulo Smart Client), internet Explorer (sottomodulo Web Client) ed utilizzando particolari mappe elettroniche, come ad esempio il software Virtual Earth della Microsoft (sottomodulo Map Server External). I dati cartografici possono essere visualizzati e rappresentati, in maniera più precisa, grazie al sottomodulo Map Server Open Source (GIS), che deve essere visto come una estensione sia del Map Server External sia di parte del Customer Databases e permette di visualizzare le mappe catastali della zona interessata. Il modulo lato Client invia una richiesta di autenticazione, tramite il modulo Web Services - Server Applications, al sottomodulo Database di autenticazione del modulo lato Server. Una volta effettuata l'autenticazione, il modulo lato Client ha il permesso di comunicare con il sottomodulo Database del modulo lato Server (comunicazione che avviene sempre tramite il modulo Web Services - Server Applications). Il sottomodulo Database, interrogato, invia le informazioni, tramite il modulo Web Services - Server Applications, al modulo lato Client. L'utente finale adesso può visionare/inserire/modificare/cancellare, a seconda delle varie politiche di sicurezza determinate dal sottomodulo Database di autenticazione, i dati comunicando con la base dati in maniera trasparente, sotto la supervisione dei vari moduli precedentemente descritti. L utente è in grado di gestire dunque i dati inviati dai device, in questo caso essenzialmente in sola lettura, ed i dati di anagrafica, in questo caso lettura e scrittura. 9

10 3. DECRIZIONE DELLE FASI DI PROGETTO Il progetto, semplificando, può essere suddiviso nelle seguenti fasi non sequenziali, spesso svoltesi in parallelo. Lancio del progetto: ha previsto l individuazione e la ricerca dei dispositivi hardware e software che hanno consentito di definire le linee guida della filiera di acquisizione dei dati ai diversi livelli del sistema di controllo. In particolare: 1) Livello di Mezzo: studio di mercato per individuare le tecnologie da impiegare nell acquisizione dei dati sul campo/mezzo. In questa fase è stata tenuta in particolare considerazione l analisi delle tecnologie per la modalità di trasmissione dei dati. È stato tenuto conto, inoltre, dei sensori già disponibili sul mercato, valutando l eventuale necessità di adattare soluzioni esistenti a specifiche condizioni di lavoro o, addirittura, potenzialmente di sviluppare nuovi sistemi di misura. 2) Livello di azienda: analisi di mercato per l individuazione delle specifiche tecnologie per la realizzazione sia della componente di interfacciamento con il livello precedente sia per la definizione dell architettura gestionale del sistema nel suo complesso. In questa fase non sono state riscontrate particolari difficoltà di implementazione, le aziende costituenti il team di lavoro conoscono molto bene il mercato di riferimento. Definizione dell ontologia di progetto: In questa fase è stato definito il substrato teorico, modellistico e metodologico su cui costruire l intera attività del progetto con relative linee guida. La costruzione di un ontologia, infatti, comporta la definizione di un modello concettuale condiviso da tutti i partecipanti al progetto e relativo al dominio di interesse del progetto stesso (livelli integrati di mezzo-azienda). E un attività che ha previsto una fase di partenza, con l individuazione di un quadro di riferimento globale iniziale. Dal punto di vista pratico, si è pervenuti allo sviluppo di: 1) una terminologia comune, supportata da definizioni univoche e condivise. 2) un modello del dominio, in grado di mettere in risalto la scalarità dei suoi componenti (mezzo-azienda) in rapporto agli aspetti che condizionano il trasferimento di informazioni a fini gestionali e di controllo tra i componenti stessi. 3) una base di dati a struttura concordata, in modo da garantire la necessaria portabilità e comunicabilità tra database. Questa è una fase molto delicata che ha richiesto la raccolta di informazioni da parte dell'intero team e di tutti gli stakeholder del progetto. In particolare per questa fase è stata richiesta l'individuazione di un team leader in grado di farsi carico dell'attività di coordinamento tra i partner. Progettazione della piattaforma: Ha previsto l analisi, la progettazione e la realizzazione dei prototipi dei sistemi di acquisizione dati e di gestione ed ottimizzazione delle flotte di veicoli e dei relativi carichi. 10

11 Al termine di questa attività sono stati realizzati i documenti analisi (consegnati al team di sviluppo per implementare le soluzioni progettate) e i prototipi dei software e delle centraline GPS/GPRS. La documentazione prodotta in questa fase costituisce la base portante dell'intero progetto, garantendo le future implementazioni e aggiornamenti al software e all'hardware. Questa è una fase molto delicata che ha richiesto l'impiego di personale con esperienza di analisi e progettazione e capacità di lavorare in team. Prove di campo e messa a punto dei prototipi: Questa attività ha previsto l organizzazione e la realizzazione di una serie di prove di campo atte a verificare le prestazioni dei prototipi dei device e del software sviluppato. In questa fase non sono state riscontrate particolari difficoltà di implementazione. La vera difficoltà affrontata è stata quella di elaborare uno standard per una corretta installazione dell apparecchiatura in modo da non sfalsare le prove di campo. Omologazione del sistema: Questa attività ha previsto la definizione e il perfezionamento dei metodi di gestione del sistema nel suo complesso già individuati nelle fasi precedenti. Attività divulgative e formative: Questa attività ha previsto l organizzazione di giornate dimostrative, seminari, corsi di formazione e congressi strettamente connessi alle tematiche trattate. FASI Anno 1 I II III IV 1 Lancio del progetto 2 Definizione dell ontologia di progetto 3 Progettazione della piattaforma 4 Prove di campo (attività in corso) 5 Omologazione del sistema (attività da fare) 6 Attività divulgative (attività da fare) Rapporto finale 11

