L'infonuagique et le Big Data pour les transports

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Bruno St-Aubin, Mikaël Leferfort, Steeve Gagnon

Géomatique et iSociété

Géomatique 2013 - 3 octobre 2013

SPATIOWL:

l’infonuagique et le Big Data

pour les transports

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Introduction

Concept SPATIOWL

Services offerts

Gestion de données urbaines

Analyse de parcours

…

Technologie

Données

Démonstration

Conclusion

Contenu

1


Fujitsu à pour objectif l’utilisation des technologies de l’information et des communications (TIC) afin de contribuer à une société intelligente centrée sur l’humain.

Afin d’y parvenir, Fujitsu œuvre à gérer des volumes massifs de données en capturant et en analysant le vaste éventail de données généré par l’activité humaine et les objets en mouvements, et à les domestiquer.

SPATIOWL marque un des pas de Fujitsu dans cette voie.

SPATIOWL

2


SPATIOWL est une technologie Fujitsu de traitement de données localisées dans l’espace et dans le temps.

SPATIOWL ouvre les portes à de nouveaux services sensibles à la localisation de personnes, de véhicules mobiles et de données géospatiales.

SPATIOWL permet de découvrir des zones d’intérêt de manière rapide et précise à partir de la répartition géographique des informations, ce qui permet de développer de nouveaux services géoréférencés.

SPATIOWL

3


SPATIOWL – Concept

SPATIOWL – Points Clefs


4


Corrélation et analyse de larges volumes de données hétérogènes.

Livré sous forme de service en nuage pour une utilisation rapide et abordable.

Combine les données de Fujitsu avec celles de ses clients pour produire de nouveaux services uniques.

SPATIOWL – Points Clefs

5


Acquisition Acquisition

Données localisées (X,Y)

Données Cartographique

Données externe (équipement, météo, etc.)

Données temps-réel (événement, SNS)

Analyse, prédiction, optimisation

Infonuagique

Rétroaction

SPATIOWL

Solution aux problèmes Opportunités d’affaires

Qu’est-ce que SPATIOWL?

6

Senseurs (capteurs, sonde etc.)

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Informations localisées

Client SPATIOWL

capteur

senseur

état

bâtiment

données externes

Traitem

en

t d

es d

on

né

es

An

alyse

Positionnement



Concept - Gestion de l’information de localisation

Gestion de données & plate-forme de service orienté “localisation et

temps”

Accumulation et analyse d’informations

en temps réels ・Déplacement de véhicules

・Capteurs fixes

・Internet (SNS, évènement)

・Information publique

(installation, météo, etc.)

Accumulation de

données périodique et

comparaison d’analyse

Création de valeurs

Assistance voyage

Création zone urbaine

Navigation

Future prévision

Service

temps réel

Analyses

Prédiction

Optimisation

Accumulation

8


SPATIOWL – Fonctionnalités

SPATIOWL – Services (quelques exemples)

9


SPATIOWL dispose de deux types de services:

Services d’alimentation de la plateforme

Collecte des données provenant de sondes, capteurs, senseurs à partir d’objets en mouvement et de grands volumes de données géoréférencées de diverses sources.

La donnée est analysée en temps réel et livrée à travers l’infonuagique sous forme de groupes fonctionnels

Ceci permet de développer des services uniques utilisant l’information géoréférencée pour créer de la valeur

Services dédiés

Offerts sous forme de services clefs en main

• Information trafic, services de soutien à la navigation, etc.

Dans le futur, Fujitsu à l’intention d’étendre son offre pour ces types de service.

SPATIOWL – Services

10


ルートマップ

ビュー(画像)

データリストフレームリスト

Données de transport

Données de conducteurs

Données de piétons

1) Ensemble 2) Analyses

3) Zone de Service

Données

véhicule

Données

piétonnes

- Apprentissage machine

- Positionnement

- Itinéraires

- Zones

Intelligence

routière

Destination

estimée

Zones à

éviter

Plate-forme SPATIOWL

- Zones à éviter

- Endroits populaires

- …

Pour conducteurs

Pour piétons

4) Services

SPATIOWL – Cycle de vie des services

Gestion du trafic


12

SPATIOWL

SPATIOWL – Services disponibles

Services de plateforme

Services d’affaires

Services de base

Services optionnels

Analyse de données

Télématique

Gestion urbaine

• Gestion des couches • Gestion de l’environnement

d’opération • Gestion des utilisateurs • Recherche de lieux d’intérêt

• Service de traitement de la voix • Communication parlée

• Package pour smartphone

• Service d’itinéraire

• Gestion de véhicules commerciaux

• Informations de circulation

• Analyse de conditions routières

• Gestions de bornes d’alimentation


Assistance

routière

Applications possibles

Sécurité

publique Localisation de

bornes d’alimentation

Gestion de flottes

de véhicules

Service pour télé-

phone intelligent Collecte et

Diffusion

d’informations

sur le web

Acquisition, stockage et gestion de

données routières

Analyse d’achalandage et

comportement de visiteurs

Analyse spatiale

Analyse de parcours


Acquisition de données de circulation afin de supporter la planification urbaine et les travaux routiers

