Usando aprendizado de máquina para melhorar a mobilidade

No cenário tecnológico em constante mudança de hoje, uma área que tem despertado grande interesse é a inteligência artificial (IA). Com a capacidade de simular a inteligência humana e executar tarefas complexas, a IA possui um enorme potencial para transformar diferentes áreas do nosso cotidiano. A seguir, focamos na importância da IA no setor de transportes, seus impactos e suas vantagens.

O que é inteligência artificial – e ela veio para ficar?


A Inteligência Artificial (IA) é uma das áreas mais empolgantes e que mais avançam dentro da ciência da computação. Ela envolve o desenvolvimento de tecnologias inteligentes capazes de realizar tarefas que normalmente exigem a inteligência humana, como aprender, resolver problemas, tomar decisões e compreender a linguagem natural.

Embora existam preocupações quanto ao impacto da IA no mercado de trabalho e na sociedade, muitos especialistas acreditam que seus benefícios superarão os riscos. Ao automatizar tarefas repetitivas, a IA permite que as pessoas se dediquem a atividades mais criativas e significativas. Além disso, a tecnologia pode nos ajudar a tomar decisões mais acertadas e compreender melhor o mundo ao nosso redor.

As aplicações da IA são variadas e abrangentes. Vamos analisar seus efeitos no setor de transportes.

Inteligência Artificial no transporte


A Inteligência Artificial (IA) está transformando a indústria de transportes, trazendo melhorias significativas em eficiência, segurança e praticidade. Para isso, o uso do aprendizado de máquina tem se tornado cada vez mais comum em diversos segmentos da mobilidade.

Nos últimos anos, os avanços no aprendizado de máquina aceleraram a adoção da IA em várias áreas, incluindo transporte e mobilidade.

Mas como planejadores de mobilidade, operadores — e principalmente o público — podem se beneficiar dessa tecnologia? Veja alguns exemplos a seguir.

IA e veículos autônomos


Um dos principais setores do transporte em que a Inteligência Artificial tem causado grande impacto é o dos veículos autônomos. Os carros autônomos têm o potencial de reduzir acidentes provocados por falhas humanas e melhorar o fluxo do tráfego em geral. Diversas montadoras e empresas de tecnologia já estão desenvolvendo esses veículos, e algumas inclusive já realizam testes em vias públicas.

Em muitos casos, os desenvolvedores treinam algoritmos de controle baseados em IA para imitar o comportamento de motoristas experientes, circulando no meio do tráfego. A PTV Group, por exemplo, colabora com desenvolvedores de IA em projetos como o CoExist, garantindo que o comportamento de veículos autônomos seja representado de forma precisa em suas ferramentas de simulação de tráfego. Dispositivos com IA (como os sistemas avançados de assistência ao condutor – ADAS) otimizam a forma como dirigimos e reduzem a chance de erros humanos.

Para que as estradas inteligentes realmente entreguem seus benefícios, seria necessário que os carros autônomos fossem amplamente adotados. No entanto, atualmente, o público ainda demonstra certa desconfiança em entregar o controle do volante à inteligência artificial. Essa hesitação também se reflete na falta de avanços em regulamentações e legislações sobre o tema.

IA em sistemas de gestão de tráfego


A Inteligência Artificial também está sendo aplicada em sistemas de gerenciamento de tráfego para otimizar o fluxo de veículos e reduzir os congestionamentos. Por meio da análise de dados de tráfego em tempo real, algoritmos de IA conseguem ajustar os sinais de trânsito e redirecionar os veículos para rotas menos congestionadas, diminuindo o tempo de viagem e o consumo de combustível.

A gestão inteligente do tráfego já está sendo colocada em prática com sucesso. Cidades como Taichung, Viena, York e Roma já utilizam a solução em tempo real da PTV, que combina técnicas de aprendizado de máquina com modelagem dinâmica do tráfego.

Esse software, o PTV Optima, permite que operadores façam previsões confiáveis do tráfego com até 60 minutos de antecedência e identifiquem os melhores cenários para lidar com congestionamentos, bloqueios de vias e obras.

