Development of Fleet Management Systems for Autonomous Vehicles

Abstract

The purpose of this thesis was to analyze the development aspects of fleet-management systems for autonomous vehicles and to develop a simulation platform which could be utilized to discover benefits, drawbacks and possible risks involved with self-driving buses in public transportation. The subject was approached by researching fleet-management, with an emphasis on route optimization methods, followed by examination of basic web application technologies. The thesis also examines software architectures related to software component interaction, the Java language and design patterns.

The developed simulation platform covers common operating models of public transportation whilst displaying relevant data of the intricacies of the operation near real-time on a map. The report for the thesis serves partly as the documentation for platform, due to which insights and further development possibilities discovered during development were thoroughly showcased. Notable further development possibilities include the implementation of WebSockets and improving the error handling in the platform.

The developed platform and all the source code were made publicly available in early 2018 under the open source MIT license and have attracted attention internationally. The end results of the project were found satisfying and the developed platform could be utilized to experiment with public transportation scenarios with customizable variables.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli perehtyä autonomisille ajoneuvoille tarkoitettujen kalustonhallintatyökalujen kehitysnäkökohtiin ja tavoitteena oli kehittää simulointialusta, jota hyödyntämällä voitaisiin löytää hyötyjä, haittoja ja riskejä itseajavien bussien käyttöönotosta joukkoliikenteessä. Aihetta lähestyttiin tutustumalla kalustonhallintatyökalujen toimintaan, jossa painotettiin reittioptimointimenetelmiä. Sen jälkeen tutkittiin verkkosovellusten perusteknologioita. Työssä tutustuttiin myös hajautettujen sovellusten väliseen kommunikointiin, Java-kieleen ja ohjelmistojen suunnittelumalleihin.

Insinöörityössä kehitetty simulointialusta pyrkii kattamaan kaikki yleiset joukkoliikenteen toimintamallit ja tuomaan esille reaaliajassa toiminnan kannalta merkittäviä tietoja helposti luettavassa muodossa. Projektin onnistumisen kannalta alustan selvällä arkkitehtuurilla oli oleellinen rooli. Kehityksen aikana keskityttiin ohjelmistokoodin ylläpitoon hyödyntämällä hyväksi todettuja käytäntöjä, tunnettuja ohjelmistokirjastoja ja perusteellisella dokumentaatiolla.

Kehitetyllä alustalla voidaan simuloida muunneltavia joukkoliikenneskenaarioita autonomisille ajoneuvoille. Insinöörityöraportti toimii osin toteutuksen dokumentaationa, minkä vuoksi työssä kuvailtiin kehitystyön aikana havaittuja oivalluksia ja jatkokehitysmahdollisuuksia perusteellisesti. Huomattavimpia työn aikana havaittuja jatkokehitysmahdollisuuksia alustalle ovat WebSocket-verkkotekniikan käyttöönotto, virheiden käsittelyn parantaminen ja ajoneuvoille suunniteltujen reittien päivittäminen vastaamaan vaatimuksia kysynnän muuttuessa.

Kehitetty alusta ja lähdekoodit julkistettiin vuoden 2018 alussa avoimen lähdekoodin MIT-lisenssin alaisuudessa. Hankkeen lopputulokset todettiin tyydyttäviksi. Onnistuneesta toteutuksesta kertoo myös lähdekoodin herättämä kansainvälinen huomio.