UNIVERZITET U SARAJEVUFAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

SARAJEVO

Predmet: Inteligentni transportni sustavi/sistemi

Mr.sc. DRAGO EZGETA

SARJEVO, rujan/septembar, 2008. godine

1

SADRŽAJ

1.1. DEFINIRANJE OSNOVNIH POJMOVA ITS

1.1.1 Uvod.............................................................................................4 1.1.2. Razlozi za uvođenje i razvoj ITS-a.............................................6 1.1.3. Definiranje osnovnih pojmova ITS-a.......................................7 1.1.4. Odnos transportne telematike i ITS-a......................................11

1.2. Očekivane koristi od uvođenja ITS

1.2.1 . Smanjenje nezgoda...................................................................121.2.2. Smanjenje zagušenja ................................................................131.2.3. Nadziranje i zaštita okoliša........................................................131.2.4. Produktivnost i operativna efikasnost.....................................131.2.5. Komfor za korisnike...................................................................14

1.3. Koncept razvoja ITS

1.3.1. Okvir za razvoj..............................................................................141.3.2. Koordinacija.................................................................................151.3.3. Sustavni pristup...........................................................................151.3.4. Tehnički koncept..........................................................................151.3.5. Sustavna arhitektura...................................................................161.3.6. Ključne tehnologije......................................................................16

2. ZNANASTVENO - TEHNOLOŠKA UPORIŠTA ITS-a

2.1. Prometna znanost i inženjerstvo...............................................172.2. Umjetna inteligencija (Al) ..........................................................192.3. Analogija Al s prirodnom inteligencijom................................222.4. Koncepti inteligentnih agenata.................................................25

2.5. Meko izračunavanje....................................................................272.6. Teorija sustava i kibernetika......................................................272.7. Modeliranje kompleksnih sustava............................................292.8. Poopćenje modela prometnog sustava...................................302.9. Pojam i vrste vođenja................................................................ ..312.10. Adaptivno vođenje prometnog toka........................................34

2

3. ZAHTJEVI KORISNIKA I MJERENJE UČINKA ITS-a

3.1. Međunarodna normizacija ITS usluga...............................................363.2. Poboljšanje performansi prometnog sustava primjenom ITS-a....383.3. Zahtjevi korisnika ITS-a.......................................................................403.4. Identifikacija i mjerenje učinka ITS-a................................................463.5. Dosadašnja iskustva prvih programa i projekata ITS-a................513.6. Norme relevantne za ITS.....................................................................583.7. Senzorska tehnika ..............................................................................59

4. ARHITEKTURA ITS-a

4.1. Pojam i definicija ITS arhitekture................................................614.2. Koncept i načela dobre arhitekture............................................644.3. Klasični i evolutivni razvoj kompleksnog ITS sustava...........654.4. Razine ITS arhitekture.................................................................674.5. Logička arhitektura ITS-a............................................................68

4.6. Fizička arhitektura........................................................................724.7. Tipovi ITS arhitektura..................................................................744.8. Europska ITS arhitektura............................................................764.9. Životni ciklus ITS-a......................................................................794.10. Evaluacija sustava.....................................................................80

5. Koncepti i tehnologije potrebne za funkcioniranje ITS-a

5.1. Hijerarhijska organizacija ITS-a u urbanim sredinama.........815.2. Strategija upravljanja prometom................................................845.3. Telekomunikacijska tehnika i tehnologija...............................875.4. Telepro dizajniranje komunikac. podsustava ITS-a.................885.5. Informacioni lanac ITS-a ............................................................91

5.5.1. Raspoložive tehnologije ITS-a......................................925.5.2. Prikupljanje podataka.....................................................945.5.3. Obrada podataka.............................................................965.5.4.Komuniciranje podacima................................................985.5.5. Distribucija podataka...................................................1025.5.6. Korištenje informacija ..................................................104

3

1.DEFINIRANJE OSNOVNIH POJMOVA ITS

1.1. Uvod Transport je pogonska sila koja stoji iza ekonomskog razvoja i blagostanja svih ljudi širom svijeta. Moderni život zahtijeva stalni rast mobilnosti. Često to zahtijeva stalni porast korištenja osobnih vozila. To je rezultat stalnog povećanja opterećenja transportne infrastrukture. Unatoč velikim ulaganjem u izgradnju novih prometnica i prometne infrastrukture, zagušenja na prometnicama kontinuirano rastu. Kao rezultat toga je smanjenje sigurnosti i povećanje štetnog utjecaja na okoliš.

Dosadašnja iskustva su pokazala da ove probleme ne možemo jednostavno riješiti izgradnjom novih prometnica i oslanjajući se postojeće pristupe rješavanju ovih problema. Nova rješenja zahtijevaju sasvim novi pristup i novi koncept. Rezultat takvih nastojanja je i jedan novi koncept koji podrazumijeva primjenu inteligentnih transportnih sustava. ITS može otvoriti novi put kojim se može osigurati održivu mobilnost u našem komunikacijskom i informacijskom okruženju.

To se jednostavno može reći da ITS u transportni sustav primjenjuje informacione, komunikacione i upravljačke tehnologije za poboljšanje operacija na transportnoj mreži. ITS alati se zasnivaju na tri ključna (core) pojma: - informacija, komunikacija i integracija. Kroz poboljšanje operacija, ITS alati se koriste za uštedu vremena, povećanje kvalitete življenja, smanjenje štetnih utjecaja na okoliš te poboljšanja ekonomske produktivnosti i komercijalnih aktivnosti. Ovi pozitivni utjecaji ITS će biti u svim regijama svijeta, naravno prioriteti mogu biti veći u nekim regijama gdje su problemi u transportnom sustavu izraženiji.

Zemlje koje imaju iskustvo u korištenju ITS-a aplikacija usuglasile su se oko mogućih ITS aplikacija, koje su nazvane drugačije ITS korisnički servisi. Korištenje ITS uključuje operatore mreže prometnica i provajdere transportnog servisa.

Sa širokim spektrom ITS korisničkih servisa, donošenje odluka sada ima mogućnost šireg izbora mogućih opcija procjene rješavanja transportnih problema. Fleksibilnost ITS-a daje operatorima nove slobodne izbore boljih strategija uvažavajući lokalne potrebe. Prema tome u području transporta je otvoren široki prostor za primjenu inteligencije u transportne sustave.

4

ITS osigurava strateške pogodnosti korisnicima i olakšava ostvarivanje postavljenih ciljeva u području transporta . Da bi se efikasno postigle nove strateške prednosti i ciljevi transporta treba biti svjestan ponuđenih mogućnosti ITS tehnologije i biti svjestan mogućih koristi. Primjena ITS aplikacija zahtijeva uključivanje velikog broja stakeholdera. U ITS okruženju područje transporta ne može funkcionirati izolirano. Umjesto toga transportni sustav se mora prilagoditi izazovu gradnje novog povezivanja sa drugim stakeholderima na transportnoj sceni, kao što su javni transportni operateri, privatni sektor provajdera informacionih servisa, institucija uključenih u poslove planiranja u gradovima, menadžeri komercijalnih vozila i na posljetku općenito javni promet.

Tehnička jezgra (core) ITS-a je informacijske, komunikacijske i upravljačke tehnologije.

Transportna profesija koja planira razvoj ITS-a mora poznavati mogućnosti novih tehnologija na njihovoj funkcionalnoj razini.

Za ispunjavanje korisnih funkcija, ITS tehnologija zahtijeva povezivanje sa drugim sudionicama u informacionom lancu, koji povezuju transportni sustave sa korisnicima kroz odsjeke za prikupljanje podataka, obradu podataka , komunikacioni sustav prijenosa podataka, distribuciju informacija, i korištenje informacija.

Neka od tehnologija je primijenjena u području primarne infrastrukture a neke u području tehnologije vozila.

Za ostvarenje dugoročnog i održivog razvoja ITS projekata, oni moraju dobiti važno mjesto u prometnom planiranju i budžetu.

Kvantitativne koristi i troškovi procijenjeni od ITS-a moraju biti prikazani tako da se ITS može objektivno uspoređivati sa drugim alternativama rješenja transportnih problema.

Valjana procjena ITS koristi se zasniva na postupcima testiranja koji slijede rigoroznu metodologiju, uključujući metode eksperimentalnog dizajniranja za uspoređivanje ITS-a sa varijantama transportnog sustava bez primjene ITS rješenja te uspoređivanjem performansi upravljanih grupa sa eksperimentalnim grupama.

5

1.2. Razlozi za uvođenje i razvoj ITS-a

Suvremeni način života zahtijeva porast mobilnosti. Često se to ostvaruje sa stalnim porastom korištenja osobnih vozila. To rezultira stalnim rastom opterećenja transportne infrastrukture što stalno izaziva porast opterećenja posebno na urbanim arterijama.

Naši gradovi odgovaraju ovoj krizi sa različitim politikama, koje pokušavaju uskladiti potražnju uz porast mobilnosti sa potrebom smanjenja prometnog zagušenja i zastoja u prometu, osiguranje zaštite okoliša, te osiguranje sigurnih i efikasnih operacija transportnog sustava. Budući napori će sigurno zahtijeva rad na više područja.

Među njima je koncept i praktično korištenje ITS, koji je sposoban otvoriti nove putove koji mogu ostvariti održivu mobilnost u našem komunikacijskom i informacionom okruženju. Sve je više i više transportnih agencija i administrativnih primjena ITS-a, kojima se otkivaju mogućnosti kako ostvariti ekstra koristi od povezivanja između transportne mreže , sustava i organizacija.

Mnogi ITS alati su efikasni sa vlastitim veličinama ili u kombinaciji sa drugim mjerljivim učincima ITS-a, integrirajući često nastalu sinergiju kroz povezivanje informacija i infrastrukture. Koristi korisnika pokrivaju široko područje servisa tako da su prikladni za jednostavno korištenje. Potrebno je izučiti prirodu i područja ITS alata i tehnologija koje se koriste u području transporta kao i fleksibilnost sa kojom ovi alati mogu biti razvijeni. Mnoge ITS tehnologije su sada korištene same i ovo područje prikazuje primjere dobre praktične primjene širom svijeta.

Prihvaćanje ITS-a je kritična strana i transportna profesija treba postići razumijevanje i procjenu sposobnosti primjene za njegov uspješan razvoj. Inteligentni transportni sustavi (ITS) su identificirani kao jedan od presudnih mehanizama koji će transportnom sustavu omogućiti ispunjenje zahtjeva koji se pred njega u budućnosti budu postavljali.

ITS omogućuje informacijsku transparentnost, upravljivost i poboljšan odziv prometnog sustava čime on dobiva atribute inteligentnoga. Atribut inteligentni općenito označava sposobnost adaptivnog djelovanja u promjenljivim uvjetima i situacijama pri čemu je potrebno prikupiti dovoljno podataka i obraditi ih u realnom vremenu. Iako je čovjek inteligentna sastavnica

6

klasičnog prometnog sustava, zbog nemogućnosti umrežavanja i korištenja on-line informacija dolazi do čekanja, zastoja, neučinkovitog prijevoza. Koncepti i tehnike umjetne inteligencije koji obuhvaćaju prepoznavanje oblika, strojno učenje, inteligentno izračunavanje itd. koriste se u dizajniranju, razvoju i implementaciji različitih ITS aplikacija.

1.3. Definiranje osnovnih pojmova ITS-a

Inteligentni transportni sustavi (ITS) obuhvaćaju široko područje novih alata za upravljanje transportnim mrežama, kao dobri servisi za putnike. ITS alati se zasnivaju na tri ključna (core) pojma: informacija, komunikacije i integracija. Prikupljanje, obrada, integriranje podataka i opskrbljivanje informacijama je jezgra (srž) ITS-a.

Na bilo koji način nuđenje stvarnovremenskih informacija o trenutnim prometnim uvjetima na mreži pružaju stvarnovremenske informacije za planiranje putovanja, ITS alati su u mogućnosti, organe vlasti, operatore i individualne putnike bolje informirati, bolje koordinirati i pružiti podršku inteligentnom odlučivanju.

