Una arquitectura para la gestión de información georreferenciada con integración de datos masivos : aplicaciones ITS

Abstract

Objetivos La tesis doctoral “Una Arquitectura para la Gestión de Información Georreferenciada con Integración de Datos Masivos: Aplicaciones ITS” tiene como objetivo general el plantear una arquitectura que sirva de marco para la creación de sistemas completos ITS (Sistemas Inteligentes de Transporte) que gestionen cantidades masivas de información georreferenciada. La idea de sistema completo se refiere a que engloba a todas las entidades involucradas en el sistema, tanto a las fuentes de información como a los responsables del procesamiento y a las aplicaciones de los usuarios finales. De esta manera, cada sistema en concreto adaptará las estaciones hardware o componentes software planteados conforme a sus necesidades concretas. En base a los problemas propuestos, se tratarán de cumplir los siguientes objetivos: 1. Desarrollar una herramienta capaz de procesar información referenciada geográficamente procedente de diversas fuentes, realizando las conversiones necesarias para localizar la información en el sistema de referencia apropiado y permitiendo la visualización de los resultados de manera gráfica. 2. Describir una arquitectura que facilite la gestión eficiente de cantidades masivas de información, haciendo uso de las tecnologías necesarias para analizar grandes volúmenes de datos con un coste de recursos aceptable. 3. Suministrar los componentes habituales en aplicaciones ITS con el objetivo de simplificar su desarrollo, gracias a la producción de elementos hardware y software reutilizables y escalables. 4. Ofrecer una herramienta integral que aúne distintas aplicaciones ITS en un mismo esquema hardware y software, mostrando así el beneficio de la utilización de la arquitectura propuesta. Metodología Para lograr estos objetivos, la tesis se ha desarrollado siguiendo ciertas normas: • Planificar una arquitectura hardware y software, modular y escalable, que estructure los sistemas de monitorización y procesamiento de datos masivos. • Permitir diversas fuentes de información para el sistema, tanto internas al mismo como de entidades externas. • Permitir el acceso remoto a los datos obtenidos por las distintas fuentes. • Permitir el acceso homogéneo a información propia y de terceros. • Integrar en una cartografía información procedente de fuentes heterogéneas. • Realizar el procesamiento de la información de forma eficiente en cuanto a latencia de las respuestas. • Generar mapas temáticos relevantes a partir del procesamiento de la información, que proporcionen consciencia sobre la situación real. • Admitir sistemas de ayuda a la decisión en base a las situaciones detectadas. • Ser capaz de generar alarmas en los casos necesarios. • Producir aplicaciones que ejemplifiquen la utilización de la arquitectura y la validen. Resultados Las principales contribuciones de la tesis se pueden resumir de la siguiente manera: • El diseño de estructuras arquitectónicas modulares sobre las cuales poder crear aplicaciones ITS, usando diversas fuentes y consumidores de información, basada en un conjunto de equipos físicos y unidades que cumplen los requisitos necesarios para llevar a cabo las distintas tareas del sistema. • La implementación de módulos software reutilizables, basados en el paradigma de orientación a objetos, capaces de la gestión de información masiva y georreferenciada. La arquitectura software está basada en capas con interfaces definidas para la comunicación entre las mismas, de forma que permite cambiar la implementación de cada una, así como el desarrollo incremental del sistema completo • La implementación de varios sistemas ITS que utilizan y explotan los beneficios de las partes antes comentadas. Estos sistemas validan experimentalmente la arquitectura.

Objectives The general objective of the doctoral thesis “Una Arquitectura para la Gestión de Información Georreferenciada con Integración de Datos Masivos: Aplicaciones ITS” is to suggest a frame architecture to create whole ITS Systems (Intelligent Transport System) that manage massive and geographically referenced information. The idea of whole systems is because they aggregate all the entities involved, both the data sources and processing manager or user applications. In this way, each specific system will adapt the proposed hardware and software modules just as it particular needs. Based on posed problems, the following objectives are proposed: 1. Develop a tool capable of processing geographically referenced information from several data sources. The tool must achieve the necessary conversions to localize the information in a suitable reference system and allow the graphic visualization of the results. 2. Describe an architecture which facilitates the efficient management of massive information, making use of appropriate technologies to analyze huge volume of data with a reasonable resources cost. 3. Supply usual components for ITS applications, by way of reusable and scalable hardware and software elements, with the aim of simplify the development of those applications. 4. Offer an integral tool that join different ITS applications in one hardware and software thinking to show the benefits of the proposed architecture use. Methodology The thesis has followed these methods to achieve the previous objectives: • Plan hardware and software architecture, modular and scalable, that organize the monitoring and processing systems. • Permit several data sources for the system, as many internal as external. • Permit remote access to data from various sources. • Permit homogeneous access to own information and from third parties. • Integrate the information into cartography. • Make the information processing in an efficiently way as regards responses latency. • Generate relevant thematic maps from the information processing to obtain situation awareness. • Admit decision support system based on the detected situations. • Be able to generating alarms if necessary. • Build applications to validate the proponed architecture. Results The main contributions of the thesis are summarized below: • The design of modular architectural structures to create ITS applications using several data sources and data consumers. These structures are based on a set of physical and virtual equipments that meet the necessary requirements for all the tasks of the systems. • The implementation of reused software modules, using the object oriented paradigm, capable of managing the massive and geographically referenced information. The software architecture is based on layers with defined interfaces for the communications between themselves. It allows changing the implementation of each layer as well as the incremental development of whole system. • The implementation of several ITS systems that use and take advantage of the benefits of the previous items. These systems validate experimentally the proposed architecture.