L’information de chacun des senseurs et capteurs situés aux abords des routes est récupérée dans un centre de données et les conditions routières sont calculées à partir du flux de véhicules à différents endroits stratégiques

80 Km/h 90 Km/h

1) Détection de véhicules lents

ou arrêtés

2) Détection de situations dangereuses

(ex: sens inverse)

3) Mesure de la vitesse des véhicules

4) Statistiques de circulation

(ex: nombre de véhicules à l’heure)

5) Évaluation de conditions de la chaussée

(ex: pluie, neige)

14

Application : Acquisition de données de circulation


Application : Gestion de données de circulation

Récupérer, traiter et transmettre de l’information de circulation routière à partir du SICV et des flottes de véhicules.

15

SPATIOWL

Inte

rface

Centre

d’information Traitement des

données de la flotte

Création de

l’information de

circulation routière

Création d’un

itinéraire

Centre

SICV

Centre

d’information

Flotte de

taxi

BD

Carto

BD

Circulation

routière

SICV : Système d’information et de communication du véhicule

Au Japon: L’information de circulation routière est reçue et traitée dans un centre SICV et transmise aux balises installées sur le bord des routes dans les grandes villes. Ces balises retransmettent ensuite les informations aux véhicules munis de

récepteurs. Il existe deux types de balises, les balises par ondes radio installées sur les autoroutes et les balises infrarouges sur les routes principales ordinaires. L’information transmise contient, par exemple les conditions routières pertinentes en

fonction de la direction du véhicule.

Information de l’itinéraire

Temps: 16 min

Distance: 7.5km


Exemples d’utilisation de l’information routière en temps réel

Application : Gestion de données de circulation

16

Congestion (<10km/h) Au ralenti (10km-20km) Fluide (>20km)


Fournir des analyses en fonction des statistiques accumulées par zone

Détecter une zone qui répond à certaines conditions

Compiler des données sur les objets mobiles entrants et sortants

Application : Analyse spatiale (par zone)

17

Analyse spatiale et statistique

Analyse par zones

• Recherche de zones basée sur des critères complexes

Analyse de données de suivi

• Analyse d’entrées et sorties dans une zone selon des conditions établies.

Résultats d’analyse

Identification des zones d’intéret

Conditions complexes :

- Lieux de rassemblement Ex: Tous les lieux où il y a plus de 100 objets à 17h

- Lieux où la vitesse est réduite Ex: Tous les lieux où la vitesse est la moitié de la vitesse permise du lundi au vendredi

Compilation

des données


Actions normales

Actions anormales

Événements qui occasionnent une divergence

Actions différentes des

autres

Analyse comparative de

parcours

• Identification des actions

normales.

• Prédiction des actions

futures pour offrir des

services actualisés

• Identification des événements

qui provoquent des actions

anormales. • Ex : Travaux routiers

Accidents

• Fournir des informations qui

peuvent résoudre les

anormalités : • Ex : Parcours alternatif

• Identification des parcours

différents d’un parcours

sélectionné

Analysis & Insights Service

Parcours vs.

condition

Données

Application : Analyse de parcours

18


Identifier et récupérer l’information d’un véhicule selon des spécificités du parcours qu’il emprunte.

Application : Analyse de parcours

19

Détection de “virage en U”

Détection de détours Scénario d’utilisation :

• Détection automatisée de contrevenants à la loi : - “U-turn” aux endroits prohibés

- Circulation en sens opposé rues à sens unique

- Dépassement de vitesse de limite

• Détection de détours intentionnels : - Taxi qui font des détours intentionnels


Analyse d’achalandage et d’endroits où la circulation bloque.

Détection de circulation stagnante en

identifiant les endroits où plusieurs clients

sont réunis.

Analyse de parcours normaux et

anormaux à l’intérieur d’un centre d’achat

ou d’un musée.