Iako su mnoge tehnologije razvijene za korištenje na prometnicama, ITS se zasniva na mnogim disciplinama te ga možemo promatrati kao kišobran koji natkriva široko područje transportnih sustava (Chen and Pedersen 1997). Vremenski promjenljivi adaptivni sustavi upravljanja prometnom signalima kao što su SCOOT 1982, SCATS 1982 su rani oblici ITS-a.

Više aplikacija koje se danas koriste kao što su adaptivno upravljanje kretanjem vozila, koji automatski prilagođava brzinu vozila koja omogućava sigurno rastojanje između vozila može se nabaviti na tržištu.

Dinamičko upravljanje na ruti uz preporučivanje vozaču optimalne rute prema danom odredištu zasniva se na postojećim i prethodnom stanju prometnice i prometnih uvjeta. Ovo je još jedan primjer ITS-a, iako se može proći više godina prije nego dobijemo dinamičko upravljanje rutom za opće korištenje, jer to podrazumijeva kompleksno prikupljanje podataka i razvoj kompleksnih komunikacija.

S druge strane, prijevoz robe značajno raste u višemodalnom okruženju koje koristi automatski sustav otpreme i lociranja robe u intermodalnim transportnim operacijama.

Kroz ove tipove sustava ITS može smanjiti zagušenje i povećati sigurnost, smanjenjem troškova transporta i štetnih utjecaja na okoliš.

Sintagma „inteligentni transportni sustavi“ odnosno akronim ITS ulaze u znanstveni i stručni rječnik prometnih i transportnih inženjera tijekom 90-tih

7

godina 20. stoljeća nakon prvog ITS svjetskog kongresa održanog u Parizu 1994. godine i zamjenjuje do tada korištene termine kao što su cestovna transportna telematika, inteligentni sustavi prometnica itd.

Svi zagovornici ITS-a ističu da se radi o prekrivajućem konceptu koji pokriva širok spektar transportnih i prometnih rješenja što se razlikuju od klasičnih prometnih rješenja i pridonose novoj kvaliteti prometnog sustava koja se ogleda kroz povećanje sigurnosti, povećanje protočnosti, boljem informiranju putnika i reduciranju vremena putovanja, smanjenju štetnog utjecaja na okoliš itd.

Suština ITS da integrira pojedina rješenja polazeći od zajedničke arhitekture ITS-a i dobro razrađenih sustavnih specifikacija. U okviru ITS-a razvijaju se inteligentna vozila, inteligentne prometnice, bežične pametne kartice za plaćanje cestarine dinamički navigacijski sustavi, adaptivni sustavi semaforiziranih raskrižja, učinkovitiji javni prijevoz, brza distribucija pošiljaka podržana internetom, automatsko javljanje i pozicioniranje vozila u nezgodi, biometrijski sustavi zaštite putnika itd.

Profesor Kan Chen sa sveučilišta u Michiganu u definiranju ITS-a ističe da se radi o novom sklopu alata (tools) za upravljanje prometnom mrežom i uslugama za korisnike koje se temelji na tri jezgrena pojma : informacije, komunikacije i integracije.

Profesor Kan Chen 1 je definirao inteligentne transportne sustave kao : primjenu informacionih i telekomunikacijskih tehnologija u planiranju i upravljanju prometnim sustavom.

Profesor I. Bošnjak2 je definirao ITS: ITS je upravljačka, holistička i informacijsko–komunikacijska (kibernetska) nadgradnja klasičnog sustava prometa i transporta kojim se postiže znatno poboljšanje performansi, odvijanje prometa, učinkovitiji transport putnika i roba, poboljšanje sigurnosti u prometu, udobnost i zaštita putnika, manja onečišćenja okoliša itd.

ITS funkcionalnosti se nadograđuju na klasične funkcije transportnog i prometnog sustava tako da se stvaraju novi vidici i prostori u rješavanju problema kako je to načelno pokazano na slici.

1 Karl Chen ,PBI: Intelligent Transportation Systems Awareness, Seminar, Seoul, 1998.2 Ivan Bošnjak, Inteligentni transportni sustavi 1, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb,2006.

8

ITS je upravljačka i informacijsko-komunikacijska nadogradnja klasičnog prometnog i transportno-logističkog sustava s bitnim poboljšanjima za mrežne operatere, davatelje usluga, korisnike i društvo u cjelini.

Temeljno razumijevanje kibernetike (teorije sustava, teorije vođenja, teorije informacija, komunikacijskih sučelja itd.) te ovladavanje metodama i alatima sustavnog inženjerstva nužno je za definiranje, razvoj i implementaciju ITS-a.

Redizajniranje prometnih sustava i logističkih procesa moguće je ostvariti u dvije faze i to:

- U prvoj fazi potrebno je razvijati i implementirati ITS u postojeće prometne sustave koji će poboljšati postojeće sustave i osigurati fizičku mobilnost.

- Druga faza bi obuhvaćala mnogo šire promjene u prometnom sustavu koje bi obuhvaćale uvođenje nove tehnologije u fizičku i virtualnu mobilnost.

Porast zahtjeva za transportom te zagušenja prometnih mreža potaknuli su potkraj 20 stoljeća novi pristup rješavanju problema mobilnosti. Zamjena fizičke mobilnosti (PM) sa virtualnom mobilnošću (VM) ( internet, učenje na daljinu, rad na daljinu,...) u prvi plan dolazi skupina kibernetičkih rješenja pod zajedničkim nazivom inteligentni transportni sustavi (ITS).

Redizajniranjem pristupa od fizičke ka virtualnoj mobilnosti osigurava se iznalaženje novih rješenja koja mogu zadovoljiti rastuće potrebe za mobilnošću i preuzeti efikasno povezivanje ljudi i kapitala sa prometnim sustavom.

9

PM- fizička mobilnost ITS- Inteligentni transportni sustavi VM- virtualna mobilnost

Slika 2.2. Evolucija od fizičke ka virtualnoj mobilnosti

Mobilnost (M) možemo definirati kao paralelnu vezu fizičke mobilnosti (PM) i virtualne mobilnosti (VM) odnosno :

pri čemu je : i

Postojeće transportne tehnologije je teško prinuditi da odgovore rastućim potrebama za mobilnošću. Najvažniji utjecaj ITS u prometnom sustavu je svakako smanjenje fizičke mobilnosti uz korištenje različitih oblika virtualne mobilnosti.

Za uspješno funkcioniranje inteligentnih transportnih sustava je neophodno korištenje naprednih informacionih i telekomunikacijskih tehnologija (baze podataka, procesna oprema, bežični i žični telekomunikacijski sustavi, senzori, elektronski sustavi , itd.) te visoka usuglašenost institucionalnih i komercijalnih faktora koji utiču na njihov razvoj i primjenu .

Prikupljeni podaci se obrađuju, pretvaraju u informacije koje se pohranjuju u baze podataka a potom distribuiraju zainteresiranim korisnicima ili prenose u sustave kojima se realiziraju upravljačke funkcije. Kroz prikupljanje informacija o prometnom sustavu, njihovu obradu i distribuciju ITS poboljšavaju i unapređuju procese upravljanja u prometnom sustavu te tako povećavaju efikasnost, sigurnost i djelotvornost prometnog sustava.

1.4. Odnos transportne telematike i ITS-a

10

PM

PM ITS

PM VM

ITS VM

ITS je sustav sustava koji obuhvaća tehničku, tehnološku i organizacijsku razinu tako da se razlikuje od klasičnih izoliranih telematičkih rješenja izgrađenih bez ITS arhitekture. U Europi je prije termina ITS ponajviše korišten nazin transportna telematika ili cestovna transportna telematika. Izraz telematika je nastao kao kombinacija riječi telekomunikacije i informatika.

Izolirani tehnički sustavi za elektroničku naplatu cestarine, SMS plaćanje parkiranja, elektroničke tablice vozila još ne predstavljaju inteligentni transportni sustav jer nisu holistički integrirani i ne postoji interoperabilnost na instucionalnoj, logičkoj i fizičkoj razini. Prema tome možemo zapisati

gdje je : ITS – skup ITS rješenja TT – skup telematičkih rješenja

Važno je uočiti da koncept ITS-a pokriva sve prometne grane odnosno modove transporta i njihova sučelja. Nove smjernice EU vezane za razvoj transeuropske transportne mreže TEN-T naglašava intermodalnost . Intermodalni prijevoz putnika podrazumijeva integrirana ITS rješenja informiranja putnika, rukovanja prtljagom.

Osim cestovnog prometa, rješenja ITS-a se moraju usuglašeno razvijati i u drugim granama, posebice u željezničkom prometu.

Programi modernizacije željeznica uključuju i rješenja koja treba integrirati sa ITS-om te su identificirane prioritetne aplikacije :

- napredni sustav informiranja putnika- daljinsko upravljanje prometom vlakova- gradnja GSM-R mreže u većim kolodvorima- osiguranje željezničkih cestovnih prijelaza- osiguranje kolodvora i transportnih otpremništava- poboljšanje procesa na graničnim prijelazima

U pomorskoj navigaciji i zračnom prometu već dulje postoje tehnička rješenja koja se mogu uključiti u ITS kao transmodalni sustav.

2. Očekivane koristi od uvođenja ITS

11

Direktne koristi od ITS-a mogu imati operateri cestovne ili željezničke mreže, korisnici vozila, vlasnici robe, putnici, ljudi koji žive ili rade duž prometnica, svaki sa različitim potrebama i zahtjevima.

Ovdje imaju četiri glavne grupe stakeholdera:1. vlasnici i upravitelji transportne mreže ( mrežni operatori)2. vozači vozila i skup operatera korisnika mreže3. putnici, špediteri (otprema robe) i drugi transportni korisnici4. Gradski planeri i regionalne uprave

ITS servisi imaju mnogo ponuda za sve korisnike, ali tržište će biti usmjereno prema središtu razvoja proizvoda i servisa za vozače skupine operatora i korisnike transporta gdje će posljednju riječ imati kupovina proizvoda. Prema tome operatori transportne mreže, planeri u gradovima i regionalni organi, će trebati puno više proaktivni pristup korištenju ITS-a kroz razvoj nove politike koja će moći servisirati širu zajednicu. Ovdje će sigurno biti potrebno transportne operatore i planere ujediniti te njihovim ekspertizama trasirati uspješnu primjenu ITS-a širom svijeta. Za stvarnu izgradnju ITS - postoje različiti transportni problemi, oni moraju osigurati veličine ili koristi za značajan broj korisnika i stakeholdera. Sa ITS-om putnici mogu osigurati koristi kroz povećanje sigurnosti, bolju informiranost, veći komfor i smanjenje vremena putovanja. ITS može pomoći mreži i skupu operatera kroz bolji i efikasnije servisiranje. ITS može pomoći gradskim autoritetima (institucijama) u implementaciji politike i određivanju potreba te osigurati održivost i funkcionalnost sustava za sljedeće stoljeće.

2.1. Smanjenje nezgoda

ITS može pridonijeti smanjenu broja nezgoda, njihovom opsluživanju i vremenu potrebnom za servisiranje nezgoda osigurava potrebne resurse (sredstva) za reakciju na te događaje. Najvažnija aplikacija uključuje upravljanje brzinom ( upozorenje, povratna informacija vozaču, upravljanje) i nadziranje vozila i vozača. Mnoge aplikacije će povećati sigurnost od povređivanja korisnika, naročito djece, starijih ljudi, itd.

Neki primjeri uključuju:- adaptivni sustav kontrole brzine- detekcija iznenadnih događaja i upozorenja sustava- brzo vrijeme reakcije na nezgodu- sustavi kamera za brzinu i izvršenje prometnih signala- automatsko upravljanje prometom za pješake i bicikliste- nadziranje vremenskih i mikroklimatskih uvjeta- povećanje mogućnosti predviđanja sustava- sustav za sprečavanje sudara

2.2. Smanjenje zagušenja

12

Zagušenje prometnica je veliki problem za sve grupe korisnika pa stoga povećanje efikasnosti postojećeg transportnog sustava predstavlja važan cilj programa ITS širom svijeta.

Zagušenje se može smanjiti upravljanjem potražnjom, poboljšanjima efikasnosti transportne mreže, i raspoređivanjem prijevoznih zahtjeva na druge vidove prijevoza.