O gerenciamento inteligente do tráfego permite que operadores reajam rapidamente a mudanças nas condições viárias. Isso ajuda a evitar ou atenuar engarrafamentos, muitas vezes antes mesmo que eles ocorram.

A IA também contribui para melhorar o monitoramento do volume de veículos em diversos pontos da malha viária. Ela auxilia os controladores de tráfego a identificar condições anormais e baseia suas previsões em situações de tráfego semelhantes registradas no passado.

Outra aplicação da IA é o controle adaptativo dos semáforos. Um exemplo disso é Taipei, que utiliza o PTV Balance — um software que ajusta continuamente os tempos dos sinais de trânsito para melhorar o fluxo de veículos e reduzir emissões e atrasos.

A mobilidade sustentável frequentemente é impulsionada pela IA e por tecnologias inteligentes. O objetivo é coletar e processar dados para aperfeiçoar o funcionamento e a integração dos sistemas de transporte. Com uma adoção mais ampla dessas soluções, os benefícios seriam ainda mais evidentes.

IA no transporte público


Assim como no transporte privado, a gestão em tempo real do transporte público também pode se beneficiar da otimização auxiliada por IA. Grandes volumes de dados, vindos de sistemas de bilhetagem e de equipamentos automáticos de contagem de passageiros, contribuem para uma compreensão mais precisa dos fluxos de pessoas ao longo da rede. Com uma visão mais clara da situação, os controladores de tráfego podem agir rapidamente quando os padrões de demanda fogem do comum ou quando atrasos e falhas na infraestrutura impactam as operações.

Algoritmos podem ajudar tanto os operadores quanto os passageiros, sugerindo as melhores formas de lidar com a situação. Os controladores podem decidir pelas ações mais adequadas para restaurar o funcionamento normal, como encurtar rotas de trens ou ônibus, substituir trens por ônibus, ou escolher quais conexões manter e quais cortar, sempre com o objetivo de reduzir ao máximo os transtornos para os usuários. Já os passageiros recebem notificações com a melhor rota alternativa até seu destino, buscando minimizar atrasos.

Incorporar tudo isso ao PTV Optima traz vantagens significativas: as decisões são baseadas em uma visão unificada do tráfego, abrangendo transporte público e privado — algo essencial para a substituição prática por ônibus, por exemplo. Além disso, as recomendações do planejador de viagens para os passageiros são sempre alinhadas com as ações dos controladores, o que reduz o número de viajantes prejudicados ou abandonados em suas rotas.

Atualmente, a PTV está trabalhando na implementação desse objetivo por meio do projeto de pesquisa UPPER, financiado pela União Europeia e coordenado pela UITP.

IA na mobilidade compartilhada


Nos serviços de mobilidade sob demanda, a Inteligência Artificial pode otimizar a distribuição de frotas de veículos compartilhados e melhorar a experiência dos passageiros.

Ao analisar dados sobre a demanda de usuários e as condições do tráfego, algoritmos de IA conseguem prever a procura por transporte com até uma hora de antecedência. Veículos ociosos são então direcionados para áreas onde a demanda futura será maior, chegando a tempo para realizar as próximas corridas. Isso diminui o tempo de espera e reduz desvios desnecessários.

Nesse cenário, a IA supera métodos tradicionais de análise temporal: redes neurais não apenas observam a evolução da demanda ao longo do tempo, mas também identificam padrões espaciais — muitas vezes, a procura em um determinado bairro está ligada à demanda em regiões vizinhas da cidade.

IA em ação: o caso do #transmove


Hamburgo, a segunda maior cidade da Alemanha, busca enfrentar os congestionamentos, reduzir as emissões e melhorar a mobilidade. Para isso, um projeto financiado pelo governo alemão e pela própria cidade vem ganhando destaque: o #transmove. O objetivo é permitir previsões de mobilidade inteligentes e sustentáveis, além de fornecer recomendações para uma melhor gestão do tráfego.

