Crowdsensing-driven route optimisation algorithms for smart urban mobility

Urban rörlighet anses ofta vara en av de främsta möjliggörarna för en hållbar statsutveckling. Idag skulle det dock kräva ett betydande skifte mot renare och effektivare stadstransporter vilket skulle stödja ökad social och ekonomisk koncentration av resurser i städerna. En viktig prioritet för städer runt om i världen är att stödja medborgarnas rörlighet inom stadsmiljöer medan samtidigt minska trafikstockningar, olyckor och föroreningar. Att utveckla en effektivare och grönare (eller med ett ord; smartare) stadsrörlighet är en av de svåraste problemen att bemöta för stora metropoler. I denna avhandling närmar vi oss problemet från det snabba utvecklingsperspektivet av ITlandskapet i städer vilket möjliggör byggandet av rörlighetslösningar utan stora stora investeringar eller sofistikerad sensortenkik. I synnerhet föreslår vi utnyttjandet av den mobila rörlighetsavkännings, eng. Mobile Crowdsensing (MCS), paradigmen i vilken befolkningen exploaterar sin mobilkommunikation och/eller mobilasensorer med syftet att frivilligt samla, distribuera, lokalt processera och analysera geospecifik information. Rörlighetavkänningssdata (t.ex. händelser, trafikintensitet, buller och luftföroreningar etc.) inhämtad från frivilliga i befolkningen kan ge värdefull information om aktuella rörelsesförhållanden i stad vilka, med adekvata databehandlingsalgoriter, kan användas för att planera människors rörelseflöden inom stadsmiljön. Såtillvida kombineras i denna avhandling två mycket lovande smarta rörlighetsmöjliggörare, eng. Smart Mobility Enablers, nämligen MCS och rese/ruttplanering. Vi kan därmed till viss utsträckning sammanföra forskningsutmaningar från dessa två delar. Vi väljer att separera våra forskningsmål i två delar, dvs forskningssteg: (1) arkitektoniska utmaningar vid design av MCS-system och (2) algoritmiska utmaningar för tillämpningar av MCS-driven ruttplanering. Vi ämnar att visa en logisk forskningsprogression över tiden, med avstamp i mänskligt dirigerade rörelseavkänningssystem som MCS och ett avslut i automatiserade ruttoptimeringsalgoritmer skräddarsydda för specifika MCS-applikationer. Även om vi förlitar oss på heuristiska lösningar och algoritmer för NP-svåra ruttproblem förlitar vi oss på äkta applikationer med syftet att visa på fördelarna med algoritm- och infrastrukturförslagen.La movilidad urbana es considerada una de las principales desencadenantes de un desarrollo urbano sostenible. Sin embargo, hoy en día se requiere una transición hacia un transporte urbano más limpio y más eficiente que soporte una concentración de recursos sociales y económicos cada vez mayor en las ciudades. Una de las principales prioridades para las ciudades de todo el mundo es facilitar la movilidad de los ciudadanos dentro de los entornos urbanos, al mismo tiempo que se reduce la congestión, los accidentes y la contaminación. Sin embargo, desarrollar una movilidad urbana más eficiente y más verde (o en una palabra, más inteligente) es uno de los temas más difíciles de afrontar para las grandes áreas metropolitanas. En esta tesis, abordamos este problema desde la perspectiva de un panorama TIC en rápida evolución que nos permite construir movilidad sin la necesidad de grandes inversiones ni sofisticadas tecnologías de sensores. En particular, proponemos aprovechar el paradigma Mobile Crowdsensing (MCS) en el que los ciudadanos utilizan sus teléfonos móviles y dispositivos, para nosotros recopilar, procesar y analizar localmente información georreferenciada, distribuida voluntariamente. Los datos de movilidad recopilados de ciudadanos que voluntariamente quieren compartirlos (por ejemplo, eventos, intensidad del tráfico, ruido y contaminación del aire, etc.) pueden proporcionar información valiosa sobre las condiciones de movilidad actuales en la ciudad, que con el algoritmo de procesamiento de datos adecuado, pueden utilizarse para enrutar y gestionar el flujo de gente en entornos urbanos. Por lo tanto, en esta tesis combinamos dos prometedoras fuentes de movilidad inteligente: MCS y la planificación de viajes/rutas, uniendo en cierta medida los distintos desafíos de investigación. Hemos dividido nuestros objetivos de investigación en dos etapas: (1) Desafíos arquitectónicos en el diseño de sistemas MCS y (2) Desafíos algorítmicos en la planificación de rutas aprovechando la información del MCS. Nuestro objetivo es demostrar una progresión lógica de la investigación a lo largo del tiempo, comenzando desde los fundamentos de los sistemas de detección centrados en personas, como el MCS, hasta los algoritmos de optimización de rutas diseñados específicamente para la aplicación de estos. Si bien nos centramos en algoritmos y heurísticas para resolver problemas de enrutamiento de clase NP-hard, utilizamos ejemplos de aplicaciones en el mundo real para mostrar las ventajas de los algoritmos e infraestructuras propuestas