Mnogi ITS servisi pomažu ublažavanju zagušenja:

1. upravljanje potražnjom : tarife, elektroničko plaćanje, pristup upravljanju

2. efikasnost mreže: upravljanje širokom mrežom arterija, upravljanje brzinom kretanja, mjerenje i kontrola ulaza na rampama, otkrivanje i upravljanje iznenadnim događajima, informiranje vozača

3. model poticanja pomoći : predputno informiranje, davanje prioriteta autobusima, sustav informiranja putnika

2.3. Nadziranje i zaštita okoliša

Održiva mobilnost ne može se ostvariti bez zaštite i poboljšanja okoliša. Mnogi gradovi su primijenili ITS za smanjenje problema zagađenja zraka, posebno u centrima gradova.

Onečišćenje zraka je pogoršano u uvjetima prometnog zagušenja, tako neka ITS mjerenja poboljšavaju efikasnost odvijanja prometa uz smanjenje zagađenja zraka. Takvi specifični servisi uključuju: nadziranje zagađenja zraka, informiranje o kvaliteti zraka, zahtijevanje strategije upravljanja, pristup upravljanju arterija sa visokim stupnjem zagađenja zraka.

2.4. Produktivnost i operativna efikasnost

ITS implementacija često snižava operativne troškove i obvezno poboljšava produktivnost. Kako je smanjenje troškova od interesa za sve korisnike prometnica, a odgovarajuće koristi su značajne za vlasnike vozila i operatere infrastrukture autocesta.

ITS opcije uključuju : automatsku lokaciju vozila (AVL), automatsku otpremu robe, Kompjtorski dispečering (CAD), nadziranje vozača, elektronička naplata taksa.

2.5.Komfor za korisnike

13

Za korisnike transportnog sustava je veoma važna udobnost, zaštita privatnosti, povjerenje, sigurnost (miran). Sa ITS servisima mogu dati bolje predputne informacije o uvjetima putovanja , uključujući podatke o trajanju zagušenja, informacije o vremenskim uvjetima, na taj način se smanjuje stres vozačima.

Za javne korisnike transporta možemo osigurati informacije o alternativnim servisima, tako da putnik kontinuirano može pratiti svoj put sa minimumom prekida i neprilika (poteškoća).

Ovaj ITS servis uključuje: stvarnovremensko informiranje, dinamički izbor rute, stvarnovremnsko informiranje o javnom transportu, elektroničko plaćanje u javnom transportu.

3. Koncept razvoja ITS

Prema provedenim istraživanjima dobiveni rezultati pokazuju da samo nekoliko gradova ubiru koristi od stvarno integriranog ITS-a. Ima mnogo dobrih primjera pojedinačnih aplikacija, kao što su upravljanje prometom u urbanim sredinama (urban traffic control), veće dodatne koristi mogu se postići samo integracijom više sustava.

Sa ITS-om ukupni efekti su uvijek veći od zbira koristi koji se postižu zasebnim aplikacijama. Implementacija je često veoma kompleksna, jer ima puno zapreka koje treba prevladati. Dobro planiranje, dobra komunikacija i efikasna koordinacija između zainteresiranih strana su ključni elementi za uspješnu implementaciju ITS-a. Dobar primjer integriranog razvoja ITS-a je 5T sustav u Torinu u Italiji.

3.1. Okvir za razvoj

Moderna tehnologija je samo jedna komponenta za uspješan razvoj ITS-a. Ne izolirani ITS alati ili strategije mogu biti prikladni za potrebe svih gradova ili potpuno rješenje samog problema. Radije se na ITS može gledati kao ključni dio paketa po mjeri ili dio ukupnog plana. Okvir za razvoj ITS-a je potreban ključni preduvjet za implementaciju ITS-a.

Plan razvoj ITS-a osigurava mape, prikaz odredišta, zapreke duž puta. ITS planira ponudu za nove poglede na transport, otuda je potrebno uključivanje postojećih planova mnogih agencija. Određivanje primijenjene strukture planiranja može osigurati širok usuglašenost strategija i dobru integraciju ITS razvoja .

3.2. Koordinacija razvoja ITS-a

14

Tipični zahtjev razvoja ITS-a je koordinacija između nekoliko različitih organizacija i nadležnih organa vlasti. Prvi korak je konsultiranje širokog spektra interesa za gradnju od strane lokalnih partnera zaduženih za razvoj ITS-a. Zadovoljstvo javnih službi i transportnih operatera imaju novu ulogu u gradnji ITS vizije, kao što su banke, trgovina, radio i televizija, telekomunikacijski operateri i komercijalni servisni provajderi. U mnogim gradovima glavne smjernice u razvoju ITS-a, se dobivaju kroz pokretanje jedne dobre inicijative za razvoj ITS, nakon čega slijede konsultacije, planiranje i realiziranje plana konkretnom akcijom. Zbog toga ova glavna inicijativa može biti poticajno nastojanje razvoja ITS-a, aktivna i stalna potpora za rad nekoliko agencija u kooperaciji što je potrebno za njegovanje dugoročne koordinacije ITS planiranja i razvoja. Porast nacionalnih i regionalnih inicijativa je proširenje podrške planiranju ITS-a.

3.3. Sustavni pristup

Područje transporta mora uzeti potpuni sustavni pristup koji značajno doprinosi uspješnom razvoju ITS-a. Potpuni sustavni pristup uključuje oboje, i tehnički koncept i industrijska nastojanja integriranju ključnih tehnologija koje su široko obuhvaćene unutar arhitekture prema isporuci servisa za korisnike. Područje transporta je odgovorno za uvođenje ITS-a kroz obje razine, projekta i programa, koji mogu biti nekompatibilni tehničkim i/ili institucionalnim aspektima. Područje transporta mora također uzeti u obzir sustavnu arhitekturu i integraciju sustava sa ITS tehnologijama, ITS korisničke troškove i koristi te najbolje strategije za razvoj.

3.4. Tehnički koncept

Tehnička jezgra (core) ITS-a je primijenjena informacionih i upravljačkih tehnologija na transportne sustave. Ujedinjavanje ovih tehnologija za primjenu u ITS funkcijama je zasnovano na principima sustavnog inženjerstva. Mnogi transportni problemi potječu od pomanjkanja vremenski, točnih, i jednostavno upotrebljivih informacija ili jednostavno nedostaje odgovarajuća koordinacija između donošenja odluka od korisnika sustava – na primjer kada na auto cesti ima nezgoda opasnih po život, zatvorena koordinacija se zahtijeva između upravljanja prometom, informiranja putnika i sustava upravljanja incidentima. Postoji veliki broj postojećih tehnologija koje mogu biti ili su već primijenjene na ITS. Sposobnost visokih tehničkih rješenja kontinuirano raste uz kontinuirano snižavanje njihovih troškova u budućnosti tako da će biti moguća primjena ITS funkcija glede troškova implenemtacije i njihovog korištenja. Treba dodati da će ove tehnologije biti razvijene i korištene sa drugim tehnologijama, proizvodeći pozitivne zajedničke učinke (sinergijske učinke)- na primjer, informacije za elektroničko prikupljanje podataka mogu biti također korištene za podataka o vozilu za upravljanje prometom.

3.5.Sustavna arhitektura

15

ITS je sustav čije su komponente sustava kompleksno ispreplitane. Sustavna arhitektura je okvir unutar kojeg se pojedinačni ITS servisi i funkcije- kao što su nadziranje prometa, detekcija incidenata, podrška nesretnim slučajevima- mogu biti razvijene.

Ona klasificira kako komponente sustava utječu na druge i kako funkcioniraju kao cjelina, te usklađuju funkcije unutar sustava i svih podsustava. Sustavna arhitektura ne treba osigurati specifikaciju svih tehnologija. Prema tome uvijek se sustav razvija i dizajnira kao otvoreni sustav, jer specifične sustavne veza će u budućnosti donositi buduće koristi, kao što su proizvodi koji se mogu zamijeniti, uključujući kompetencije, smanjenje rizika i manje troškove kroz standardizaciju.

Glavna karakteristika sustavne arhitekture je osiguranje strateškog okvira putem kojeg će aktivnosti različitih sudionika moći biti integrirane.

3.6.Ključne tehnologije

Sigurno ITS tehnologije su ključne za efikasan razvoj ITS servisa kao potrebne tehnologije. ITS program može se usmjeriti na moguće tehnologije koje zahtijevaju grupa ITS servisa zahtijevana od važnih stakeholdera. Telekomunikacijska infrastruktura je u mogućnosti podržavati mnoge ITS servise putem stacionarne i mobilnih komunikacija. Mikrovalne i infracrvene signali su temeljna tehnologija namijenjena komunikacijama kratkog dosega (dedicate short-range communications DSRC) – komunikacija na kratkim odstojanjima između vozila i prometne infrastrukture.

Globalni pozicijski sustav (GPS) je praktično tehnička alternativa uz umjerene troškove za dobivanje podataka o lokaciji vozila, od mogućih više servisa ITS koji osiguravaju automatsko lociranje vozila (automatic location vehicle AVL).

Baza podataka digitaliziranih karata i standardno lociranje odgovarajućih shema važan je preduvjet za više ITS korisničkih servisa, uključujući izmjenu podataka i izbor ruta. Baza podataka digitalizirana karta za sustav navigacije je standardizirana i uređena za trgovanje mapama putem CD-ROM koji se mogu izmijeniti stvarajući opći veliko tržište. Korištenje standardiziranih formi za baze podataka jezično i lokacijski će mnogo olakšati razvoj ITS servisa.

2. ZNANASTVENO - TEHNOLOŠKA UPORIŠTA ITS-a16

2.1. Prometna znanost i inženjerstvo

ITS se kao znanstvena disciplina i grana razvija u okviru prometnih znanosti i predstavlja dio znanstvenog polja tehnologije prometa i transporta.

ITS je strukturna i funkcionalna nadgradnja klasičnog sustava prometa i transporta tako da je za proučavanje važno razumjeti relevantne doprinose prometnog odnosno transportnog inženjerstava.

Izraz „promet“ i „transport“ odnosno „prometno i transportno inženjerstvao“ označuje prekrivajuće, ali i dijelom ortogonalne pojmove. U praksi dolazi do različitih interpretacija opsega i sadržaja tako da su potrebne sustavske definicije i objašnjenja ovih pojmova.

Promet je definiran kao sustav i/ili proces koji omogućuje obavljanje transporta ljudi, roba i informacija u odgovarajućim prometnim entitetima (vozila idr.) zauzimanjem dijela kapaciteta prometnice prema utvrđenim pravilima i protokolima.

Transport predstavlja svrhovito premještanje transportnih entiteta (ljudi, roba i informacija) u prometnim entitetima ili bez njih. Ako nema prometnog entiteta onda se govori o čistom transportu (npr. cjevovodni transport).

Prazno vozilo opterećuje prometnicu gotovo jednako kao i puno vozilo (s putnicima ili teretom) iako ne ostvaruje učinak (transport).

Za osnovno objašnjenje temeljnih povezanosti prometa, transporta i sustava aktivnosti (individualnih, gospodarskih i društvenih) može poslužiti slika.

17

Načelno su naznačene osnovne interakcije između:

1. mrežne infrastrukture (cestovnih, željezničkih, zračnih, vodnih)

2. prometnih entiteta (cestovna vozila, brodovi, zrakopolovi, itd)

3. transportnih entiteta (ljudi, roba i informacija)

Transportna potražnja (D) ovisna je o alokaciji aktivnosti (AA) i kvaliteti usluga (QoS) tako da vrijedi:

p,s,t – su varijable sustava

Kvaliteta usluga dominantno je određena investiranjem i infrastrukturu i upravljanjem tako da vrijedi :

gdje je : I - količina investiranja u infrastrukturu M – upravljanje

2.2. Umjetna inteligencija (AI)

18

Kako atribut inteligentni određuje razliku ITS-a u odnosu na klasični sustav odvijanja prometa i obavljanja transporta, potrebno je bolje poznavanje pojma „umjetna inteligencija“ AI (Artificial Inteligence).

Umjetna inteligencija, neuronske mreže i slični koncepti počeli su se inicijalno proučavati u okviru kibernetike. Početkom 21. stoljeća pojavljuju mogućnosti intenziviranja razvoja tih relativno osamostaljenih dijelova kibernetike.

