Aplicación Android para obtener información de tráfico en carreteras

151 Pages·2016·5.19 MB·Spanish

by  Alvaro Gonzalez

Departamento de Ingeniería Telemática

Aplicación Android para obtener
información de tráfico en carreteras

Trabajo Fin de Grado

Autor:
Álvaro González Caballero

Tutor:
Mª Celeste Campo Vázquez

Grado en Ingeniería Telemática
Escuela Politécnica Superior Universidad Carlos III de Madrid
Leganés, Septiembre de 2016
Título: Aplicación Android para obtener información de tráfico
en carreteras.

Autor: D. Álvaro González Caballero.

Tutora: Dña. Mª Celeste Campo Vázquez.

EL TRIBUNAL

Presidente: D. David Larrabeiti López

Secretario: D. Rodolfo Cuerno Rejado

Vocal: D. Yoel Gustavo Yera Mora

Suplente: D. Pedro José Muñoz Merino

Realizado el acto de defensa y lectura del Trabajo de Fin de
Grado el 7 de octubre de 2016, en Leganés, Escuela
Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de Madrid.
II
Agradecimientos
Este documento simboliza el fin de una etapa muy importante en mi vida, tanto
en lo académico como en lo personal, por ello no quiero dejar pasar la ocasión
para dar las gracias:

A mis padres, Coro y Jesús, por vuestro esfuerzo para darme una educación,
pero sobre todo por vuestro cariño y comprensión.

A mi tate, Jesús, por ser siempre el hombro donde apoyarme, por tus consejos
y cariño.

A Elsa, por aparecer, por enseñarme que puedo con todo y ayudarme siempre.
Sin ti todo esto no hubiera sido posible.

A mis abuelos, estén o no físicamente siempre os llevo en el corazón. En
especial a mi abuela Paca, por estar siempre pendiente de mis estudios y de
recordarme que si vagueo viene “el tío de las rebajas”.

A mis amigos, porque aunque pasen los años, seguís estando a mi lado. ¡Y los
que nos quedan!

Gracias
III

Resumen

Desde inicios del siglo XX hasta la actualidad, se ha hecho patente el
incremento de la población de núcleos urbanos en España. Este fenómeno se
conoce con el nombre de éxodo rural y se fundamenta en la búsqueda por
parte de la población, de lugares con mayor nivel de industrialización (lo cual
supone oportunidades de trabajo). Las grandes ciudades han tenido que
afrontar diferentes retos. Uno de ellos es el gran número de vehículos que
circulan por sus calles y carreteras, llegando a provocar en hora punta
numerosos y kilométricos atascos.

Por otro lado, el desarrollo tecnológico que se vive actualmente, ha
propiciado la aparición de dispositivos móviles, con grandes capacidades de
cómputo y numerosos sensores. Vivimos en la era de las comunicaciones a
través de la red.

El presente Trabajo de Fin de Grado busca dar una solución a este
problema del tráfico. Para ello se aprovecha el fenómeno de los dispositivos
móviles, que por su tamaño y su versatilidad, están presentes en el día a día
de millones de personas.

Son numerosas las herramientas que proporcionan los dispositivos
móviles: sensores de aceleración, de localización, de movimiento, de
sensibilidad a la luz. Esta solución para la detección de tráfico, en especial de
eventos de congestión, se basa en la utilización de diferentes sensores. Por
esta razón se diferencia de otras soluciones del mercado, al detectar los
eventos de forma local en el propio dispositivo. Se trata de demostrar que
existen soluciones alternativas, que no sólo ofrecen la misma fiabilidad, sino
que también proporcionan mayor privacidad, además de una utilización de los

recursos de forma sensata.
V
Abstract
Since the beginning of 20th century, the higher level of population in
urban areas has become a fact in Spain. We know this phenomenon by the
name of rural depopulation. This phenomenon is based on people’s search of a
better way to improve their life (they are looking forward to a better job, in
places with a high level of industrialisation). This supposes a goal for big cities.
They face a number of challenges due to the increase of population. One of
these challenges is the big number of vehicles travelling around the different
streets or roads. This is the main cause of traffic congestion during rush hours.

On the other hand, we live in a technological epoch where thanks to the
big and rapid development of new technologies, there are available so many
different types of mobile gadgets. These gadgets have a big computational
capacity and a lot of sensors. We live in the “always on” age, and we use
telecommunications for everything

This Bachelor Thesis tries to look for a solution to the traffic problem. For
that purpose, it uses the mobile devices phenomenon. The number of devices,
the size, and the adaptability of this product are the main reasons why they are
on millions of people life.

Mobile devices provide a large number of different tools, as for example
an accelerometer sensor, a location sensor, a movement sensor, or a light
sensitivity sensor. This solution, for traffic congestion events, is based on the
use of different sensors. The main difference with other solutions is the use of
these sensors to detect events in a local way. The idea is to show, that is
possible to create alternative solutions, that are more safety for the users, with

the same accuracy.
VI
Lista de acrónimos:
AEMET - Agencia Estatal de Meteorología.
API - Application Programming Interface.
APP - Aplicación móvil.
AVD - Android Virtual Device.
BAM - Banda Ancha Móvil.
CU - Caso de uso.
DGT - Dirección General de Tráfico.
UE - Unión Europea.
ERS - Especificación Requisitos de Software.
FM - Frecuencia modulada.
GPS - Sistema de posicionamiento global.

HTTP - Hypertext Transfer Protocol.

IDE - Integrated Development Environment.
PMUS - Plan de Movilidad Urbana Sostenible de la ciudad de Madrid.
PS - Prueba de Software.
RDS - Radio Data System.

