Transit traccia la posizione degli utenti in metro, senza GPS. Ecco come fa

Sebbene i treni siano tra i mezzi più veloci ed efficienti, viaggiare all’interno di un tunnel privo di segnale cellulare ha sempre rappresentato un’incertezza costante: dove sono? Quanto manca al mio arrivo? Come faccio a sapere se la mia fermata è vicina? Si pensi agli spostamenti in metro: non sempre la connessione Internet è disponibile e certamente non lo è in tutte le città. Abbiamo visto quanto è debole il segnale GPS: figuriamoci se c’è la possibilità di riceverlo sotto terra. Transit è un’applicazione per dispositivi mobili Android e iOS progettata per facilitare gli spostamenti urbani, fornendo informazioni in tempo reale sui mezzi di trasporto pubblici.

Un gruppo di ingegneri di Transit ha sviluppato una soluzione innovativa che sfrutta le vibrazioni generate dal movimento del treno per determinare la posizione dell’utente in tempo reale. Senza bisogno di una connessione GPS, Transit è quindi in grado di stabilire con un elevato grado di approssimazione dove si trova fisicamente l’utente.

Transit: come funziona il tracciamento degli spostamenti dell’utente in metro

Il primo passo per la localizzazione sotterranea è quello di identificare il movimento del treno. Quando l’utente entra in un tunnel, il telefono inizia a raccogliere dati interessanti attraverso l’accelerometro. Transit esamina questi dati per identificare quelle specifiche vibrazioni che corrispondono al movimento di un treno.

La frequenza delle vibrazioni è una variabile chiave: quando il treno è in movimento, la vibrazione media è intorno ai 5 Hz, mentre camminando o aspettando il treno, questa frequenza si riduce a 2 Hz.

Per perfezionare il sistema, il team ha raccolto dati in vari contesti metropolitani in tutto il mondo, tra cui New York, Montreal e Parigi. I membri del team di Transit, armati di smartphone, hanno viaggiato su diverse linee della metro, annotando meticolosamente le loro posizioni e movimenti. Ogni volta che salivano o scendevano da un treno, o che percorrevano una stazione, etichettavano i dati con il preciso intento di sviluppare un “modello di riferimento” utile all’algoritmo. E ha funzionato!

Addestramento di un modello basato sull’intelligenza artificiale

Facendo leva sull’enorme mole di dati raccolti e classificati, gli sviluppatori dell’app Transit hanno sviluppato un modello di machine learning capace di distinguere tra un treno in movimento e altre attività, come camminare o salire le scale.

I dati grezzi, inizialmente disordinati, sono stati elaborati per identificare pattern specifici che permettessero al sistema di riconoscere un treno in movimento, con un’accuratezza che è aumentata man mano che il modello veniva raffinato.

Stima della posizione fisica di ciascun utente

Quando gli ideatori di Transit sono riusciti a identificare con certezza tutte le volte in cui un utente dell’app si trova fisicamente in un treno in movimento, hanno messo in campo una seconda strategia, basata su componente chiamato Mixer.

Quest’ultimo è un secondo modello evoluto che si serve non solo delle vibrazioni per determinare se si è su un treno, ma anche dei dati relativi alla posizione dell’utente precedentemente acquisita (quando il segnale GPS risultava disponibile), gli orari del treno e altre variabili. Combinando queste informazioni, Mixer riesce a stimare con una precisione del 90% la posizione dell’utente nei tunnel sotterranei, come appunto quelli delle metro, anche senza GPS.

Privacy e funzionamento offline

Una delle caratteristiche più innovative del sistema individuato da Transit e già implementato nell’applicazione, è che funziona completamente offline, proteggendo la privacy dell’utente.

Nessun dato è infatti trasmesso verso server esterni: tutte le elaborazioni sono condotte direttamente sul dispositivo, senza che le informazioni siano condivise con soggetti terzi. L’algoritmo di rilevazione è quindi completamente autonomo e sicuro.

Con Transit è possibile sapere sempre dove ci si trova e quando scendere dalla metro

Gli sviluppatori di Transit presentano la nuova funzionalità di rilevamento sotterraneo come una vera e propria rivoluzione per gli spostamenti in metro. Gli utenti possono avere un’idea precisa di dove si trovano nel corso del loro viaggio, anche in assenza di GPS.

L’app è ancora in grado di aggiornare l’ETA (Estimated Time of Arrival), ovvero l’orario di arrivo, in tempo reale e di avvisare l’utente quando si trova vicino alla fermata.

Per utilizzare il sistema, basta avviare l’app Transit sul proprio smartphone Android o iOS, impostare una destinazione e lasciare che l’app rilevi la posizione in tempo reale. Le stazioni sono visualizzate progressivamente sulla mappa, e l’utente è continuamente aggiornato sul percorso.

L’elenco delle città e delle regioni al momento supportate da Transit (la lista è via via aggiornata ed estesa…) è consultabile nella pagina dedicata alla copertura.

Le immagini pubblicate nell’articolo sono di Transit