Atribut inteligentni u kontekstu ITS-a odnosi se na sposobnost prikupljanja podataka i obrade tako da se postiže bolje i prilagodljivo ponašanje prometnog odnosno transportnog sustava.

Termin umjetna inteligencija (AI- artificial intelligence) uveo je John Mc Carthy 1956. godine no ni do danas nema jedinstvene definicije umjetne inteligencije.

Prema tkz. „povjesnoj definiciji“ (Minsky, 1968) umjetna inteligencija je znanost i tehnologija izradbe strojeva koji su sposobni za obavljanje aktivnosti koje zahtijevaju ljudsku inteligenciju.

Charniak i Mc Dermott definiraju umjetnu inteligenciju kao studiju mentalnih procesa uporabom računalnih modela.

Veći broj autora slaže se da postoje dva osnovna smjera proučavanja AI inteligencije tako da je: jedan vezan za čovjekov proces mišljenja, a drugi za oponašanje tog procesa u strojevima (računalima, robotima i dr. )

Ključne značajke inteligentnog ponašanja su :

1. brz i uspješan odziv na novu situaciju

2. učenje iz iskustva

3. uporaba razmišljanja u rješavanju problema

4. primjena znanja u djelovanju prema okruženju

5. prepoznavanje relativnog značenja pojedinih dijelova

Umjetnu inteligenciju je moguće promatrati kao znanost i kao tehnologiju kako je to prikazano na slici :

19

Kao znanost umjetna inteligencija je dio spoznajne znanosti s fokusom na teoriju inteligencije, usvajanja znanja, dokazivanju teorema.

Kao tehnologija, umjetna inteligencija prvenstveno pripada području računalne tehnologije s fokusom na dizajn ekspertnih sustava, neuronskih mreža i bioračunala.

Da bi se neko znanje moglo ugraditi u ekspertni sustav, potrebno ga je formalizirati, odnosno predstaviti u prikladnom obliku za računala. Prve generacije ekspertnih sustava jesu površni sustavi temeljeni na jednostavnim IF-THEN pravilima bez detaljnijeg odnosa dubljeg obrazloženja „zašto“.

U ITS kontekstu potrebni su snažniji ekspertni sustavi koji imaju kratko vrijeme odziva i podržavaju dinamičko ponašanje.

Važna pitanja vezana za predstavljanje i korištenje ITS relevantnih znanja u ekspertnim sustavima su:

- koji su izvori tog znanja- kako se može prikupljati- kojim izrazima i pravilima se može prikazati- kako „dohvatiti“ relevantno znanje“- kako ažurirati relevantno znanje

Predstavljanje znanja (knowledge representation) u novije vrijeme vezano je za razvoj napredne semantike i opisivanje strukture znanja.

Posebni zahtjevi inteligentnih (računalnih sustava) odnose se na :

1. mogućnost opisa nedorečenog ili neodređenog znanja

20

2. razumljivost za čovjeka

3. modularnost (radi jednostavne nadogradnje)

4. fleksibilnost

Za predstavljanje znanja, osim klasičnih logičkih izraza i pravila produkcije (IF-THEN idr.) upotrebljavaju se :

1. okviri2. semantičke mreže

Okviri su strukture podataka u kojima je znanje o nekom objektu objedinjeno na jednom mjestu.

Semantičke mreže slične su okvirima s razlikom da se kod njih znanje temelji na objektu i njegovoj okolini.

Pretraživanje (serch) odnosi se na izbor odgovarajućih podataka ili rješenja u nekom prostoru stanja koji sadrži moguća rješenja i velike količine informacija.

Cilj je postići djelotvorno pretraživanje. Usko vezano za pretraživanje je i rješavanje problema gdje se nalazi put od inicijalnog (početnog) do konačnog stanja.

Programski jezici koji se najčešće koriste u umjetnoj inteligenciji jesu PROLOG i LISP odnosno C++.

Razvoj i primjena Al povezana je s nizom zakonskih, etičkih i sigurnosnih pitanja koja se tek trebaju riješiti.

2.3. Analogija AI s prirodnom inteligencijom

21

Čovjek ima prirodno ugrađen neki volumen inteligencije, dok se u strojeve odnosno tehnička sredstva inteligencija mora ugrađivati. Upravljačko-informacijski procesi živih organizama na razini crne kutije pokazuju slične zakonitosti, no postoje bitne strukturne i kvalitativne razlike.

U tablici je predočena usporedba između ljudskog mozga i digitalnog računala. Većina klasičnih Al programa i alata temelji se na sekvencijalnom procesiranju i samo nekim jednostavnim predstavljanjima znanja i logike.

Tek novija rješenja umjetnih neuronskih mreža uvode paralelno procesuiranje.

Atribut Mozak Digitalno računalobroj procesa desetak ili manjesignal analogni digitalniciklus 2 ms nsredudancija nove stanice rezervni sustavpermanentnost nepermanentno po želji

Čovjekov mozak nije računalo nego biološka mreža s oko 100 milijardi“računala“-neurona ili nervnih ćelija koji rade u složenim strukturama. Predstavljati mozak modelom jednog računala bilo bi pogrešno. Razvoj nanotehnologije i paralelnog procesiranja smanjuje razliku između mozga i računala.

Načinjeni su formalni modeli neurona koji se približavaju ponašanju živih neurona, no zaključak o unutarnjoj strukturi ne može se izvesti jer se u načelu radi o modelima „crne kutije“

Umjetne neuronske mreže ANN (Artifical Neuron Networks) uvode prikaz znanja i obradu podataka temeljenu na paralelnom procesuiranju, brzom pretraživanju velike količine informacija i sposobnosti prepoznavanja oblika temeljeno na iskustvu.

Umjetni neuroni primaju inpute slično elektrokemijskim impulsima koje biološki neuroni primaju međusobno.

Primjer formalnog modela jednostavnih neuronskih mreža dan je na slici

22

Mrežu čine :

1. ulazni neuroni (analogon receptorima)

2. unutarnji neuroni

3. izlazni neuroni (analogon efektorima)

Procesi se odvijaju u diskretnim vremenskim trenutcima (t=1,2,3 ) slično kao i konačnih automata.Stanje neurona određeno je relacijama i stanjem u prethodnom taktu. Formalni modeli neuronskih mreža pokazani su na slici.

Na slici a/ je pokazana operacija logičkog zbrajanja realizirana neuronskom mrežom pri vrijednosti definiranog praga h=1.

Vrijedi formalni opis ponašanja

gdje su : - stanje ulaznih neurona - stanje izlaznih neurona

Na slici b prikazana je mreža kašnjenja s dva takta. Mreža se sastoji od ulaznog (x) i izlaznog (y) i unutarnjeg (z) neurona sa definiranim pragom (h=1).

Vrijedi formalni opis dinamike

iz čega slijedi da je

23

Translacija prirodne inteligencije u tehničke sustave povezana je s brojnim poteškoćama tako da postoji više neuspjeha oponašanja naizgled jednostavnog ponašanja čovjeka.

Čovjekov govor je kompleksan fenomen koji zahtijeva pomno razrađene nizove radnji koji moraju zadovoljiti pravila gramatike i fonologije. Oni koji govore prenose obavijesti.

U začetcima umjetne inteligencije mislilo se da će biti lako programirati prepoznavanje riječi i prepoznavanje lica no to se pokazalo potpuno suprotno.

Tako danas računala pobjeđuju šahiste i otkrivaju nove matematičke dokaze, ali je u hodanju i prepoznavanju mladunčeta bilo koje vrste životinja bolja od računala.

2.4. Koncepti inteligentnih agenata

Agent je općenito definiran kao entitet (osoba, programski modul ili objekt) koji prikuplja informacije i za nekog drugog samostalno djeluje u ostvarivanju postavljenog cilja.

24

Inteligentni agent (IA) surađuje s drugim agentima, informacijama i korisnicima u izvršavanju složenih zadataka.

Agencija predstavlja objedinjene agente u jedinstvenoj mrežnoj strukturi.

Programsko inženjerstvo tretira inteligentnog agenta kao analogiju procesa zaključivanja, mišljenja i djelovanja.

U ITS okruženju od posebnog interesa su višeagentni sustavi korišteni u upravljanju transportno logističkim mrežama.

Za ITS aplikacije ključna su sljedeća svojstva inteligentnih agenata :

1. autonomnost2. ciljna orijentiranost3. mobilnost u mreži4. mogućnost interakcije s ljudima5. sposobnost učenja

Najveći dio aplikacija IA danas je vezan za Internet agente i elektroničko trgovanje.

Razvoj IA za ITS može se odnositi na

1. pristup informacijama2. podršku odlučivanju3. sučelja aktivirana govorom4. pretraživanje distribuiranih baza podataka

Djelovanje inteligentnih agenata može se promatrati u tri osnovne dimenzije:

1. razina samostalnosti i odgovornosti

2. razina inteligencije

3. razina pokretljivosti

Svaki inteligentni agent ima neku razinu inteligencije, samostalnosti i pokretljivosti. To znači da su prisutne tri dimenzije djelovanja, neovisno o postignutoj razini u pojedinoj dimenziji.

Inteligencija opisuje sposobnost agenta za prihvaćanje zadanih ciljeva i izvršenje zadatka. Smatra se da „pravi“ inteligentni agenti imaju ne samo

25

sposobnost jednostavnog zaključivanja nego sposobnost učenja i prilagođavanja.

Razina samostalnosti i odgovornosti razlikuje se ovisno o načinu komunikacije i suradnje s drugim agentima.

Pokretljivost agenta iskazuje se u razinama, od statičkog agenta do vrlo pokretnog agenta. Uspješnost agenta i ostvarivanje ciljeva može se procijeniti veličinom tako da se na višoj razini sustava promatraju težine pojedinih elemenata prema izrazu

gdje je : - odstupanje ili težina pridružena svakom

Inteligentni agenti se razlikuju od programskih objekata u tome što sadrže zaključivanje kojim se vodi postupak dodatnog obuhvata potrebnih informacija u svrhu postizanja zadanih ciljeva.

2.5. Meko izračunavanje

U velikom broju prometnih problema nema potrebne informacije niti su ispunjene pretpostavke za provođenje klasične optimizacije. Stoga se nužno primjenjuju druge metode, među kojima su i metode mekog izračunavanja. Primjena mekih metoda, pogodna je u uvjetima djelomične informacije,

26

nepreciznosti i nesigurnosti. Za meko izračunavanje važni su koncepti i metode:

1. neizrazito izračunavanje i neizrazita logika (fuzzy computing, fuzzy logic)

2. neuronske mreže (neural networks, neural computing)

3. genetski algoritmi (genetic algoritms)

Koncept metode mekog izračunavanja prilagodljiviji su ublažavanju ograničenja klasičnih metoda tvrdog izračunavanja odnosno tvrdog optimiziranja. Čovjek ima urođenu sposobnost da uspješno funkcionira u uvjetima nesigurnosti i nepreciznosti za razliku od računala koje ne mogu djelovati u takvom ambijentu.

2.6. Teorija sustava i kibernetika

Sustavsko mišljenje odnosno teorija sustava i kibernetika su ključna uporišta za razumijevanje i razvoj ITS-a. Pri tom je važno znati da ITS predstavlja kompleksan, otvoren, dinamičan sustav čiji dijelovi imaju svojstva samoorganiziranosti. Proučavanje takvih sustava razlikuje se od teorije jednostavnih

determinističkih sustava, no opće definicije sustava i kibernetičkog vođenja mogu biti korištene u odgovarajućoj interpretaciji.

Teorija sustava (systems theory) odnosno sustavska znanost (system science) i kibernetika (cybernetics) postoje više od pola stoljeća kao akademska područja koja proučavaju sličnu problematiku ali egzistiraju gotovo paralelno.

U težištu proučavanja su sustav, struktura, funkcije, procesi, vođenje itd. koji su neovisni o specifičnom području implementacije. Suštinska razlika između sustavske znanosti i kibernetike je u tome da

sustavksa znanost ima jače težište na strukturu sustava dok je kibernetika više usmjerena na funkcioniranje sustava.