2017 College of Business and Economics Sustainability Report

In publishing our fourth sustainability report for the College of Business and Economics (COBE) at Boise State University, we are continuing our efforts to transparently report on the social, economic, and environmental impacts that we have on our key stakeholders, and to role model this leading corporate and organizational practice to inspire our business and academic peers to follow suit. Once again, we combined our efforts with the College of Health Sciences (COHS) to assist in developing their second sustainability report leveraging a combine reporting team. To fully align with our mission, we put learning at the heart of this effort: nine student sustainability reporters from COBE, COHS and the School of Public Service (SPS), collected the data and wrote this report, and twelve students from the Beta Alpha Psi Honors Society conducted the report’s review

End-of-trip facilities for cyclist and realignment of current South African bicycle legislation

Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2016.ENGLISH ABSTRACT: In this thesis, the need to provide more End-of-Trip Facilities (EOTF) for cyclists (and/or other Non-Motorised Transport (NMT) users) is highlighted. Almost all Government sectors (national, provincial and local) have developed some form of NMT Plan, Policy, Strategy or Masterplan to address Travel Demand Management (TDM) and to promote the use of Public Transport and NMT. The level to which these policy documents address the needs of cyclists is however substandard. The current planning legislation requires all new developments to provide vehicular parking to cater for the anticipated use. However, at present, little legislation exists to encourage/compel new developments to provide bicycle parking and bicycle facilities, which could greatly promote the use of NMT. All major cities within South Africa are currently investing in NMT infrastructure or associated awareness programmes, but very little is being done regarding EOTF, which (apart from travel distance) is believed to be one of the most important criteria influencing whether commuters chose to cycle to work versus continue to use their private vehicles. This thesis therefore explores the current South African legislation and highlights potential inhibiters to creating a commuter modal shift towards NMT. The thesis draws from guidelines and literature from international cities to support arguments and recommendations made within this thesis. The international examples were chosen to highlight the fact that South Africa cities are not unique in their pursuit to create a modal shift towards more sustainable transport modes, especially cycling. A South African case study of an existing business complex without end-of-trip facilities is given, and measures the behavioural change following the introduction of some end-of-trip facilities.AFRIKAANSE OPSOMMING: Die noodsaaklikheid vir eindpuntbewaringsfasiliteite (EBF) vir fietsryers of enige ander Nie-Gemotoriseerde Vervoer (NGV) word in die tesis uitgewys. Die drie regerings vlakke (nasionaal, provinsiaal en munisipaal) het omtrent almal een of ander NGV beplanning of strategie ontwikkel om die Vervoer Aanvraagbestuur te ondersteun asook die bevordering van openbare vervoer and NGV. Ongelukkig is die bevordering vir die gebruik van fietse nie goed ondersteun nie. Die huidige wetgewing vir beplanning vereis dat alle nuwe ontwikkelings voorsiening maak vir genoegsame parkering van voertuie. Daarenteen bestaan daar bitter min wetgewing om nuwe ontwikkelings aan te moedig of vereistes te stel om voorsiening te maak vir EBF vir fietse, wat die gebruik van NGV sou bevorder. Huidiglik investeer al die groot stede in Suid Afrika in NGV infrastrukture of bewusmaking programme maar min word gedoen in verband met EBF. Afgesien van vervoer afstande is EBF een van die mees belangrike faktore om te bepaal of 'n pendelaar eerder 'n fiets sou gebruik instede van sy voertuig. Die doel van hierdie tesis is om die huidige wetgewing te ondersoek en hindernisse uit te wys wat sal help om die NGV te laat slaag. Hierdie tesis gebruik riglyne and literatuur van internasionale stede om die argumente en voorstelle wat in die tesis verskyn, te ondersteun. Som internasionale voorbeelde was gebruik om te bewys dat Suid Afrikaanse stede nie uniek is in hul soektog na 'n modale verskuiwing na meer houbare vervoerstelsels, veral die gebruik van fietse. 'n Gevallestudie van 'n huidige besigheids kompleks in Suid Afrika sonder EBF word gebruik en die gedragsverandering word gemeet nadat verskeie EBF's ingestel is en word dan ontleed

