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3 OS SISTEMAS CIBER FÍSICO COMO MEIO DE REDUÇÃO DOS CONGESTIONA MENTOS

3.1 O AVANÇO DAS TECNOLOGIAS E O IMPACTO CAUSADO NA MOBILIDADE UR BANA

O conceito de Sociedade 5.0 surgiu no final do ano de 2015, no 5º Plano Básico de Ciência e Tecnologia ou originalmente no 5th Science and Technology Basic Plan no Japão [102].

Tem como definição uma sociedade centrada no ser humano, a qual equilibra o avanço econômico com a resolução de problemas sociais, por um sistema que integra o ambiente ciberfísico com o real [103].

Utilizando o conceito de Sociedade 5.0, pode se definir as anteriores como a Sociedade 1.0 como o estágio do desenvolvimento humano caçador-coletor, passando pelos estágios agrário e industrial, respectivamente Sociedade 2.0 e 3.0 e, atualmente estamos indo para a era além da informação, denominada Sociedade 4.0 [102].

O estágio proposto na Sociedade 5.0 está na busca à partir do grande número de dados pelo Big

Data que, por meio da Internet das Coisas (IoT), sejam convertidos em um novo tipo de inteligência

artificial (IA), que beneficiará toda a sociedade.

Referente ao acúmulo de dados, há um número representativo, por exemplo, na área universal da saúde no Japão. Essa numerosa riqueza de dados propicia um ambiente rico de dados brutos utilizáveis para uma atual economia. Isto é, conciliando as necessidades do mercado com o abastecimento pelas indústrias.

A excelência operacional japonesa e anos de pesquisa torna uma vantagem competitiva, criando produtos baseados nas informações extraídas pelo Big Data e Inteligência Artificial, que podem ser fornecidos para a sociedade.

Na figura 3.1 é apresentada a sequências das sociedades, de um a cinco [103].

Os países desenvolvidos há anos têm um crescimento demográfico negativo. A cidade de São Paulo, no Brasil, nos distritos do centro expandido, também é um exemplo de crescimento negativo como já apresentado. A Sociedade 5.0 busca ser uma alternativa na substituição de profissionais que tenderiam a ocupar algumas vagas de trabalho tradicional. A otimização de recursos é o fator primordial no Japão para superar os desafios da diminuição da população em idade produtiva, envelhecimento das comunidades locais e as questões ambientais.

A Sociedade 5.0 visa colocar o ser humano como beneficiário na utilização da tecnologia e não ser dependente de uma tecnologia, de modo que se abre uma discussão de como a sociedade está sendo conduzida a partir de inúmeras possibilidade e alternativas para se ter qualidade de vida [104].

Há quatro macros áreas de atuações focadas na Sociedade 5.0, são elas: na saúde, na mobilidade, na infraestrutura e nas finanças.

Na área da saúde, um diagnóstico assertivo por meio do banco de dados e inteligência artificial, sem a necessidade presencial do médico.

Na mobilidade, voltado à otimização do transporte por meio da distribuição e logística, aten- dendo as regiões rurais e o emprego dos veículos autônomos para esta finalidade, caminhões por com- boio com único motorista e drones.

Na infraestrutura, a implantação de sensores para medições em tempo real das condições das construções de vias, viadutos, túneis e barragens.

E, por último, na área financeira, chamado de FinTech, as transações financeiras sem a neces- sidade de se ter os valores monetários impressos.

Os conceitos da Sociedade 5.0 também podem ser utilizados na cidade de São Paulo, dentro das particularidades regionais. Se tomarmos a cidade de São Paulo, objeto do estudo, no ano de 2019 ocor- reu a Reforma Previdenciária e, consequentemente, uma vida ativa acima dos 60 anos de idade para as próximas décadas.

Esta vida ativa, na faixa etária idoso, se dará por dois fatores: a redução da base da pirâmide como já evidenciado na cidade e a dilatação do tempo de contribuição previdenciária para a aposenta- doria. Portanto, os conceitos são factíveis de serem implantados com adaptações das necessidades pau- listanas, que englobará a mobilidade urbana.

Os veículos automotores, que alavancaram por anos parte da economia brasileira por meio da indústria automobilística, faz parte de um contexto mais amplo em que o país Alemanha classifica em quatro revoluções industriais.

A primeira revolução iniciou-se com a industrialização com as máquinas têxteis e a energia hidráulica em forma de vapor.

A segunda com a eletrificação e a produção em massa, indústria do petróleo, transformações químicas e siderurgia, tornando o automóvel um meio transformador na mobilidade urbana.

A terceira otimiza os processos produtivos por meio da transformação digital e a automação da linha de montagem, decorrente do emprego maciço de computadores e dispositivos Controle Lógico Programável (CLP), que revolucionaram as linhas de produção em massa. O computador pessoal se populariza.