Osnovne razlike između teorije sustava i kibernetike su ilustrirane na slici.

27

Iz sustavske znanosti i kibernetike razvile su se brojne teorije, discipline i struke. Posebno su značajne teorija automata, teorija informacija, teorija vođenja, umjetna inteligencija, inteligentno izračunavanje, inteligentni transportni sustavi itd.

Teorija kompleksnih sustava je skup temeljnih objašnjenja kompleksnosti i pripadajućih metoda koje omogućuju spoznavanje i objašnjenje ponašanja takvih sustava. Budući da postoji sličnost između različitih klasa kompleksnih sustava, moguće je poopćavanjem i apstrahiranjem utvrditi njihova zajednička svojstva

Sustavski pristup omogućuje integraciju analitičkih i sintetičkih metoda u proučavanju otvorenih sustava koji su u integraciji sa okruženjem. Stoga ima ključnu prednost u odnosu na analitički (redukcionistički) pristup fokusiran na zatvorene sustave.

Samoorganizirani sustav je sustav u kojemu su komponente u integraciji tako da se dinamički ostvaruje funkcija i željeno ponašanje sustava. To nije ostvareno s jednom ili nekoliko upravljačkih komponenata, nego se postiže autonomno kroz interakciju komponenata i povratnim spregama koje reguliraju sustav.

Kompleksnost možemo opisati kao :1. obilježje vezano uz velik broj povezanih dijelova odnosno oblika2. stanje koje je teško detaljno razložiti i opisati

Za razliku od složenih sustava koji se daju dekomponirati na jednostavne i na taj način ih dalje rješavati, kod kompleksnih sustava uvijek postoji značajan „ostatak“ koji nije obuhvaćen dekompozicijom. Stupanj kompleksnosti određen je :

1. brojem komponenata sustava2. brojem i vrstom interakcija3. odnosima ciljeva4. kompleksnošću vođenja5. kompleksnošću znanja i vještina6. subjektivnim konotacijama

28

2.7. Modeliranje kompleksnih sustava

Proces modeliranja kompleksnih sustava možemo početi definiranjem :

1. cilja (koje specifične informacije i znanja trebamo)2. funkcije modela

ITS kao funkcionalni sustav ima određena invarijantna svojstva vezana za njegovu funkciju, no struktura i ponašanje promjenljivi su u prostoru i vremenu. Matematizirani modeli determinističkih linearnih sustava ne uključuju u razmatranje kompleksne interakcije većeg broja komponenata.

Većina formalnih modela i teorije vođenja tehničkih sustava temelji se na redukcionističkom pristupu tako da je za modeliranje ITS-a potrebno razviti modele prilagođene kompleksnosti sustava.

Cilj i funkcije modela bitno određuju aspekt, obuhvat, detaljiziranost, razinu apstrakcije i izbor metoda modeliranja.

Konceptualizacija predstavlja grubu skicu modela kojim je predeterminirana struktura i kompleksnost modela. Nakon faze konceptualizacije uglavnom je određena struktura i kompleksnost modela, odnosno izabrana je metoda (ili metodologija ) modeliranja .

Za modeliranje ponašanja ITS sustava moguće je koristiti metode:

1. sustavske dinamika

2. simulacije diskretnih događaja

3. fuzzy (neizrazitog) zaključivanja

4. neuronske mreže

5. genetskih algoritama

Modeli nisu potpuno točan opis sustava nego je ključno da model zadovoljava postavljenu svrhu i da je dovoljno točan. Verifikacija modela daje odgovor na pitanje „je li model građen na pravi način“, dakle konzistentno i bez logičkih grešaka.

Validacija modela daje odgovor na pitanje „ je li građen pravi model“ koji zadovoljava postavljenu svrhu i koristan je.

29

2.8. Poopćenje modela prometnog sustava

Generička teorija prometa razmatra prometni fenomen na višoj razini apstrakcije primjenjujući poopćene modele.

Razmatraju se struktura i ponašanje neovisno o prometnoj grani odnosno fizičkoj izvedbi prometnice, prometnog entiteta i drugih temeljnih komponenata prometnog sustava.

Temeljne strukturne komponente u poopćenom modelu prometa su:

1. prometnice

2. prometni entiteti transportirani entitet

3. adaptacija transportiranog entiteta na prometni entitet

4. upravljanje prometom

30

2.9. Pojam i vrste vođenja

Temeljna značajka vođenih sustava je sposobnost svrhovite promjene ponašanja „objekta“ vođenja (sustava i/ili procesa).

Prema dr. Husaru, vođenje je kvaliteta više u odnosu na upravljanje. Npr. statički program semafora uz informaciju s detektora čini sustav regulacije prometa. Ako se doda inteligencija u sustav (informiranje vozača, rutiranjem, itd) dobiva se inteligentno vođenje.

Prikaz vođenog sustava je dan na slici

Između subjekta vođenja (sustava ili jedinica za vođenje) i objekta vođenja postoje informacijske veze.

Vođenje je postupak ostvarivanja svrhe i ostvarivanja konkretnih ciljeva na osnovi prikupljanja i obrade informacija o okruženju, stanji i/ili izlazu objektnog sustava.

Vođenje se može definirati kao svrhovito djelovanje na promjenu ponašanja sustava ili procesa .

Za ostvarivanje cilja vođenja potrebne su odgovarajuće informacije i algoritmi mijenjanja stanja objekata pri provođenju vođenja.

31

Sa stajališta prometa relevantne su vrste vođenja koje su prikazane na slici

Vođenje unaprijednom i/ili povratnom vezom prisutno je u različitim izvedenicama u gotovo svim ITS aplikacijama. U teoriji vođenja odnosno kibernetici razrađeni su opći oblici unaprijednog vođenja, vođenje pomoću povratne veze te različite vrste prilagodljivog odnosno adaptivnog vođenja.

Upravljanje je unaprijedno vođenje koje se primjenjuje kad je potrebno otkloniti poremećaji djelovanja prije nego što ona pogoršaju ponašanje sustava.

Upravljačkim djelovanjem može se poremećaj ukloniti znatno prije nego u slučaju vođenja s povratnom vezom gdje treba čekati rezultat motrenja outputa.

Informcija o nastalim poremećajima (In) dovodi se u uređaj za vođenje (UV) gdje se prema algoritmu vođenja (Avu) obavlja prerada informacije u upravljački signal (Us) koji preko izvršnih sprava (IS) korektivno djeluje na sustav kao što je to prikazano na slici .

32

Reguliranje je način vođenja utemeljen na povratnoj vezi. Poremećajno djelovanje se otkriva motrenjem izlazne veličine tako da je potrebno sačekati da ono obavi negativni utjecaj.

Razlikuju se tri podvrste regulacijskih sustava:

1. automatski stabilizatori2. programski regulacijski sustavi3. slijedni regulacijski sustavi

Automatska stabilizacija znači održavanje izlazne veličine na približno stalnoj vrijednosti koja je determinirana konstrukcijom ili funkcijom sustava. U programskim regulacijskim sustavima vrijednosti izlazne veličine slijede zadani zakon djelovanja ili programa. Kod slijednih regulacijskih sustava vrijednosti izlazne veličine slijedi vodeću veličinu čija vremenska ovisnost nije unaprijed poznata.

Regulacijski krug čine vođeni (regulirani ) sustav i jedinice sustava za vođenje. U regulacijskom krugu se nalaze :

1. mjerno osjetilo2. usporednik3. regulator4. izvršna sprava

Objekt vođenja (regulacijska staza) koristi se za označavanje puta kojim se upravljački signal prenosi od izvršne sprave na ulasku u proces do mjerno osjetila na izlasku iz procesa. Ako se proces vodi s dva ili više regulacijska kruga, tada se radi o višestruko ovisnim regulacijskim krugovima.

33

2.10. Adaptivno vođenje prometnog toka

Vođenje prometa vozila (traffic control) predstavlja jedno od ključnih područja prometnog inženjerstva i od posebnog je interesa za ITS aplikacije inteligentnog vođenje prometa.

Doprinos opće teorije vođenja mogu se odgovarajućim interpertacijama koristiti za analizu i sintezu različitih klasa problema vođenja prometa. Inteligentno vođenje uključuje rješenja adaptivnog vođenja, vođenje „sustava koji uči“ te kombiniranje unaprijednog vođenja i reguliranja.

Adaptivno ili prilagodljivo vođenje znači sposobnost prilagodbe vanjskim utjecajima i zbivanjima unutar svoje strukture.

Osnovni prikaz adaptivnog sustava izveden iz uobičajenog regulacijskog kruga pokazan je na slici.

Na grafičkom prikazu razlikuju se dva regulacijska kruga pri čemu osnovni regulacijski krug osigurava automatsku stabilizaciju vođenja veličine y, dok krug za prilagodbu prilagođuje način rada osnovnog kruga u promjenljivim uvjetima.

Adaptivni sustav vođenja obilježava svojstvo da neki njegov uskladljivi parametar, koji može biti unutar struktura, može biti automatski mijenjan sve dok se uz pretpostavljenu vrstu poremećaja ne ostvari zadovoljavajuće djelovanje s obzirom na postavljenu svrhu.

34

Ako sustav ispunjava postavljenu svrhu, ne samo na zadovoljavajući način, nego i na najbolji mogući način, onda se govori o optimizacijskom sustavu.

Za optimizacijski sustav vrijedi izraz :

minimum

gdje je : kazalo provedbe kruga

željena vrijednost vođene veličine y i-ta vrijednost izlazne veličine

Vođenje sustava „koji uči“ temelji se na sposobnosti sustava da tijekom vremena poboljšavaju i usavršavaju svoje djelovanje.

Na temelju iskustva o ponašanju sustava u jedinici koja uči utvrđuje se novi povoljniji zahvati odnosno aktivnosti vođenja sustava. Teorija i primjena vođenja sustava koji uče usko je vezana sa doprinosima iz teorije automata i umjetne inteligencije.

Osnovni prikaz sustava koji uči dan je na slici.

3.1. MEĐUNARODNA NORMIZACIJA ITS USLUGA

35

ISO (International Standardization Organization) je opisao temeljne ITS usluge (ITS Fundamental Services) 1999. godine povezujući komplementarne ITS usluge te je definirao 11 funkcionalnih područja:

1. informiranje putnika (Traveler Information)

2. upravljanje prometom i operacijama (Traffic Managmnt and Operations)

3. vozila (Vehicles)

4. prijevoz tereta (Freigh Transport)

5. javni prijevoz (Public Transport )

6. hitne službe (Emergency)

7. elektronička plaćanja vezana za transport (Transp.Related Electr.Paym)

8. sigurnost osoba u cest. prijevozu(Road Transp.Related Person.safety)

9. nadzor vremenskih uvjeta i okoliša (Weather&Environmental Monitoring)

10. upravljanje odzivom na velike nesreće (Disaster Response Management and Coordination)

11. nacionalna sigurnost i zaštita (National Security)

Unutar svakog funkcionalnog područja nalaze se međusobno povezane usluge od kojih je ISO definirao 32 :

1. predputno informiranje2. putno informiranje vozača3. putno informiranje u javnom prijevozu4. osobne informacijske usluge5. rutni vodič i navigacija6. podrška planiranju prijevoza7. vođenje prometnog toka8. nadzor i otklanjanje incidenata9. upravljanje potražnjom10. nadzor nad kršenjem prometne regulative11. upravljanje održavanjem infrastrukture12. poboljšanje vidljivosti13. automatizirane operacije vozila14. izbjegavanje čelnih sudara15. izbjegavanje bočnih sudara16. sigurnosna pripravnost17. sprječavanje sudara18. odobrenje za komercijalna vozila19. administrativni procesi za komercijalna vozila20. automatski nadzor sigurnosti cesta21. sigurnosni nadzor komercijalnog vozila na instrumentnoj ploči vozila22. upravljanje komercijalnim voznim parkom

36

23. upravljanje javnim prijevozom24. javni prijevoz na zahtjev25. upravljanje zajedničkim prijevozom26. žurne objave i zaštita osoba27. upravljanje vozilima žurnih službi28. obavješćivanje o opasnim teretima29. elektroničke financijske transakcije30. zaštita u javnom prijevozu31. povećanje sigurnosti „ranjivih“ cestovnih korisnika32. inteligentna čvorišta i dionice

3. 2. Poboljšanje performansi prometnog sustava primjenom ITS-a

37

Primjenom ITS-a bitno se mogu poboljšati performanse klasičnog prometnog sustava i kvaliteta usluga za krajnje korisnike tako da vrijede relacije:

gdje je : indeks performansi inteligentnog prometnog sustava

indeks performansi klasičnog (pred- ITS) prometnog sust.

kvaliteta usluga inteligentnog prometnog sustava kvaliteta usluga klasičnog (pred-ITS) prometnog sustava

Problem razvoja ITS-a može se formalno postaviti kao problem dizajna i realizacije ITS rješenja

gdje je : pojedino ITS rješenje skup mogućih ITS rješenja

Izbor mogućih rješenja se vrši prema skupu kriterija kao što su : protočnost, sigurnost, učinkovitost, udobnost, ekološka poboljšanja . Iz skupa rješenja birat će se ona koja rješavaju prioritetne probleme i imaju najbolji odnos performansi i cijene. ITS rješenja korisnik percipira prvenstveno kroz dostupne ITS usluge, raspoložive tržišne pakete te inteligentnu opremu vozila i prometnica.

