Mobi-System: towards an information system to support sustainable mobility with electric vehicle integration

Abstract

The current Thesis proposes the conceptual aspects and the preliminary prototype of a mobile information system to support information integration and manipulation towards the Electric Vehicle (EV) introduction, and the support of mobility process in urban environments, giving recommendations to drivers about EV range autonomy, charging stations, electricity market, and also as route planner taking into account public transportation, car or bike sharing systems. The main work objective is the creation of an Information and Communication Technology (ICT) platform based on successful approaches developed in the Computer Science Area, recommender systems, cooperative systems and mobile devices, to help the driver of EV by giving real time information related with EV charging process, range autonomy, electricity market participation, and also smart mobility process in cities by giving guidance towards best route options, taking into account time travel and CO2 emissions. Based on the analysis of the problem a conceptual system and a prototype application were created under the designation “Mobi-System”, designed to mobile devices, with relevant information oriented to: (1) EV charging process; (2) EV range autonomy; (3) electricity market participation; and (4) mobility process in smart cities of the future. In this work it was developed an application to store data related with EV charging/discharging process, for further intelligent analysis and remote interaction with the charging system, determining a smart charging procedure, taking into account the distribution electrical system limitations, and the creation of communities with participation in the electricity market. A range estimation and representation process is introduced as part of the help process to assist EV drivers. An Aggregator system and a collaborative broker for distributed energy sources are proposed, taking into account the electricity market. A proposal for data integration of different transportation sources and a multimodal best route path are proposed based on CO2 emissions and time travel.

O presente trabalho consiste na concepção e discussão do sistema Mobi-System, que disponibiliza informação relevante para condutores de veículos elétricos (VE), tendo em conta os problemas dos carregamentos dos VE, a gestão da ansiedade de autonomia (range anxiety) dos condutores, a participação no mercado de energia elétrica, a integração das fontes de energia renováveis, bem como a integração de informação de transportes públicos e a criação de sistemas para gerir o problema da mobilidade sustentável em cidades inteligentes (smart cities). O objectivo principal do trabalho é o uso apropriado de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) baseada em abordagens bem-sucedidas desenvolvidas na área da informática, como os sistemas de recomendação, sistemas cooperativos e dispositivos móveis para ajudar o condutor de VE, dando informações relevantes em tempo real, orientando o condutor para os pontos de carregamento públicos, ou para o melhor caminho tendo em conta o tempo e as políticas ambientais, nomeadamente as emissões de CO2. Com base na análise do problema, um sistema conceitual e uma aplicação protótipo foram criadas sob a designação de Mobi-System, projetada para dispositivos móveis com informações relevantes orientadas a: (1) processo de carregamento do VE feito num local público com a orientação e a reserva de slots de carregamento, ou em casa com a programação do processo de carregamento lento, tendo em conta limitações de potência; (2) gestão assistida da autonomia dos VE; (3) participação no mercado de energia, pela criação de comunidades de condutores com capacidade de participar no mercado de energia, dado o VE poder atuar como um armazenador de energia; e (4) processo de mobilidade em cidades inteligentes do futuro, com a proposta de integração de dados de diferentes tipos de transporte, com indicação do trajeto de melhor rota multimodal, proposto com base nas emissões de CO2 e no tempo das viagens.