Escuela superior politécnica del litoral facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación



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CAPÍTULO 3






  1. DISEÑO DEL PROTOTIPO



Introducción

En los capítulos anteriores se describió la importancia de contar con una herramienta que permita generar rutas de transporte de manera automática y óptima y a la vez poder visualizarlas de manera gráfica, así como cuales eran los alcances dentro de este proyecto de tesis. En este capítulo se detallará la estrategia de diseño a aplicar para implementar el aplicativo web para generación de rutas con las características previamente definidas.




    1. Arquitectura del Sistema



Plataforma de Desarrollo

Las herramientas a ser utilizadas para desarrollar la aplicación web son las siguientes:




  • Visual JSF.

  • Java Server Pages (JSP).

  • Netbeans.

  • Base de Datos MySql.

  • JavaScript.


Visual JSF:

Entre los diferentes frameworks de desarrollo de aplicaciones web que existen se eligió uno que ofreciera componentes ricos ya desarrollados para de esta manera disminuir el tiempo de desarrollo sin sacrificar la usabilidad. Visual JSF es propuesto por la Sun MicroSystems como un modelo de componentes que cumple con las características señaladas. En la figura 3.1 se muestran ejemplos de algunos de los componentes.



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Figura 3.1: Algunos componentes disponibles en Visual JSF.
Visual JSF es un framework de desarrollo basado en el modelo MVC (Modelo Vista Controlador) de libre distribución que simplifica el desarrollo de interfaces del usuario. JSF usa Java Server Pages para el despliegue de las páginas web. Entre las características de JSF tenemos:


  • Un conjunto de APIs para representar componentes de una interfaz de usuario y administrar su estado, manejar eventos, validar entrada, definir un esquema de navegación de las páginas y dar soporte para internacionalización y accesibilidad.

  • Un conjunto por defecto de componentes para la interfaz de usuario.

  • Dos bibliotecas de etiquetas personalizadas para JavaServer Pages que permiten expresar una interfaz JavaServer Faces dentro de una página JSP.

  • Un modelo de eventos en el lado del servidor.

  • Administración de estados.

  • Beans administrados.


Java Server Pages (JSP):

Es una tecnología orientada a crear páginas web dinámicas con programación Java de lado del servidor. El motor de JSP está basado en los servlets de Java - programas en Java destinados a ejecutarse en el servidor.




Netbeans:

Para facilitar el desarrollo del proyecto se utilizará Netbeans como entorno de desarrollo. Netbeans es una herramienta para desarrollar que permite compilar, depurar y ejecutar programas. El IDE NetBeans es un producto libre y gratuito sin restricciones de uso desarrollado por la Sun MicroSystems.



Base de Datos MySql:

Dado que el proyecto a implementar requiere almacenar información variada sobre: intersecciones de calles geocodificadas, rutas generadas, datos de alumno/personal, etc.; fue necesario utilizar un repositorio que almacene los datos de manera confiable y eficiente. MySql cumple con los requerimientos anteriormente mencionados y además no representa un costo para el proyecto porque es un producto de software libre.




JavaScript:

Para implementar las páginas web que mostrarán las rutas generadas en un mapa geográfico, se utilizará el lenguaje de programación Javascript, desarrollado por Netscape, como la herramienta que permita ejecutar funciones del API’s de Google Maps del lado del cliente.




Usuarios del Sistema:

A continuación se definen los usuarios con los que el aplicativo web a implementar interactuará:




  • Usuario Administrador.- quien tendrá acceso a todas las funciones como: ingreso de personal, generación de rutas, mantenimiento de rutas, reportes y mantenimientos de las diferentes tareas propias de este tipo de servicio que se implementarán en el aplicativo.



  • Usuario de consulta.- quien tendrá sólo acceso a la visualización de las rutas que se tengan generadas en el sistema.

En la figura 3.2 se muestra un diagrama con la relación entre cada uno de sus componentes. El usuario administrador trabaja directamente con el aplicativo web, que a su vez almacena la información recibida en la base de datos para luego ser utilizada en la generación de rutas óptimas. El usuario de consulta también trabaja directamente con el aplicativo web, pero sólo tiene acceso a la consulta y visualización de rutas generadas.




Figura 3.2: Arquitectura del Prototipo.
Para implementar cada una de las funciones del aplicativo web y administrar los datos requeridos de una manera organizada, adecuada y eficiente se ha procedido a crear módulos que a la vez permiten obtener un aplicativo de fácil mantenimiento. Los módulos a ser utilizados en la implementación del aplicativo web son:


  • Módulo de geocodificación de direcciones.