Na slici je prikazana ovisnost performansi protočnosti prometnog sustava s ITS rješenjima i bez ITS rješenja. Veća protočnost prometnice znači poboljšanje performansi sustava a aspekta operatora odnosno davatelja usluga te istovremeno i povećanje kvalitete usluga za korisnike reduciranjem vremena čekanja, umanjenje stresa, itd.

Početkom 21 stoljeća nije strategijski efektivno povećavati protočnost gradskih prometnih sustava i autocesta samo povećanjem fizičkih kapaciteta (ΔC) bez ITS nadgradnje.

38

Prilagođavanje sustava upravljanja svjetlosnim signalima prometnim zahtjevima na mreži gradskih prometnica utječe na smanjenje zadržavanja vozila u zoni raskrižja, smanjuje turbulencije u prometnom toku te skraćuje vrijeme putovanja.

Preraspodjelom prometnih tokova na mreži gradskih prometnica moguće je optimalno koristiti raspoložive kapacitete mreže prometnica. Preusmjeravanjem prometnih tokova na manje opterećene prometnice izbjegavaju se prometna zagušenja te umanjuju utjecaji zastoja u prometnom toku koji nastaju uslijed prometnih nezgoda i dugih prekida u prometnom toku.

Davanjem potrebnih informacija vozaču u pravom trenutku tj. u trenutku kada treba donijeti odluku o izboru putanje kretanja , doprinosi se izboru optimalne putanje kretanja vozila, čime se smanjuje utjecaj subjektivnih prosudbi vozača te izbjegavaju nepotrebna zadržavanja i zagušenja na prometnoj mreži. Putem promjenljivih prometnih znakova, radio valova, monitora u vozilima stalno se usuglašavaju funkcije upravljanja sa promjenama koje nastaju u prometnom sustavu.

Uspješno funkcioniranje ITS-a podrazumijeva prikupljanje i obradu informacija u realnom vremenu s ciljem boljeg odlučivanja i sigurnijeg odvijanja prometa. Tako će se izbor odredišta, modova, vremena i rute putovanja u ITS okruženju razlikovati u odnosu na klasični sekvencijalni model budući da je u realnom vremenu moguće birati alternative čime je prostor za poboljšanje performansi sustava i kvalitete usluga bitno povećan.

3.3. Zahtjevi korisnika ITS-a

Korisnički zahtjevi ITS-a koji su usmjereni ka poboljšanju usluga transportnog sustava (neovisno o modovima transporta) su polazište za definiranje arhitekture ITS-a te specificiranje servisa koji će biti osigurani razvojem i implementacijom ITS-a.

Definiranje i analiza sustavskih zahtjeva jedna je od središnjih tema sustavskog inženjerstva . Zbog toga postoji različita terminoligija i procedure koje se koriste u otkrivanju i specifikaciji zahtjeva korisnika odnosno drugih

39

zainteresiranih sudionika (stakeholdera). Sustavsko inženjerstvo je usmjereno na koncept i funkcionalnu razinu neovisno o specifičnom tehničkom rješenju.

Zahtjev (requirement) je izjava o esencijalnim karakteristikama odnosno atributima sustava ili komponente koja usmjeruje razvoj sustava tako da je koristan za jednog ili više stakeholdera.

Postoji više načina kategorizacije zahtjeva te njihova izražavanja. Ključno je da se odgovori na pitanje što će sustav raditi, a ne kako. Specifikacija zahtjeva je konzistentan uređen skup zahtjeva koji cjelovito definira ograničenja i zahtijevane performance sustava.

Definiranje korisničkih zahtjeva i sustavskih specifikacija za ITS prvi je ključni korak u životnom ciklusu ITS-a. Zahtjeve generiraju korisnici ili dugi zainteresirani sudionici (stakeholderi). U procesu dizajniranja sustava definiraju se svi sustavski zahtjevi koji se potom segmentiraju i dotjeruju u specifikacije za određene segmente sustava.

Postoji više uputa i kriterija prema kojima se procjenjuje koliko dobro su zahtjevi za ITS-om definirani.

Karakteristike dobro definiranih zahtjeva su sljedeće:

1. definirati što , a ne kako će sustav raditi.

2. Spriječiti udvostručenje tako da zahtjev ima jedinstvenu oznaku, svoj naziv i sadržaj koji osiguravaju da ne može doći do udvostručenja zahtjeva.

3. Mora postojati jedna ideja po zahtjevu jer zahtjevi moraju različiti do pojedinačne razine

4. Zahtjev mora biti dokumentiran (tekst, grafovi, slike, baze podataka) i mora kao takav biti dostupan

5. Dobro definiran zahtjev mora identificirati svog vlasnika i pazitelja, što može bitii ista osoba.

6. Vlasnik mora odobriti zahtjev nakon što zahtjev bude redefiniran i preformuliran

7. Svi prihvaćeni zahtjevi moraju biti neophodni.

8. Dokumentirani zahtjevi moraju biti jasni, koncizni i kompletirani koliko god je to moguće.

9. Dobro definiran zahtjev ina sljedivost tako da se može pratiti od izvora.

10. Zahtjev mora biti jasan i određen tako da mora biti samo jedna interpretacija definiranog zahtjeva.

40

11. Gdje god je to moguće treba kvantitativno opisati zahtjev ( „pouzdanost treba biti najmanje 0,99). Kvalitativne i neodređene formulacije (dobro,visoko,nisko)treba izbjegavati.

12. treba identificirati prihvatljiva stanja i modove ponašanja (prijevoz tereta od 1 t brzinom od 100 km/h)

13. U formulaciji zahtjeva treba koristiti standardne riječi (sustav će, sustav može imati mogućnost)

14. treba izbjegavati formulacije kao što su optimalno, najbolje isl. (zbog većeg broja kriterija i nepotpune informacije o svim mogućim stanjima)

15. Potrebno je navesti datum i ime osobe koja je odobrila zahtjev

Proces razvoja zahtjeva obuhvaća više koraka s provjerama i iterativnim korekcijama prvotnih zapisa zahtjeva. Sustavski inženjer pomaže korisnicima i zainteresiranim akterima da jasnije postave zahtjeve koji će biti transformirani u funkcije što će ih sustav obavljati prema izrazu

gdje je : UR - korisnički zahtjev FS - funkcije sustava - oznaka za meko preslikavanjePotrebno je razlučiti dva osnovna dijela procesa razvoja zahtjeva.

Otkrivanje zahtjeva počinje identifikacijom korisnika i postavljanjem (definiranjem) problema, a završava korištenjem zahtjeva nakon validacije skupa zahtjeva i njihova dokumetiranja.

Proces otkrivanja zahtjeva počinje identifikacijom korisnika i otkrivanjem problema, a završava validacijom i dokumetiranjem zahtjeva vezanim za pojedine ITS usluge ili aplikacije.

Proces otkrivanja zahtjeva ima sljedeće korake:

1. identifikacija korisnika i definiranje problema2. interakcija s korisnikom i pisanje zahtjeva3. kontrolni pregled sustavskih zahtjeva4. definiranje pokazatelja performanci i troškova5. validacija sustavskih zahtjeva

Prvi korak u otkrivanju sustavskih zahtjeva je identificiranje korisnika odnosno zainteresiranih sudionika koji mogu postavljati zahtjeve ili utjecati na zhtjeve. Krajnji korisnik ne financira razvoj pa se događa da radi male uštede u

41

troškovima razvoja bude dizajniran i proizveden sustav koji je vrlo skup, kompliciran za održavanje i ima velike troškove , stoga se mora postići odmjeravanje troškova razvoja i održavanja sustava.

U otkrivanju zahtjeva nužno je promatrati cjelokupni životni vijek proizvoda uz odgovarajuće odmjeravanje troškova između pojedinih faza, kako bi se razvio pravi (efektivan) i dugoročno uporabljiv sustav. Preliminarni dizajn sustava može početi kad se kompletno razumiju korisničke potrebe i zahtjevi. Često korisnici nisu sposobni detaljno i precizno iskazati što im treba niti to jasno prezentirati.

U općoj grupi korisničkih zahtjeva postoje dva glavna tipa korisničkih zahtjeva:

1. zahtjevi sa stajališta okvira arhitekture, 2. zahtjevi sa stajališta kvalitete servisa ITS-a

Svojstva zahtjeva a sa stajališta okvira arhitekture:

- Okvir arhitekture mora biti predstavljen na strukturiran način dozvoljavajući čitanje sveukupne povezanosti kroz referentne modele i abecedni popis tako da specifični detalji mogu biti promatrani iz funkcijske, informacijske, fizičke i komunikacijske perspektive.

- Servisi ITS-a koji zahtijevaju velika ulaganja u infrastrukturu će imati veoma dugi životni vijek . Okvir arhitekture radi toga mora biti neovisan o tehnologiji i mora imati mogućnost pratiti budući razvoj tehnologije.

- Okvir arhitekture ne smije biti vezan za specifičnu organizaciju ili zakonite strukture.

- okvir arhitekture mora omogućiti stvaranje modularnih sustava sa servisima koji dolaze od mnogo provajdera i osigurati korištenje opreme koja dolazi od puno različitih proizvođača.

- postojećim naslijeđenim sustavima koji funkcioniraju u okviru arhitekture se mora osigurati prijelazni put uz postizanje kompatibilnosti.

Korisnički zahtjevi sa stajališta kvalitete servisa ITS-a :

- razmjena podataka mora osigurati kompatibilnost u informatičkom formatu, opremi i infrastrukturi.

- sposobnost prilagođavanja promjenama strukture korisničkih zahtjeva- osiguranje pravila i propisi koji će sustav usklađivati- sposobnost djelovanja i održavanja servisa u vremenu i prostoru.- uklanjanje nepotrebnih rashoda (troškova)- osigurati mogućnost proširenja putem dodavanja opreme i funkcija

42

- sposobnost održanja, obnavljanja, modificiranja i unapređenje sa minimalnim smetnjama

- osigurati informacije koje moraju biti prikladne svojoj svrsi- sposobnost zadovoljavajućeg djelovanja u svim očekivanim uvjetima- sposobnost zaštite od oštećenja koja mogu prouzročiti ljudi ili okolina- sposobnost zaštite sustava i podataka od vanjskih napada ili smetnji- prilagođenost korisnicima koja podrazumijeva jednostavno i efikasno

korištenje

Europska liste korisničkih zahtjeva sadrži 539 stavke. Oni su podijeljeni na deset grupa kao što je prikazano na slici.

72

25

915

27

78

109

7477

53

0

20

40

60

80

100

120

Nizovi1

Nizovi2

Nizovi3

Nizovi4

Nizovi5

Nizovi6

Nizovi7

Nizovi8

Nizovi9

Nizovi10

- Grupa 1 čini grupa općih zahtjeva- Grupa 2 obuhvata zahtjeve vezane sa dugoročnim planiranjem,

modeliranjem i održavanjem infrastrukture- Grupa 3 obuhvata aktivnosti vezane za provođenje zakonske regulative

vezane za promet te prikupljanje i vođenje evidencija vezanih za promet- Grupa 4 obuhvata aktivnosti plaćanja vezanih za prometne servise ili

servise putnika, uključujući i dijelove transakcija, njihovo izvršenje i podjelu prihoda.