12 5. DECRIZIONE DETTAGLIATA DELL APPLICATIVO SVILUPPATO Cartografia Il programma FLEET implementa l innovativo software della Micorosoft Virtual Earth per la gestione e l elaborazione delle mappe cartografiche. Virtual Earth è un software web estremamente avanzato che permette, tra le varie opzioni, una visione tridimensionale delle mappe. 12

13 Autenticazione All avvio dell applicazione viene presentata la richiesta di autenticazione dell utente tramite le classica richiesta di Login con Username e Password; all utente però non solo possono essere assegnati uno o più permessi (lettura, scrittura e modifica dei dati; solo lettura dei dati; visione parziale delle maschere ecc.), ma possono essere associate una o più base dati differenti. 13

14 Gestione mappa generale Tramite tale maschera è possibile gestire le funzioni principali del programma, ovvero: zoom in avanti e indietro della mappa, spostare la mappa, centrarla, evidenziare zone, stabilire itinerari, nonché le varie funzioni di supporto per il controllo di una flotta di veicoli. Tali opzioni sono disponibili anche direttamente sulla mappa, utilizzando le funzionalità che Virtual Earth nativamente mette a disposizione grazie al proprio tools di comandi. 14

15 Ricerca luoghi su mappa Sfruttando il motore di ricerca di Virtual Earth è possibile effettuare una ricerca di luoghi per indirizzo o per dati di posizione (latitudine/longitudine). Definendo i parametri opportuni la mappa verrà automaticamente aggiornata con la posizione della via attualmente ricercata. Nel caso ci fossero più vie che corrispondono ai parametri, verrà comunque presentata una lista di possibili scelte. La ricerca di un luogo è possibile a qualunque livello d ingrandimento della mappa. 15

16 Gestione flotte La localizzazione di unità mobili deve avere come scopo fondamentale quello d incentivare un miglioramento dell amministrazione aziendale, grazie alla disponibilità in tempo reale d informazioni sullo stato, sull utilizzo e sull efficienza dei mezzi in circolazione. La fase d analisi di questi dati risulta cruciale al fine di razionalizzare le risorse del sistema, evitando sprechi. Solo in un ottica di questo tipo si avranno dei reali miglioramenti in termini di performance aziendale. Start-up La localizzazione avviene sfruttando i terminali installati sui mezzi da monitorare. Questi terminali GPS/GPRS inviano i dati di posizione ad un Server presente in centrale. I vari terminali, ovvero le varie istanze di FLEET installate sui pc aziendali o sui client connessi alla rete aziendale interna, accedono ai dati messi a disposizione dal Server centrale e li visualizzano o sottoforma grafica per mezzo della mappa elettronica, o tramite report. Anagrafiche veicoli È possibile gestire tre tipologie fondamentali di elementi. I gruppi, i veicoli ed i rimorchi. 16

17 In questo modo si è in gardo monitorare a 360 gradi la flotta di riferimento in ogni sua parte. Dopo aver inserito corretamente le varie informazioni è possibile salvare i dati, annullare le operazioni oppure tornare allo stato originario, quando cioè non erano ancora state apportate delle modifiche ai dati. I veicoli o i rimorchi possono essere assegnati ad uno dei gruppi precedentemente definiti, selezionando quello d appartenenza da un elenco predefinito (combo). 17

18 Anagrafiche autisti Di ciascun autista si possono definire dati come Nome, Cognome, Categoria, Età, Foto identificativa ed altri dati anagrafici. Dalla scheda Veicoli dell Anagrafica è possibile assegnare gli autisti ai rispettivi veicoli. 18

19 È possibile assegnare più di un autista al veicolo in base ad un preciso intervallo temporale. Il programma in automatico riconosce se l intervallo temporale assegnato è compatibile con i dati finora inseriti, riducendo al minino la possibilità d errore. Tutte queste informazioni rientrano nel progetto d analisi performance aziendale, e sono dati ad esclusivo accesso dell amministratore addetto all installazione e manutenzione di FLEET. Con questo si tiene a precisare che i client non hanno accesso a questo tipo d informazioni. SMS autisti Tramite la funzione SMS autisti è possibile inviare direttamente attraverso l interfaccia di FLEET dei messaggi testuali (SMS) al telefono cellulare dell autista. 19