A quarta revolução e a que passamos atualmente, incluem mudanças significativas nos processos industriais, relacionadas aos Sistemas Ciber-Físicos (CPS), as quais possibilitam a integração dos processos produtivos em uma dimensão, que até o presente momento, torna-se um desafio no delineamento do todo. As inovações surgem de formas segmentadas, utilizando Big Data, assim como a proposta da Sociedade 5.0, sendo a mobilidade urbana um dos pontos já afetados.

Na figura 3.2 é apresentada a cronologia das revoluções industriais e a evolução dos computadores de acordo com cada período [105].

Figura 3.2: as revoluções industriais e a evolução dos computadores em cada período.

O termo ITS vem da sigla Intelligent Transport Systems ou Sistemas Inteligentes de Transporte por tradução livre, conceito iniciado nos Estados Unidos.

Este conceito busca a integração entre as quatro variáveis apresentadas no capítulo 2, que são: o ser humano, a via, o veículo e o meio ambiente que, por meio do uso de sistemas fortemente apoiados na tecnologia, contribuem para a segurança no tráfego e na mobilidade urbana.

Os Sistemas Inteligentes de Transporte apoiam-se sobre o trinômio: informação, computação e logística. O aplicativo de smartphone chamado Waze, por exemplo, é uma integração entre o ser hu- mano e a via, assim como os veículos autônomos serão uma integração entre o ser humano e o veículo. O exemplo tradicional está no semáforo, que é a interação do ser humano com a via.

O ITS é dividido em cinco períodos, separados por décadas. Algumas bibliografias nomeiam de ITS 1.0 à ITS 5.0. Na figura 3.3 são apresentadas algumas tecnologias de relevância ao longo das décadas que permeiam da terceira a quarta revolução industrial [106].

Figura 3.3: tecnologias de relevância que afetaram a mobilidade urbana por meio da ITS.

Na área da comunicação de dados, também conhecido como tecnologias Web, teve um avanço da terceira para a quarta revolução industrial como mostra na figura 3.4 [105].

O que inicialmente havia na década de 1990, com a transferência de dados por documentos conectados, passaram para as décadas subsequentes, transferindo os dados entre as empresas conecta- das no século XXI e, atualmente, as coisas conectadas, que inclui o monitoramento da frota circulante no tráfego das cidades.

Em suma, só a última geração, conhecida como Web 3.0, marcou o início de monitoramento de veículos, possibilitando uma forma mais segura e confiável.

Figura 3.4: a evolução dos ambientes web de 1995 a 2020.

Na Web 3.0 se tem os sistemas Ciber-físicos, que são basicamente as conexões do mundo digital com o mundo físico. Analisando os avanços relacionados ao uso da Web na década de 1990 com as projeções para 2020, passará de 15 milhões de pessoas conectadas para 7 bilhões. Neste mesmo período, mundialmente passará de 6 milhões de computadores conectados no ano de 1997 para 50 bilhões de dispositivos conectados [105].

Conforme os avanços da tecnologia, seja ela mecânica e posteriormente elétrica, houve períodos em que a produção em massa foi necessária para atender a população. Antes do período da primeira revolução industrial os produtos artesanais eram confeccionados conforme a necessidade do cliente. Na segunda e terceira revolução, a produção em massa e a manufatura enxuta popularizaram o trans- porte individual. A quarta revolução, com o aperfeiçoamento dos processos produtivos, volta a ter pro- dutos e serviços personalizados, mesmo com o aumento da população entre os períodos.

Na produção artesanal, no final do século XIX, e, na produção personalizada, no início do sé- culo XXI, a demanda é variável e competitivamente maior. Com a demanda maior que o fornecimento, as escolhas da geração Z e, futuramente, a Alpha são afetadas.

No século XX, a produção em massa é aperfeiçoada pela manufatura enxuta e tem uma de- manda contínua e menor competitividade. Com a demanda maior que o fornecimento, afeta o hábito das gerações Babby boomers, Boomers, X e Y. Na figura 3.5 é apresentado as mudanças da produção e as necessidades dos clientes de acordo com as gerações [107].

Figura 3.5: as demandas de mercado em função das necessidades dos clientes de acordo com as gera- ções Baby boomers, Boomers, X, Y e Z.

Os automóveis, desde o início da produção em massa, competiam com os próprios automóveis em diferentes segmentos de acordo com as preferências e recursos financeiros, em busca de um trans- porte motorizado individual, como mostra na figura 3.5. Na década de 2010, os aplicativos de smar-

tphone quebram o paradigma de ter um automóvel para ter mobilidade. A concorrência do veículo SUV,

que mais cresce em participação de mercado no país, concorre não mais com outro automóvel, mas com alternativas de deslocamento.

Os aplicativos de smartphones começam a digitalizar o mercado e inicia uma mudança no há- bito do ser humano. De uma contratação de transportes locais a casas fora do ambiente convencional, as facilidades dos recursos estão literalmente na palma da mão, reduzindo o número de deslocamentos devido à assertividade no momento da contratação.