Note: Application possible à l’intérieur qui requiert un système de positionnement intérieur (exemple, système de positionnement

intérieur Fujitsu.)

Application : Analyse de parcours (Intérieur)

20

Endroit bloqué

Route normale

Route anormale


Suivi historique du

lieu de tourisme Lieux de

tourisme

Fournir des informations de tourisme en utilisant des informations extraites du web ou à travers les médias sociaux

Application : Collecte d’info sur le web

SPATIOWL

Ag

rég

atio

n d

’info

du

we

b, d

es m

éd

ias s

ocia

ux

Zo

ne

s / C

até

go

risa

tion

Diffusion d’infos

sur le lieu

Cartographie

sociale

21

BD

SPATIOWL


Fourni des infos sur la nature :

- Belvédères

- Nom de plantes et arbres

- Géologie

- Etc.

• Végétation

• Sentier

• Météo

• ID utilisateur

• position

Info sur la nature

Partage à travers

le monde

Image

Position

Temps

SPATIOWL

Fourni des

points

d’intérêts

Appareil photo mobile

Partage des images

avec amis, famille, etc.

Contribution utilisateur

・ Photos

・ Impressions,

commentaires

・ Date et heure

Fournir de l’information saisonnière aux éco touristes sur les téléphones intelligents

lorsqu’ils entrent dans une zone précise, leur permettant de mieux comprendre la

nature qui les entoure.

Partager des images captées par les différents randonneurs afin de diffuser en

temps réel une visite virtuelle

Application : Tourisme (écologique)

22


SPATIOWL – Données

SPATIOWL – Les couches de données dans SPATIOWL

SPATIOWL – Les types de données

SPATIOWL – Sources de données

23


Les couches de données dans SPATIOWL

Information en temps réel

(événement, médias sociaux)

Information externe

Installation, météo, etc.

Données à large volume

(déplacements véhicules)

Analyse, prévision, optimisation

Transmission à l’utilisateur

Donnée de localisation

Types de données : - Statiques, mobiles - Points, lignes, polygones - Spatiales, non spatiales - Contributions utilisateurs - Etc.

Les couches : - Génériques - Contiennent tout type de

données


Le cycle de vie des données dans SPATIOWL

25

Système utilisateur (Gestion de données)

Gestion des objets mobiles (OM) :

- Enregistrer de nouveaux OM. - Modifier les données associées aux OM

Recherche d’objets mobiles - Dans une zone spécifique - Par période spécifique

Gestion des objets stationnaires (POI):

- Enregistrer de nouveau POI. - Modifier les données associées aux POI

Recherche d’objets stationnaires - Dans une zone spécifique

Gestion des zones :

- Définition de nouvelles zones de collecte d’info - Modifier les données associées aux zones

Recherche de zones : - Dans une autre zone

Extraction de données :

- Extraire les données qui entrent et qui sortent d’une zone spécifique

- Extraire des données par corrélation inter-couches

- Détecter un OM qui entre dans une zone et lui transmettre des infos pertinentes

API

acquisition Rétroaction Envoi à SPATIOWL Traitement par API

OM + POI + ZONE

Conservation de l’historique des OM


SPATIOWL suit la position courante des objets mobiles. Il peut afficher leur position en temps réel à fréquence de rafraîchissement très élevée.

Il peut également contenir et afficher la position de lieux d’intérêts statiques (POI)

11:03

11:00 10:58

11:04

10:59

11:00

11:01 11:03

10:58

11:05

10:59

11:01

11:00

11:01

Position

courante des

camions

Position

courante des

autobus

Adresse de livraison

Carte

■ Exemples d’utilisation

• Gestion de flotte Mieux gérer une flotte grâce

à l’automatisation de la compilation de statistiques de livraison

• Sécurité publique Étudier la circulation près

des écoles

• Optimisation des parcours Utiliser l’information mobile

pour optimiser les déplacements

Gestion des objets mobiles (OM) et statiques (POI)

26


SPATIOWL peut gérer les endroits où les objets mobiles ont été positionnés dans le passé et afficher leur historique de déplacement chronologique.

11:00

11:0５

11:11 11:13

11:16

11:20

11:01

13:12

11:12

11:20 11:25

11:29

13:14

13:15

13:17 ■ Exemples d’utilisation

• Historique de conduite Afficher l’historique de

déplacements d’objets mobiles (avion, auto, bateaux, etc.)