- Grupa 5 obuhvata servise iznenadnih događaja te upravljanje incidentima

- Grupa 6 obuhvata aktivnosti vezane za putno informiranje kao što su davanje predputnih i putnih informacija uključujući i izbor i promjenu rute.

- Grupa 7 obuhvata sve aktivnosti vezane za vođenje prometa, upravljanje

43

- Grupa 8 obuhvata sustav inteligentnih vozila koji čine funkcije vezane za vozila uključujući povećanje vidljivosti, uzdužno i poprečno vođenje, čuvanje linije kretanja, kretanje u plotunu, kontrola brzine vozila, pomoć vozaču.

- Grupa 9 obuhvata upravljanje prijevozom i voznim parkom koje čine aktivnosti vezane za prikupljanje podataka i izvješća, upravljanje dokumentima, planiranje, redovan nadzor, izvješće o operacijama upravljanja, sigurnost vozila i robe, upravljanje intermodalnim vezama.

- Grupa 10 obuhvata upravljanje javnim prijevozom koju čine aktivnosti vezane za javni transport (PT), odgovarajuća potražnja PT, raspodjela potražnje PT, raspodjela potražnje na putovanja i zaštita putnika. To uključuje upravljanje , redovitost, nadziranje, informiranje, komuniciranje i prioritete PT.

ISO TC204 je predložio 32 servisa ITS-a sa kojima su kategorizirani zahtjevi korisnika. Veza korisničkih zahtjeva europskih korisnika ITS-a i 32 servisa ITS-a koji su standardizirani od strane ISO je prikazana na slici .

2830

50

1413

69

2116

912

4

27

141312

2 4 2 3 4

60

1517

9 11

59

14

30 0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Može se vidjeti da neki od servisa izgledaju tako da imaju malu važnost za EU.

Imaju tri servisa koja nemaju niti jednu stavku (0 stavki), od kojih dva su sadržana kao posebni slučajevi drugih servisa, tako da je servis 4 (osobne informacijske usluge) pokriven servisima 1,2,3 i 5, servis 31 (povećanje sigurnosti „ranjivih“ cestovnih korisnika) je pokriven sa servisom 7.

Samo zahtjev za servis 32 (inteligentna čvorišta i dionice) nije zasebno iskazan kao korisnički zahtjev u europskoj arhitekturi dok takav zahtjev postoji u arhitekturi USA.

44

Da bi korisnički zahtjevi bili sustavno strukturirani i zauzeli odgovarajuće mjesto putem sustavne specifikacije oni moraju imati sljedeća svojstva:

1. zahtjev mora biti jasan(nedvojben) što će osigurati bit onog što je kazano,

2. mogućnost testiranja (ispitivanja) koja osigurava mogućnost kontroliranja zahtjeva koji je predstavljen u više oblika,

3. mogućnost pronalaženja koja osigurava pronalaženje i jasno prikazivanje zahtjeva,

4. jedinstvenost koja osigurava neovisnost zahtjeva od svih drugih sa jedinstvenim identitetom koji omogućava njegovo jednostavno pronalaženje

5. namjena zahtjeva mora biti samo jednoj kategoriji korisnika.

Brojni su korisnički zahtjevi sa stajališta okvira arhitekture kao podrška sustavima kroz različite modove transporta koji osiguravaju komunikaciju između njih na jednoličan načina.

Okvir arhitekture mora također omogućiti nadležnim organima uprave utjecaj na promjenu vida prijevoza u skladu sa transportnom politikom.

Za otpremanje robe i operacije upravljanja voznim parkom okvir arhitekture mora podržavati promjenu vida transporta robe.

3.4. Identifikacija i mjerenje učinka ITS-a

Koristi koje se mogu promatrati kroz različite skupine pokazatelja odnosno kategorije ITS učinaka. U literaturi se ITS učinci povezuju uz sljedeće pokazatelje :

1. sigurnost2. učinkovitost protoka3. produktivnost i reduciranje troškova

45

4. korist za okoliš

Pregled i rangiranje transp. problema prema učincima korisničkih servisa:

KORISNIČKE FUNKCIJE TRANSPORTNI PROBLEMIPrometne nezgode

Problemi funkcioniranja

Utjecaj na okoliš

Utjecaj na produktivnost

Utjecaj na mobilnost

učestalo

st

težina

kapaciteta

Zakrčen

ost

pro

meta

Ko

risnički

servis

Em

isija štetn

ih

plin

ova

Po

trošn

ja en

ergije

Op

erativnin

tro

škovi

Vrijem

e p

uto

vanja

Sig

urn

ost

pu

tnika

Stres

Pristu

pačn

Treffic Management (ATMS)1.Podrška planiranju prijevoza Transportation Planning Support

S S N S

2. Vođenje prometnog tokaTrafic Control

S S V V V V V V S

3. Nadzor i otkjlanjanje incidenataIncident Managment

S S V V V S V S

4.Upravljanje potražnjom Demand Managment

N S

5. Nadzor nad kršenjem prometne regulativePolicing/Enforcing Traffic Regulations

V S V N

6. Upravljanje održavanjem infrastruktureInfrastrukture Maintenance Managment

S N N

Traveler Information (ATIS)7. Predputno informiranjePre-Trip Information

S S V N N S N N V

8. Putno informiranje vozačaOn Trip Driver Information

N N S N V S S V V

9. Putno informiranje u javnom prijevozu -On-Trip Public Transport Information

V S S V V

10. Osobne informacijske usluge-Personal Information Services

S S V N N N S S

11. Rutni vodič i navigacija-Route Guidance and Navigation

N N V V V S S V V

Vehicle (AVCS)12. Poboljšanje vidljivosti-Vision Enhancement

V S S S

13. Automatiziranje operacije vozila-Automated Vehicle Operation

V S V V V V V S V N S N

14Izbjegavanje čelnih sudara-. Longitudinal Collision Avoidance

V V N S S

15. Izbjegavanje bočnih sudara-Leteral Collision Avoidance

S S S S

16. Sigurnosna pripravnost Safety Readiness V V S17.Sprječavanje sudara Pre-Crash Restraint Deployment

V S

Commercial Vehicles Operations CVO18. Odobrenje za komercijalna vozila Comercial Vehicle Pre clearance

N N N N V V N

19.Administrativni procesi za komercijalna vozila Commercial Vehicle Administrative Processes

S N

20. Automatski nadzor sigurnosti cesta-Automated Roadside Safety Inspection

S S S S N

21. Sigurnosni nadzor komercijalnog vozila na instrumentnoj ploči vozila-Commercial Vehicle

S S N N

46

On-Board Safety Monitoring22. Upravljanje komercijalnim voznim parkom-Commercial Vehicle Fleet Management

N N S S V V V N

Public Transport (APTS)23. Upravljanje javnim prijevozom-Public Transport Managment

S N N V N S V

24. Javni prijevoz na zahtjev-Demand Responsive Transport Management

V S V

25. Upravljanje zajedničkim prijevozom-Shared Transport Management

N S N N N S V

Emergency Management (EMS)26. Žurne objave i zaštita osoba-Emergency Notification and Personal Security

V S S V V

27.Upravljanje vozilima žurnih službi- Emergency Vehicle Mangement

V S S V

28.Obavješćivanje o opasnim teretima- Hazardous Materials Incident Notificatin

V N V

Electronic Payment (EP)29.Elektroničke financijske transakcije- Electronic Financial Transactions

S S N N V S S S

Safety30.Zaštita u javnom prijevozu- Public Travel Security

V

31. Povećanje sigurnosti „ranjivih“ cestrovnih korisnika-Safety Enhancement for Vulnerable Road Users

V V S

32. Inteligentna čvorišta-Intelligent Junctions S S

U detaljnijoj razdiobi uvode se kategorije učinaka, kao što su :

1. poboljšanje sigurnosti u prometu2. učinkovitiji transportni i logistički procesi 3. povećanje protočnosti4. zaštita okoliša5. novi poslovi i zapošljavanje6. kvalitetnije usluge za krajnje korisnike7. podizanje tehnološke razine

Korisnici odnosno zainteresirane skupine (stakeholderi) ITS-a mogu biti : mrežni operateri, vlasnici sustava, davatelji usluga, turističke tvrtke, lokalna zajednica, gradska uprava, krajnji korisnici. Pri razvoju i implementaciji novih ITS projekata postoje u osnovi tri pristupa mjerenju učinaka i koristi od ITS-a:

1. pregledna analiza iskustva drugih uz eksploataciju rezultata2. izvođenje pilot projekata i određivanje izglednih koristi u konkretnom

kontekstu3. korištenjem simulacijskog modela

Mjerljive veličine i područje koristi su date u tabeli br 1.

47

Područje koristi Mjerljive veličineprijevoz osobnim automobilom - vrijeme putovanja

- brzina prometnog toka (km/h)- broj nezgoda (brojem i težinom)- razina usluge na rutama- protok putnika (putnika/sat)- duljina redova čekanja (broj

vozila)- prometni stres (subjektivna

mjera)javni prijevoz - broj vožnji mjesečno ili godišnje

- iskorištenje kapaciteta vozila- prihodi- povećanje eksploatacijske

brzine vožnje- poboljšanje modalne razdiobe

ekonomski razvoj - porast trgovine (€/god)- porast novih poslova- porast zaposlenosti (%/god)

ekologija - smanjenje buke- emisija štetnih tvari (CO, CO2,

NOx, SOx, krute čestice)turizam - povećanje broja turista

- povećanje prihoda po turistu- mjerenje zadovoljstva turista- popunjenost hotela i objekata uz

prometnice

Dio koristi se može individualizirati i izraziti novčanim vrijednostima, dok se druge koristi trebaju promatrati kao javno dobro, odnosno eksternalije.

Dizajn efektivnih i uporabljivih ITS rješenja podrazumijeva mogućnost procjene ITS učinka primjenom odgovarajućih metoda kao što su :

1. metoda mjerenja fizičkih učinaka2. metoda analize koristi3. analiza troškova i efektivnosti (E/C)4. analiza koristi i troškova (B/C)

48

Za analizu i vrednovanje koristi potrebno je najprije utvrditi područja koristi i mjerljive veličine iz kojih se mogu procijeniti vrijednosti za korisnike. Koristi mogu biti izražene u financijskim pokazateljima vezanim za pojedine korisnike ili kao eksterni učinci.

Ako se koristi od ITS projekata mogu zadovoljavajuće dobro financijski iskazati, onda je za evaluaciju ITS projekta dovoljno koristiti standardne B/c metode. U protivnom, potrebno je koristiti metode analize troškovi/efektivnost (C/E analiza).

Bitna značajka metode analize troškovi/efektivnost (C/E) jest je da izbjegne nedostatke B/C metode

Za odmjeravanje koristi i troškova pojedinih ITS projekata koriste se prilagođene B/C (benefit/cost) metode gdje se uspoređuje stanje sustava bez ITS i stanje sustava sa implementacijom ITS-a. Svi važniji troškovi i koristi se utvrđuju po tržišnim cijenama koje se svode na sadašnju vrijednost.

Brojčana vrijednost omjera koristi i troškova (B/C) pokazuje opravdanost projekta i veličinu prirasta koristi na jedinicu uloženih sredstava što se izračunava putem izraza:

gdje je : koristi od ITS projekta u godinama (0,1,2,...,n) troškovi ITS projekta u godinama (0,1,2,...,n) diskontni faktor (stopa)

Nedostatci B/C metode su:

1. svi učinci svode se na novčano mjerilo2. postoji subjektivnost procjene3. neki učinci se dvostruko uračunavaju4. problem uključivanja razlika

Omjer koristi-trošak (benefit-cost) B/C u području financija predstavlja klasični kriterij za analizu investicija (ulaganja). U mnogim zemljama, analiza B/C je postala bazna za uspoređivanje alternativnih projekata u transportnom planiranju

49

Kako informatičke tehnologije na kojima se bazira ITS, prati dramatični porast njihovog korištenja uz stalno snižavanje troškova, informacione tehnologije će bez sumnje utjecati na porast omjera B/C u budućnosti.