  • Módulo de ingreso de alumnas.

  • Módulo de asignación de direcciones.

  • Módulo de generación de rutas.

  • Módulo de mantenimiento de rutas.

  • Módulo de mantenimiento de datos.

  • Módulo de reportes.

A continuación se resume la tarea de cada módulo y en secciones posteriores se presentan los detalles de diseño de cada uno de ellos.



  • Módulo de Geocodificación de Direcciones - En este módulo se realizará la geocodificación de las intersecciones de las calles del área geográfica indicada como alcance en la implementación del prototipo. Para lograr obtener los datos de las intersecciones de calles en términos de latitud y longitud se utilizará las funciones de geocodificación que nos facilita el API de Google Maps. La obtención de los datos geocodificados de las intersecciones de las calles del área geográfica a considerar se realizará una sola vez, para de esta manera contar con el repositorio de datos geográficos necesarios para la obtención de rutas de transporte escolares óptimos.



  • Módulo de Ingreso de Alumnas - En este módulo se realizará el mantenimiento de alumnas y personal a quienes se necesite generar rutas de expreso. Aquí se permite el ingreso de información básica, entre las cuales tenemos el ingreso de la información domiciliaria. La asignación de la dirección domiciliaria geocodificada se realizará cuando se ingresa la dirección domiciliaria.

  • Módulo de Generación de Rutas - Este módulo tendrá las funciones que detallamos a continuación:



      • Ordenamiento - Este módulo se encargará de colocar el orden de visita de los puntos geográficos a ser visitados. Este módulo es utilizado tanto para el ordenamiento inicial en la generación de rutas como para el ordenamiento de cada una de las rutas generadas. El primer ordenamiento va a permitir obtener rutas de distancias mínimas es decir rutas balanceadas. El segundo ordenamiento nos permite de igual manera hacer que cada una de las rutas generada sea óptima.



    • Determinación de Menor Distancia - Este módulo se encargará de encontrar cuáles son las intersecciones de calles a ser visitados de tal manera que se visite cada uno de los puntos que conforman la ruta en el orden asignado por el módulo de ordenamiento, es decir que encuentra el camino más corto para visitar todos los puntos de la ruta.



      • Visualización de la Ruta - Este módulo nos permite visualizar cada una de las rutas generadas. Para lo cual hace uso de los puntos devueltos por la función que calcula la ruta de menor distancia. Este módulo emplea las funciones del API de Google Maps para mostrar la ruta de manera gráfica.

En la sección de implementación se presenta en detalle las estrategias utilizadas para encontrar rutas eficientes usando las direcciones almacenadas en la base de datos. De acuerdo al alcance del trabajo a realizar se considera como rutas eficientes a las rutas de menor distancia, sin tomar en cuenta el sentido de las calles.


En la figura 3.3 se detallan las funciones a implementar en el módulo de generación de rutas.

Figura 3.3: Funciones del módulo de generación de Rutas.

  • Módulo de Mantenimiento de Rutas – En este módulo se podrá realizar cambios en cada una de las rutas de acuerdo con algún requerimiento específico, como por ejemplo cambiar de ruta a una estudiante, lo cual modifica la ruta obtenida en la generación automática.



  • Módulo de Mantenimiento de Datos – En este módulo se realizará el mantenimiento de diferentes tareas propias de este tipo de servicio, a continuación detallamos cuales son:



      • Mantenimiento Propietario – Bus

      • Mantenimiento de Unidades de Expreso

      • Mantenimiento de Conductores.

Detallamos a continuación cada uno de estos mantenimientos:

      • Mantenimiento Propietario Bus - En este módulo se podrá hacer el mantenimiento de los datos de propietario de cada una de las unidades de expreso.



      • Mantenimiento de Unidades de Expreso - En este módulo se podrá hacer el mantenimiento de los datos de cada una de las unidades de expreso que se utilizarán para los recorridos de las rutas de transporte escolar.



      • Mantenimiento de Conductores - En este módulo se podrá hacer el ingreso y mantenimiento de los datos de cada uno de los choferes de las unidades de transporte.



  • Módulo de Reportes – Este módulo entregará al usuario información acerca de: listado de direcciones, listado de rutas – choferes y listado de alumnos/personal por rutas. Esta información será de mucha utilidad para el usuario ya que le permitirá tener la información de manera condensada y poder tenerla impresa para ser consultada en cualquier momento.


Figura 3.4: Detalle de la arquitectura del prototipo.

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