• Prévision d’embouteillage Prévision d’embouteillages

possible en fonction du temps de la journée et du nombre d’objets sur le réseau routier

Historique des camions

Historique

des autobus

Adresses de livraison

Carte

Gestion de l’historique des OM

27


Gestion des zones

SPATIOWL déclenche des évènements lorsque des objets mobiles entrent et sortent de zones. Les zones peuvent être paramétrisées selon des périodes de temps et des géométries variables.

28

■ Exemples d’utilisation • Publicité ciblée Communiquer avec les

utilisateurs lorsqu’ils entrent dans une zone de publicité

• “Geo-Fence” Pour suivre les personnes

âgées à risque où les enfants par exemple

• Avertissements Avertissement lorsqu’un

utilisateur entre dans une zone dangereuse


SPATIOWL - Technologie

Le Cloud de Fujitsu

SPATIOWL – la plateforme de service

SPATIOWL – la structure du service

SPATIOWL – la structure opérationnelle

29


SPATIOWL sur le Cloud Fujitsu

Gestion des couches

Gestion des utilisateurs

Recherche de lieux d’intérêts

Application Client

Application Client

Application Client

Application Client

Ré

pa

rtiteur d

e c

ha

rge

Serveur web #1

Serveur web #2

Serveur AP Serveur DB Disque de

base

Disque de

base

Disque de

base

Disque de

base

Disque

extra

Disque

extra

Disque

extra Disque

extra

Pa

re-fe

u

API

API


La plateforme de service - SPATIOWL

Gestion de gros

volume de données

Gestion d’utilisateurs

Collection de

données des

senseurs et capteurs

Gestion de POI

Gestion de couches

Analyse

environnement

Analyse circulation

Analyse de zones

Traitement spatio-

temporel

Données de mesure

Performance d’affaires

Système HADOOP

Info

utilisateur

Info

appareil

Gestion

utilisateur

Gestion

appareil

Gestion de

couches

Connexion

externe

condition

Info

POI

Moteur recherche

SOLR

Environnement

d’opération

Application

client

Log

Services optionnels

Plateforme optionnelle

Prévision traffic

Itinéraire Reconnaissance

vocale Traitement

vocal

Plateforme base

Surveillance auto

Surveillance manuelle

Pack

mobile

Utilisateur

Requête de

service

Diffusion de

données

Capteurs et

senseurs

Réseau

Client

Avertissement

anomalie

Création et

maintenance


SPATIOWL - Démonstration

32

http://133.162.245.115/FlexViewer/Home.html


Prototype de viewer SPATIOWL

Résumé :

Période de familiarisation, été 2012 :

• Sans connaissances préalables, alors que le système était expérimental

• Environ 1 mois d’apprentissage

Prototype développé en deux itérations:

• Été 2012 : 2-3 mois, prototype Flex et services d’acquisition serveur

2 développeurs

• Été 2013 : 1-2 mois, prototype Javascript

2-3 développeurs

Quelques détails de développement :

• Les services SPATIOWL sont fournis sous interface REST (Representational State Transfer

• L’intérêt du REST est qu’il peut être utilisé avec toutes les technologies web

• Un API Java est disponible sur le serveur pour développer des services personnalisés d’acquisition de données, de traitement et d’analyse

• Plateforme stable, nos services d’acquisition roulent depuis plus d’un an, sans problème


Prototype de viewer SPATIOWL

Résumé :

Viewer Flex:

• Construit en utilisant Adobe Flash Builder

• API Web d’ESRI

Viewer Javascript

• Construit pour chrome

• Design “responsive”

• Utilise OpenLayers, OpenStreetMap et Dojo ToolKit

Services côté serveur

• Développés en Java, en utilisant Eclipse et NetBeans

• Obtention journalière et hebdomadaire de données UHF, de données du MTQ, de positions d’avion et bateaux, etc.


SPATIOWL viewer – Home page

Viewer Javascript

Français

Anglais

Viewer Flex

Français

Anglais

Viewer original Javascript

Japonais


Viewer SPATIOWL - Présentation

Barre d’outils

Configurable

Carte

Base map available

Layer

POI

Caméras du MTQ

Objets mobiles

Log

Affiche les aller-retour vers le serveur


Visualiser les objets

Objets géographiques

Caméra du MTQ

Objets mobiles


Viewer SPATIOWL – Fonctions de base

Barre d’outils

Sélection et identification

Fonctions d’OM

Carte

Zoom in / out (ou )

Pan (ou )

Couche

Rendre visible/invisible

Rafraîchir à la demande

Rafraîchir temps réel

Console d’activités


Objets géographiques

Cliquer sur un objet: (avec la fonction d’identification activée)