A critical analysis of an IoT—aware AAL system for elderly monitoring

Abstract A growing number of elderly people (65+ years old) are affected by particular conditions, such as Mild Cognitive Impairment (MCI) and frailty, which are characterized by a gradual cognitive and physical decline. Early symptoms may spread across years and often they are noticed only at late stages, when the outcomes remain irrevocable and require costly intervention plans. Therefore, the clinical utility of early detecting these conditions is of substantial importance in order to avoid hospitalization and lessen the socio-economic costs of caring, while it may also significantly improve elderly people's quality of life. This work deals with a critical performance analysis of an Internet of Things aware Ambient Assisted Living (AAL) system for elderly monitoring. The analysis is focused on three main system components: (i) the City-wide data capturing layer, (ii) the Cloud-based centralized data management repository, and (iii) the risk analysis and prediction module. Each module can provide different operating modes, therefore the critical analysis aims at defining which are the best solutions according to context's needs. The proposed system architecture is used by the H2020 City4Age project to support geriatricians for the early detection of MCI and frailty conditions

Toward Sustainability: Bike-Sharing Systems Design, Simulation and Management

The goal of this Special Issue is to discuss new challenges in the simulation and management problems of both traditional and innovative bike-sharing systems, to ultimately encourage the competitiveness and attractiveness of BSSs, and contribute to the further promotion of sustainable mobility. We have selected thirteen papers for publication in this Special Issue