20 Gestione Veicoli Nella sezione gestione veicoli vengono offerte una serie di funzioni avanzate che permettono di gestire i dati di posizione, nonché lo storico dei viaggi, in maniera semplice e veloce. Dalla scheda per la selezione dei gruppi veicoli/veicolo è possibile visualizzare i veicoli appartenenti al gruppo semplicemente esplodendo l albero del gruppo in questione ossia cliccando sul simbolo + accanto al nome del gruppo. Da questo momento in poi le localizzazioni e i viaggi verranno gestiti in funzione della scelta effettuata dall operatore. 20

21 Visualizzazione delle unità È possibile monitorare costantemente i gruppi di veicoli, i singoli veicoli e i loro rimorchi. La localizzazione normale avvia immediatamente, ogni volta che viene richiamata dall utente, la funzione di localizzazione del gruppo, del singolo veicolo o del container selezionato. La localizzazione temporale avvia invece la localizzazione del gruppo, del singolo veicolo o del container selezionato allo scadere di un tempo prefissato. Tempo che viene definito in base ad un parametro del file di configurazione (ogni 30 secondi, ogni minuto, ecc.) Allo scadere del tempo prefissato, la schermata della mappa verrà aggiornata consentendo di tenere costantemente sotto controllo i dati di localizzazione della flotta. 21

22 Informazioni Visualizzazione Flotta I veicoli sulla mappa sono rappresentati dall icona di un furgoncino. Selezionando tale icona e premendo il pulsante destro del mouse è possibile visualizzare oppure nascondere le informazioni relative all elemento selezionato (targa, data/ora rilevazione, ecc.). 22

23 Visualizzazione Viaggio Tramite una intuitiva maschera di selezione temporale, è possibile per ogni singolo elemento (veicolo o container) visualizzare a video lo storico dei viaggi percorsi dal veicolo/container in questione Le date in grassetto (es: 2 gennaio, 3 gennaio) stanno ad indicare che per quelle date sono presenti dei dati di viaggio. Cliccando sul giorno interessato e subito dopo sul pulsante Dettagli Selezione 23

24 saranno mostrate le registrazioni con i punti di posizione validi, dove per valido s intende un segnale GPS tracciato correttamente. È possibile visualizzare il viaggio di una singola registrazione, di più registrazioni insieme o di tutte le registrazioni complessive. 24

25 La lettura del viaggio è di facile interpretazione. Le Bandiere Gialle indicano Soste brevi, mentre le Bandiere Rosse indicano Soste lunghe (questo è indicato anche nelle rispettive descrizioni), le Bandiere Blu indicano Soste medie. La bandiera a scacchi precisa il punto d arrivo mentre la bandiera verde sta ad indicare la posizione di partenza. Per avere un idea di quello che è stato il percorso effettuato dall elemento in questione basta utilizzare gli strumenti di viaggio, raggruppati nel pannello Comandi Visualizza posto sulla parte in basso a sinistra della schermata di FLEET. 25

26 Il Comando Solo Soste mostra sulla mappa soltanto le bandiere gialle e rosse delle soste brevi e delle soste lunghe. Il Comando Viaggio Completo torna a mostrare tutte le informazioni del viaggio in questione. Il Comando Pulisci Mappa elimina tutti i simboli sulla mappa rappresentanti un viaggio selezionato precedentemente. Il Comando Play lancia una semplice animazione degli spostamenti del mezzo dando un idea del percorso effettuato. Il Comando Stop interrompe il movimento dell animazione. Cliccando nuovamente su Play l animazione riprende dall ultimo punto interrotto. Il Comando Restart rilancia l animazione. 26

27 4. RIEPILOGO DEI RISULTATI OTTENUTI AL Il progetto è giunto alla conclusione, secondo le specifiche di progettazione. La realizzazione del progetto non ha presentato eccessive difficoltà tecniche e anche le aziende che si sono offerte per la sperimentazione hanno dimostrato interesse per il progetto. Un risultato inatteso è stato il riscontro dell alto grado di interesse da parte di istituzioni Europee per alcuni risultati conseguiti con il progetto. In particolare la piattaforma di rilevazione del carico tramite sensori ZigBee ha favorevolmente colpito L ESA (Agenzia Spaziale Europea) che ha dedicato un articolo alla soluzione da noi realizzata. Di seguito riportiamo l articolo dell ESA in lingua inglese: Inoltre di recente il progetto è stato presentato durante l evento di kick Off del ESNC (European Navigation Satellite Competition) tenutosi a Madrid il 16 e 17 marzo. Per far conoscere anche alle istituzioni Italiane i risultati del progetto è stato realizzato un evento, tenutosi l 8 giugno a Busto Arsizio presso Tecnocity, in cui sono stati illustrati i risultati ottenuti ed in particolare le soluzioni innovative implementate. Di seguito si riportano i link di alcuni articoli pubblicati da quotidiani locali, nella loro versione online, sull evento sopra citato Varese Notizie: Città Oggi: Varese News: 27