Données de l’objet

Objet fixe

Mis à jour chaque jour

Informations disponibles

Données obligatoires

• Données systèmes

Descriptive data

• Add key/value

• Delete key/value


Caméras du MTQ

Données de l’objet

Objet fixe

Mis à jour chaque jour


Liens vers la caméra

• Vidéo mise à jour aux 5mn


Objets mobiles

Données sur les objets mobiles

Simulation

Données UHF

Circulation aérienne

Circulation maritime


Afficher l’historique

• Objet sélectionné

• Afficher les données d’historiques


Gestion des données

Nouvelle couche

Modification d’une couche

Supprimer une couche

Ajouter des objets géographiques


Gestion de couche – Nouvelle couche

Créer une couche

Bouton “Nouvelle couche”

Spécifier les attributs

Nom

Type de données

• Lieux d’intérêt (POI)

• Objet mobile (OM)

Visualisation

Champs descriptifs

Spécifier la symbologie

Contour & Remplissage

Largeur & opacité

Autres propriétés


Gestion de couche – Modifier les couches

Modifier une couche

Right-click sur la couche

Choisir “Modifier la couche”

Modifier les métadonnées

Visibilité, rafraichissement etc.

Symbologie

Modifier les champs

Supprimer un champ

Ajouter un champ

Modifier les champs


Gestion de couche – Supprimer une couche

Supprimer une couche


Choisir “Supprimer couche”

Couche est supprimée

Effacer l’historique


Choisir “Effacer l’historique”

Historique est supprimé

Effacer tous les objets


Choisir “Supprimer tout”

Tous les objets sont effacés


Gestion de couche – Ajouter un objet

Ajouter un objet


Choisir “Ajouter un objet”

Ajouter un objet

Spécifier l’ID

Spécifier les données descriptives

Choisir le type de géométrie

• Point

• Polyligne

• Polygone

Dessiner sur la carte


Fonctionnalités avancées

MO Path

MO Overlap

MO Classify


Fonctionnalités avancées – MO Path

MO Path

Semblable à la fonction “plot” mais pour plusieurs objets

Paramètres

Choisir une couche

Choisir les dates de début et de fin

Cliquer sur les objets de la couche sur la carte

Cliquer plot


Fonctionnalités avancées – MO Overlap

MO Overlap

Interaction entre une zone et des objets mobiles

Paramètres

Choisir une couche de zones et une d’objets mobiles

Cliquer sur une zone

Cliquer sur “Trouver”

Fonctionnalités

Effacer la sélection avec le bouton “effacer”

Activer la fonctionnalité de rafraîchissement automatique


Fonctionnalités avancées – MO Classify

MO Classify

Classification d’une couche d’objets mobiles selon ses attributs.

Paramètres

Choisir une couche de OM

Choisir l’attribut de classification

Choisir les couleurs

Activer en cliquant sur “classifier”


Fonctionnalités - Exemples


Détection de l’arrivée de bateaux dans un port (pour améliorer l’accès au mode de transport, pour la gestion portuaire)

Analyse de transport maritime

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Carte de déplacements aériens, gestion du bruit, surveillance de parcours aérien, etc.)

Analyse de transport aérien

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Surveillance du trafic aérien en fonction d’un indicateur spécifique (type de véhicule, cargo, vitesse, altitude, etc.)

Analyse de transport aérien

54


Conclusion


1. Objets mobiles, temps réel

• Traitement de larges volumes de données efficace tel que la gestion d’information sur des objets mobiles en temps réel.

2. Possibilité d’échelonnage d’infrastructure

• Puisque SPATIOWL est basée sur le service infonuagique de Fujitsu, il profite des avantages de celui-ci. (répartiteur de charges, espace disque, fail-over, etc.)

• L’infrastructure et les services de SPATIOWL peuvent être mis à l’échelle requise par le client. Le système peut commencer à petite échelle et être étendu graduellement, à mesure que les besoins apparaissent.

3. Configuration des services

• En plus des services de base, SPATIOWL offre des composantes optionnelles (calcul d’itinéraire, traitement vocal, etc.). Le client peut ainsi développer un système ou application qui répond directement à ses besoins.

4. Sécurité

• Fujitsu Global Cloud (FGCP/S5) incorpore un système de sécurité multi-tier pour un environnement opérationnel d’entreprise

• Disponible sur le Cloud ou sur place pour répondre aux besoins de flexibilité des politiques de sécurité du client.

Avantages de SPATIOWL

56


Questions?

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