Crowdsensing-driven route optimisation algorithms for smart urban mobility

Cotutela Universitat Politècnica de Catalunya i KTH Royal Institute of TechnologyUrban rörlighet anses ofta vara en av de främsta möjliggörarna för en hållbar statsutveckling. Idag skulle det dock kräva ett betydande skifte mot renare och effektivare stadstransporter vilket skulle stödja ökad social och ekonomisk koncentration av resurser i städerna. En viktig prioritet för städer runt om i världen är att stödja medborgarnas rörlighet inom stadsmiljöer medan samtidigt minska trafikstockningar, olyckor och föroreningar. Att utveckla en effektivare och grönare (eller med ett ord; smartare) stadsrörlighet är en av de svåraste problemen att bemöta för stora metropoler. I denna avhandling närmar vi oss problemet från det snabba utvecklingsperspektivet av ITlandskapet i städer vilket möjliggör byggandet av rörlighetslösningar utan stora stora investeringar eller sofistikerad sensortenkik. I synnerhet föreslår vi utnyttjandet av den mobila rörlighetsavkännings, eng. Mobile Crowdsensing (MCS), paradigmen i vilken befolkningen exploaterar sin mobilkommunikation och/eller mobilasensorer med syftet att frivilligt samla, distribuera, lokalt processera och analysera geospecifik information. Rörlighetavkänningssdata (t.ex. händelser, trafikintensitet, buller och luftföroreningar etc.) inhämtad från frivilliga i befolkningen kan ge värdefull information om aktuella rörelsesförhållanden i stad vilka, med adekvata databehandlingsalgoriter, kan användas för att planera människors rörelseflöden inom stadsmiljön. Såtillvida kombineras i denna avhandling två mycket lovande smarta rörlighetsmöjliggörare, eng. Smart Mobility Enablers, nämligen MCS och rese/ruttplanering. Vi kan därmed till viss utsträckning sammanföra forskningsutmaningar från dessa två delar. Vi väljer att separera våra forskningsmål i två delar, dvs forskningssteg: (1) arkitektoniska utmaningar vid design av MCS-system och (2) algoritmiska utmaningar för tillämpningar av MCS-driven ruttplanering. Vi ämnar att visa en logisk forskningsprogression över tiden, med avstamp i mänskligt dirigerade rörelseavkänningssystem som MCS och ett avslut i automatiserade ruttoptimeringsalgoritmer skräddarsydda för specifika MCS-applikationer. Även om vi förlitar oss på heuristiska lösningar och algoritmer för NP-svåra ruttproblem förlitar vi oss på äkta applikationer med syftet att visa på fördelarna med algoritm- och infrastrukturförslagen.La movilidad urbana es considerada una de las principales desencadenantes de un desarrollo urbano sostenible. Sin embargo, hoy en día se requiere una transición hacia un transporte urbano más limpio y más eficiente que soporte una concentración de recursos sociales y económicos cada vez mayor en las ciudades. Una de las principales prioridades para las ciudades de todo el mundo es facilitar la movilidad de los ciudadanos dentro de los entornos urbanos, al mismo tiempo que se reduce la congestión, los accidentes y la contaminación. Sin embargo, desarrollar una movilidad urbana más eficiente y más verde (o en una palabra, más inteligente) es uno de los temas más difíciles de afrontar para las grandes áreas metropolitanas. En esta tesis, abordamos este problema desde la perspectiva de un panorama TIC en rápida evolución que nos permite construir movilidad sin la necesidad de grandes inversiones ni sofisticadas tecnologías de sensores. En particular, proponemos aprovechar el paradigma Mobile Crowdsensing (MCS) en el que los ciudadanos utilizan sus teléfonos móviles y dispositivos, para nosotros recopilar, procesar y analizar localmente información georreferenciada, distribuida voluntariamente. Los datos de movilidad recopilados de ciudadanos que voluntariamente quieren compartirlos (por ejemplo, eventos, intensidad del tráfico, ruido y contaminación del aire, etc.) pueden proporcionar información valiosa sobre las condiciones de movilidad actuales en la ciudad, que con el algoritmo de procesamiento de datos adecuado, pueden utilizarse para enrutar y gestionar el flujo de gente en entornos urbanos. Por lo tanto, en esta tesis combinamos dos prometedoras fuentes de movilidad inteligente: MCS y la planificación de viajes/rutas, uniendo en cierta medida los distintos desafíos de investigación. Hemos dividido nuestros objetivos de investigación en dos etapas: (1) Desafíos arquitectónicos en el diseño de sistemas MCS y (2) Desafíos algorítmicos en la planificación de rutas aprovechando la información del MCS. Nuestro objetivo es demostrar una progresión lógica de la investigación a lo largo del tiempo, comenzando desde los fundamentos de los sistemas de detección centrados en personas, como el MCS, hasta los algoritmos de optimización de rutas diseñados específicamente para la aplicación de estos. Si bien nos centramos en algoritmos y heurísticas para resolver problemas de enrutamiento de clase NP-hard, utilizamos ejemplos de aplicaciones en el mundo real para mostrar las ventajas de los algoritmos e infraestructuras propuestas.Postprint (published version