Além disso, a oferta de serviços como de compras on line começam a ser oferecidos por apli- cativo, sem a necessidade de deslocamentos, que favorece na tomada de decisão apresentado no item 2.4.2. As redes sociais na web é uma fonte de trocas de informações a respeito de um serviço, que aumenta a credibilidade e a aceitação de outros usuários.

Comparando um modelo de veículo consolidado no mercado como o Toyota Corolla, em que a primeira versão foi lançada em 1966, levou 52 anos para se chegar à 12ª segunda geração, lançado em 2019. A base para os aplicativos de smartphones foi lançado em 2007 e nesse mesmo ano já está na 11ª geração em apenas 12 anos, isto é, uma atualização de versão em menos de 1 ano de existência.

Os setores de compartilhamento de serviços, como o transporte que em 2013 representava ape- nas 5% dos consumidores, têm uma projeção mundial a qual representará em 2025 a metade dos servi- ços oferecidos [108].

De acordo com uma pesquisa mundial, as gerações estão diretamente relacionadas aos públicos que utilizam os serviços compartilhados. A geração Y, de 21 a 34 anos, são os usuários mais represen- tativos em função do período da pesquisa [109].

Conforme o envelhecimento da Geração Y, há uma tendência que a Geração Z continue a ser usuários dos serviços compartilhados. A América Latina tem uma aceitação melhor que os usuários da América do Norte e Europa, quando comparados na Geração Y. Nas Gerações Baby boomers/ Boomers, de 50 a 64 anos e X, de 35 a 49 anos, os usuários da América Latina são os que mais utilizam os serviços por compartilhamento [109].

A quarta revolução industrial muda a ordem de valoração das empresas que lideram o mercado mundial. Comparando as maiores empresas globais de acordo com a base dos Modelos de Plataforma de Negócios, em uma diferença de 10 anos, de 2008 a 2018, houve sete mudanças representativas para empresas voltadas às tecnologias [110].

Atualmente o setor de tecnologia, prepondera entre as maiores empresas mundiais. As empresas relacionadas à mobilidade por matriz energética, por meio da comercialização de combustíveis fósseis, perdem suas colocações no mercado.

Na figura 3.6 há um comparativo das dez empresas mais valorizadas no ano de 2018 e 2008 [110]. Destaque para 2018 a sexta e oitava posição com empresas de tecnologia chinesas.

No maior mercado de mobilidade urbana, a China, busca parcerias na ordem de 5 bilhões de reais voltado às startups no segmento de mobilidade, que inclui as empresas Tecent e Alibaba se asso- ciando com empresa de automóveis chineses. As duas empresas fazem parte das maiores empresas de negócio [111].

No início de 2019, uma divisão da BAIC, empresa automotiva estatal da China, fez parceria com Didi Chuxing, a maior startup de viagens de carona do país, em uma joint venture para desenvolver sistemas de carros conectados de última geração, incluindo veículos elétricos e híbridos, e inteligência artificial [112].

Segundo a PWC, o segmento de mobilidade como serviço terá um valor US$ 1,4 trilhão em 2030 nos Estados Unidos, União Europeia e China. Nessa mesma perspectiva, o Brasil está na quarta posição de captação de investimentos no ano de 2030 e pode se beneficiar também no segmento de mobilidade [113].

As fabricantes BMW e a Daimler fundiram seus serviços de mobilidade urbana e se comprometeram a investir mais de US $ 1 bilhão na joint venture. Ford e Volkswagen formaram uma aliança global para veículos autônomos e elétricos e serviços de mobilidade, começando com a construção de caminhões e vans personalizados [112].

A Toyota fez uma parceria com a SoftBank na joint venture Monet Technologies para investir em serviços de mobilidade sob demanda e análise de dados e mobilidade como veículo autônomo [112]. Os anos de 2018 e 2019 tiveram um crescimento em negociações entre empresas do ramo au- tomobilístico com empresas de tecnologia. As negociações atingiram US$ 82 bilhões em 2018, mais do que o dobro do valor médio da indústria entre 2010 e 2017 [112].

As empresas tradicionais, que em algum momento na história já tiveram a inovação que as tornaram grandes, buscam se reinventar e expandir para novos produtos e serviços para se manter competitivos e, as empresas de tecnologia apoiadas por investidores buscam acordos com a indústria automobilística para ampliar os negócios.

A área de tecnologia lidera as transformações no mundo e a mobilidade das pessoas faz parte deste negócio. Consequentemente, os acordos com as empresas de tecnologia, voltada à inovação, contribuem para acelerar o processo e manter atrativa para os consumidores de diferentes gerações. As empresas também usam estes acordos para criar know-how e a capacidades das gerações imersas a estes processo e que tenham as habilidades digitais necessárias para desenvolver novos conceitos e serviços de mobilidade ligados, por exemplo, aos veículos autônomos e elétricos.

3.2 A INSERÇÃO DOS CONCEITOS DO AMBIENTE CIBER-FÍSICO NO MONITORA-