RS - Requisito de Software.

SO - Sistema Operativo.

TFG - Trabajo de Fin de Grado.
XML - Extensible Markup Language.
VII

ÍNDICE GENERAL
1. Introducción y objetivos ............................................................................................. 1
1.1. Introducción ........................................................................................................................ 1
1.1.1. Soluciones tecnológicas ...................................................................................................... 2
1.1.2. Soluciones urbanísticas ...................................................................................................... 3
1.1.3. Otras soluciones ..................................................................................................................... 5
1.2. Objetivos ............................................................................................................................... 5
1.2.1. Objetivos del proyecto ........................................................................................................ 5
1.2.2. Objetivos personales ............................................................................................................ 6
1.3. Fases de desarrollo ........................................................................................................... 6
1.4. Recursos empleados ........................................................................................................ 8
1.5. Estructura del documento.............................................................................................. 9
2. Estado del arte ............................................................................................................. 11
2.1. Soluciones/Aplicaciones actuales .............................................................................11
2.1.1. Google Maps .......................................................................................................................... 11
2.1.2. Dirección General de Tráfico .......................................................................................... 13
2.1.3. Aplicaciones colaborativas: Waze ................................................................................ 15
2.1.4. Trabajos de investigación ................................................................................................ 16
2.1.5. Conclusión sobre las soluciones analizadas ............................................................. 17
2.2. Dispositivos móviles. .....................................................................................................18
2.2.1. Sistema de localización: GPS ........................................................................................... 19
2.2.2. Sensores .................................................................................................................................. 19
2.2.3. Conectividad: Redes inalámbricas y móviles ........................................................... 20
2.2.4. Captura de imágenes.......................................................................................................... 21
2.2.5. Conclusión sobre los dispositivos móviles ............................................................... 22
2.3. Desarrollo de software en dispositivos móviles ..................................................22
2.3.1. Introducción al desarrollo en dispositivos móviles .............................................. 22
2.3.2. Sistema Operativo Android ............................................................................................. 23
2.3.3. Librerías de datos sobre tráfico .................................................................................... 28
2.3.4. Conclusión sobre el desarrollo de software en dispositivos móviles ............ 29
2.4. Herramientas de cálculo: Matlab ...............................................................................29
3. Análisis y diseño de la solución técnica .............................................................. 31
3.1. Arquitectura ......................................................................................................................31
3.2. Requisitos ..........................................................................................................................33
3.2.1. Requisitos funcionales ...................................................................................................... 34
3.2.2. Requisitos de restricción .................................................................................................. 37
3.2.3. Requisitos no funcionales ................................................................................................ 39
3.3. Casos de uso ......................................................................................................................41
3.3.1. Casos de uso referentes al usuario ............................................................................... 43
3.3.2. Casos de uso referentes al desarrollador .................................................................. 47
4. Implementación del sistema................................................................................... 49
4.1. Desarrollo ágil ..................................................................................................................49
4.1.1. Aplicación GPS ...................................................................................................................... 51
4.1.2. Aplicación acelerómetro .................................................................................................. 52
4.1.3. Primera aproximación – Calibrado .............................................................................. 54
4.1.4. Segunda aproximación – Toma de datos ................................................................... 59
4.1.5. Tercera aproximación – Comprobación .................................................................... 62
4.1.6. Aplicación final ..................................................................................................................... 63
4.2. Diagrama de flujo ............................................................................................................65
4.3. Aspectos generales e interfaz de usuario ...............................................................69
4.4. Ciclo de vida Android .....................................................................................................71
IX
4.5. Actividades y clases implementadas ........................................................................71
4.5.1. Actividad main .................................................................................................................... 71
4.5.2. Clase HereMaps .................................................................................................................. 72
4.5.3. Clase MyApplication ................................................................................................... 72
4.5.4. Clase Operaciones ......................................................................................................... 72
5. Evaluación y resultados ............................................................................................ 75
5.1. Entorno de pruebas ........................................................................................................75
5.2. Pruebas ...............................................................................................................................75
5.2.1. Pruebas de interfaz ............................................................................................................. 76
5.2.2. Pruebas de funcionamiento ............................................................................................ 78
5.2.3. Pruebas de fiabilidad ......................................................................................................... 80
5.2.4. Comprobando el funcionamiento del algoritmo .................................................... 82
6. Marco regulador .......................................................................................................... 89
7. Conclusión ..................................................................................................................... 93
7.1. Objetivos alcanzados......................................................................................................93
7.1.1. Objetivos del proyecto ...................................................................................................... 93
7.1.2. Objetivos personales .......................................................................................................... 94
7.2. Líneas futuras de trabajo ..............................................................................................94
Anexo A: Gestión del proyecto y presupuesto ........................................................... 95
Gestión del proyecto .....................................................................................................................95
Estimación inicial ..................................................................................................................................... 95
Planificación final ..................................................................................................................................... 96
PERT .............................................................................................................................................................. 99
Presupuesto .................................................................................................................................. 101
Anexo B: Manual de usuario ......................................................................................... 105
Fase de calibración..................................................................................................................... 106
Fase de reposo: ....................................................................................................................................... 106
Fase de movimiento: ............................................................................................................................ 106
Toma de datos .............................................................................................................................. 107
Datos manuales ...................................................................................................................................... 108
Datos automáticos ................................................................................................................................ 108
Cargar/Guardar Calibrado ...................................................................................................... 109
Algunas consideraciones ......................................................................................................... 109
Annex C: English version ................................................................................................ 111
Bibliografía ......................................................................................................................... 133

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