O #transmove oferece a planejadores urbanos, especialistas em tráfego e também aos cidadãos comuns, previsões confiáveis de mobilidade a curto e longo prazo — acessíveis diretamente em seus computadores ou dispositivos móveis. Isso contribui para manter o tráfego fluindo e melhora a mobilidade, ao mesmo tempo em que ajuda a reduzir a poluição causada pelos transportes.

No projeto, as previsões são geradas por meio de uma combinação inovadora entre simulações dinâmicas baseadas em agentes (que modelam o comportamento individual dos usuários de mobilidade) e uma abordagem de previsão estática baseada no modelo de transporte da cidade de Hamburgo. Os resultados e recomendações são disponibilizados a todos os envolvidos, levando em conta suas diferentes necessidades e expectativas.

Além do algoritmo de aprendizado de máquina integrado, a simulação do comportamento individual dos usuários faz parte dos cálculos de previsão, como parte de uma pesquisa científica paralela sobre modelagem baseada em agentes.

Com base nesse software, os coordenadores de tráfego conseguem avaliar os impactos de medidas planejadas no fluxo de mobilidade em Hamburgo. Assim, é possível prever os melhores períodos para obras na infraestrutura (como horários de menor tráfego ou execução simultânea de intervenções), garantindo um planejamento mais eficiente. Isso gera economia de tempo e custos, já que todas as informações necessárias estão reunidas em uma única plataforma. Outro destaque está na qualidade: as previsões baseadas em IA são altamente precisas, permitindo decisões muito mais realistas e eficazes.

Resumindo: planejadores e gestores passam a contar com previsões mais confiáveis e detalhadas; a população, com melhor qualidade de vida.

IA na logística de transportes


Outra área em que a Inteligência Artificial está trazendo grandes avanços é a logística e o gerenciamento da cadeia de suprimentos. Ao analisar dados sobre rotas de entrega, padrões de tráfego e condições climáticas, algoritmos de IA conseguem otimizar os trajetos, reduzindo o consumo de combustível e as emissões de poluentes.

Será que os despachantes humanos em empresas de logística serão substituídos por softwares de planejamento baseados em IA? A resposta é claramente não. Softwares de roteirização e agendamento utilizam algoritmos para calcular rotas, mas nem todas as variáveis, restrições e condições podem ser previstas por esses sistemas. Além disso, eles não lidam bem com exceções ou mudanças inesperadas. É aí que entra a experiência e o conhecimento dos despachantes humanos.

O futuro da IA no transporte


De forma geral, a IA está transformando o setor de transportes, tornando-o mais eficiente, seguro e prático para todos. Ainda existem desafios a serem superados, como a necessidade de mais dados e o desenvolvimento de regulamentações robustas, mas os benefícios da IA nessa área são evidentes e tendem a crescer cada vez mais.

Há, no entanto, um enorme espaço para expansão. A grande quantidade de dados disponível hoje ainda é pouco explorada, o que representa um potencial significativo — não apenas no campo do aprendizado de máquina e da inteligência artificial, mas também em análises de dados e visualização de informações.

Na PTV Group, estamos desenvolvendo uma série de novos painéis interativos que serão lançados em breve, com o objetivo de fornecer insights de mobilidade acessíveis às cidades. Em 2022, a empresa lançou o primeiro painel, o PTV Access, que mostra índices de mobilidade e acessibilidade em cidades alemãs — com expansão prevista para a França e outras cidades do mundo. Ferramentas como essas ajudam os gestores urbanos a construir ambientes mais sustentáveis e inclusivos, centrados nas necessidades dos cidadãos.

Em resumo, a aplicação da IA no transporte pode nos ajudar a criar um sistema mais seguro, eficiente e sustentável. Com o avanço contínuo das pesquisas e inovações, podemos esperar um futuro em que a mobilidade seja mais acessível, prática e ambientalmente responsável.

Com conteúdo do PTV GROUP.

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