Prema tome imamo dodatne razloge za optimističku projekciju ovog omjera u budućim ITS projektima. Pojava kontinuiranog trenda urbanizacije u mnogim zemljama će povećati vrijednost zemljišta i povećati prometni volumen, koji će zahtijevati ITS sa više privlačnih alternativa.

Više koristi zbog sigurnosti će se postići izbjegavanjem sudara i smanjivanjem njegovih posljedica. Sa disproporcijom porasta medicinskih troškova naspram troškova života, ITS koristi sigurnosti će se povećati potpuno čak i ako prometne nezgode ostanu nepromijenjene.

U drugom slučaju, ITS troškovi značajno opadaju sa vremenom zbog nekoliko razloga. Troškovi se smanjuju u informacionoj tehnologiji koje će pratiti kontinuirano nove proizvode . Sa dereguliranjem telekomunikacijske industrije u mnogim zemljama, komunikacijski troškovi za ITS će opadati jednako, bez obzira na poboljšanja u tehnologiji.

Političke odluke za razvoj ITS u velikom broju metropola će stvoriti veliko tržište za ITS proizvode i servise koji će sa ITS snižavati troškove vožnje kroz ekonomske parametre.

Iskustveni faktor će također primjenjivati na bazi troškova projekata kojih će se snižavati učeći od upotrebe ITS širom svijeta. Sustav integriranja je upravo naglašen u razvoju ITS jer smanjenje ukupnih troškova ITS rezultira sinergijom kroz integriranje sustava.

3.5. Dosadašnja iskustva prvih programa i projekata ITS-a Početni razvoj ITS-a je vezan za prve programe i projekte koji su bili na tragu temeljne zamisli ITS-a:

1. ERGS -Electronic Route Guidance Projekt (SAD)2. Simensovi projekti (Ali-Scout Route Guidance Project, Berlin)3. IVHS- Integrated Vehicle Highway System (University of Michigen)4. europski projekti DRIVE i PROMETEJ

Nakon tih početnih projekata i programa slijedio je niz nacionalnih arhitektura i brojnih projekata jače integriranih u ITS koncepte.

50

Problemi normizacije ITS-a proističe iz otpora onih koji imaju etablirane pozicije na tržištu i ne žele mijenjati svoje proizvode. Korisnici koji su znatno investirali u svoju opremu ne žele je otpisati (zbog usuglašavanja sa ITS normama) prije određenog povrata investicija. Zbog toga je važno postojanje kompetentne i ovlaštene organizacije koja uz određene zakonske ovlasti može osigurati provođenje ITS normizacije i interoperabilnost sustava.

Razvoj ITS-a podrazumijeva programe i projekte tako da je važno razumjeti odnos između programa i i projekta.

Program je namijenjen razvoju kompetencija,odnosno uspostavljanju unutarnjih sposobnosti organizacije ili znanstvene zajednice i ne može imati čvrsto definirani kraj.

Projekt je jednokratni pothvat sa definiranim vremenskim rokovima (početnim i završnim događajima), ograničenim proračunom i izravno mjerljivim outputima.

ITS treba razvijati ne kao jednokratni projekt nego program poboljšanja i reinženjiranja prometnog, transportnog i logističkog sustava. Izolirani projekti su u pravilu opterećeni nedostatkom interoperabilnosti. Vrlo je teško i skupo naknadno postizanje interoperabilnosti rješenja koja nisu dizajnirana prema zajedničkom operativnom konceptu i arhitekturi.

Svrha razvoja ITS-a na nacionalnoj razini je cjelovitije sagledavanje problema i postizanje više razine osposobljenosti za efektivan i efikasan razvoj i uvođenje ITS-a. Važno je što treba unaprijediti i što je ciljno stanje odnosno razina razvoja kojoj treba težiti prilagođeno konkretnom kontekstu.

51

Na slici je prikazana ilustracija programske zadaće podizanja razine razvoja ITS-a. Scenarij 1 fokusiran je na postizanje djelomično zadovoljavajućih rješenja (predstavljenih stanjem 1), dok scenarij 2 vodi bitno boljim performansama u duljem razdoblju. Nakon definiranja ciljnog stanja nužno je osigurati prilagođeno upravljanje programom i projektima u promjenjivim uvjetima okruženja.

Dobro definiran program razvoja ITS-a u pravilu je podržan nacionalnom arhitekturom ITS-a. U takvim okvirima moguće je definirati, razvijati i implementirati veći broj usuglašenih ITS projekata. Npr. razvoj sustava putnog informiranja vozača mora biti usuglašen sa sustavima navigacije, upravljanja incidentnim situacijama i sustavom elektroničkih plaćanja cestarine, parkiranja, itd. Putno informiranje nije obuhvaćeno samo na jedan mod prijevoza nego uključuje intermodalna rješenja.

Idejni i izvedbeni projekti prometne infrastrukture, upravljačkih centara, informacijskih centara, prijevoznih sredstava, itd. moraju biti usklađeni s programskim smjernicama i ITS kriterijima. U razvijenim zemljama nijedan prometni projekt ne može biti prihvaćen ako nije usklađen s ITS kriterijima.

Strategijski program razvoja ITS-a se mora izvoditi iz strategijskih analiza prilagođenih konkretnom kontekstu i zajedničkim smjernicama Europske unije odnosno općih (Svjetskih) ITS smjernica.

52

Na slici je prikazan programski pristup razvoju ITS-a u odnosu na druge alternativne pristupe.

Osim alternativne mogućnosti ne činiti ništa (do nothing), česta je praksa provođenje izoliranih projekata kao što je sustav elektroničke naplate cestarine, rutiranje, uvođenje smart-kartica, itd. Efektivniji pristup znači postavljanje nacionalnog strategijskog programa i prometne politike iz kojih se izvode usklađeni projekti ITS kompatibilne prometne infrastrukture i drugih ITS projekata s privatnim i javnim partnerstvom.

3.5.1. Rezultati dosadašnjih istraživanja učinka ITS-a

Tijekom proteklog desetljeća, provedeno je preko 200 testova operativnih istraživanja učinka ITS-a i analizirana su iskustva u Sjevernoj Americi, Europi, Japanu i Australiji. Istraživanja se provode s ciljem da se dođe do saznanja koji su učinci ITS-a u realnom prometnom okruženju prije pokretanja i realizacije većih investicija koje će zahtijevati ITS.

Koristi su grupirane podudarno sa pratećim mjerenjima i efektima: sigurnost, efikasnost, produktivnost i smanjenje troškova i utjecaj na okoliš. Zbirni pregled razine koristi koji može biti ostvaren na razini države sa dobro razvijenom prometnom infrastrukturom i infrastrukturom autocesta.

Mnogi od ovih rezultata su dobiveni od malog broja uzoraka i moraju biti interpretirani sa napomenom da uvijek treba uzimati u obzir lokalne uvjete.

53

3.5.2.Rezultati istraživanja dobiveni kroz projekt 5T u Torinu

Projekt 5T (Telematic Tehnologies for Traffic and Transportat in Turin) projekt je dobar primjer ITS predviđanja na razini projekta. Ovaj projekt 5T je uključio sljedeće podsustave: upravljanje prometom adaptivnim svjetlosnim signalima, upravljanje voznim parkom za javni transport, upravljanje parkiralištima, praćenje zagađenja zraka, različiti sustavi informiranja, podsustav integriranja koji predstavlja prometni i transportni super nadzor.

Mogućnosti da se sa ITS pristupom optimizira upravljanje transportom je testirano mjerenjima vremena putovanja za javni transport i osobna vozila duž dvije glavne arterije kroz tri različita scenarija :

1. Osnovni scenarij: prometna svjetla vrše reguliranje prometa sa fiksnim vremenima, sa lokalnom koordinacijom duž arterija, ali bez prioriteta za vozila javnog transporta.

2. 5T scenarij : dinamičko optimiziranje prometnih svjetala sa prioritetima za vozila javnog transporta

3. Alternativni scenarij: optimiziranje reguliranja prometnih svjetala bez prioriteta javnog transporta.

Uspoređivanjem između baznog scenarija i 5T scenarija prikazano je sa sljedećim koristima :

- porast oko 17 procenata brzine osobnih vozila u vršnom satu- porast oko 14,4 procenta brzine vozila javnog transporta, bez

značajnog ometanja poprečnog prometnog toka bilo privatnog ili javnog.

Uspoređivanjem između 5T scenarija i alternativnog scenarija došlo se do sljedećih rezultata:

- Brzina vozila javnog transporta je vraćena na vrijednosti baznog scenarija.

- Brzina osobnih vozila je porasla, ali samo za 1 procent što pokazuje da optimiziranje jednog sustava veoma malo utječe na promet osobnih vozila davanjem prioriteta javnom transportu i taj utjecaj je praktično beznačajan .

Detaljniji izračuni pokazuju da je period povrata investicija za javne operatere transporta kroz direktne koristi povećanja brzine je oko 2,5 godina, i to je moguće ostvariti kroz operacije korištenja manjeg broja tramvaja. Povećanje gustoće osobnih vozila i smanjenje vremena čekanja na signaliziranim raskrižjima procjenjuje se na 10 procenata, ukupno smanjenje emisije ugljičnog monoksida do 20 procenata u lokalnom okruženju.Pokusni testovi namijenjeni za mjerenje poboljšanja putem dinamičkog informiranja putnika za vozače osobnih vozila i vozača u javnom transportu su vršeni sa grupama korisnika koja je upravljana ostvarujući svoje putovanje primjenom svojih znanja ili korištenjem mapa grada, vraćajući se bez 5T sustava .

54

Mjerenje koristi od 5T projekta, eksperimentalne grupe se dobiva predputnim informiranjem. Tijekom putovanja, vozači osobnih vozila su pratili znakove sa promjenljivim porukama a putnici u autobusima su koristili informacije na autobusnim stajalištima i displejima u autobusu. Budući da sustav 5T pokriva samo dio područja grada, na putovanja utječu različiti odnosi u sustavu. To je korigirano sa 5T sa pretpostavkom da se izvrši potpuno instaliranje na cijeloj mreži gdje je izračunata srednja vrijednost uštede vremena putovanja za 21,6 procenta za javni i privatni transport. Kompletiranjem skupa pojedinačnih eksperimenata, oko 700 korisnika transporta je pitano za snimanje vremena putovanja u gradu počevši od 1997 godine prije primjene 5T i za neka putovanja je samo jednom korišten 5T. Ukupan uzorak je uzet od 2000 ostvarenih putovanja u kojem je ušteda srednjeg vremena putovanja oko 15,9 procenata za osobna vozila , čiji su podaci potkrijepljeni i podacima drugih testiranja. Veoma je važno, sa 5T primjenom nisu evidentirana efekti novih zagušenja i zasićenja toka na preporučenim rutama. Potencijalni i sadašnji učinak ITS-a u promjeni prijevoznih zahtjeva sa osobnih vozila prema javnom transportu je istraživano putem promatranja dvije APTS aplikacije: displeji na autobusnim/tramvajskim stajalištima koji daju prognozu vremena dolaska vozila na stajalište, i poruke na displeju u vozilu, koje informiraju putnike o sljedećem stajalištu. U oba slučaja 75 procenata korisnika kaže da je sustav koristan. Ovi rezultati ne mogu biti uzeti kao sposobnost ITS da osigurava promjenu moda prijevoza, ali oni pokazuju da ITS može izmijeniti percepciju o kvaliteti servisa javnog transporta i tako povećavati navike njihovog korištenja.

Svi testovi nisu pozitivni. Jer servisi bazirani na internetu su općenito prihvatljivi, kiosci putnih informacija prilagođeni 5T (sa dodirom na ekran) su skupi, i koristili su ih samo u nuždi i teško ih je održavati. Torino je samo jedan od nekoliko gradova koji sudjeluju u projekti Quartet plus. ITS aplikacije u drugim Europskim gradovima koji sudjeluju u projektu (Atena, Birmingham, Gothenburg, Stuttgart - gdje su također testirani od 1997).

Uspoređivanjem rezultata je dobivena potvrda općeg zaključka da integracija ITS sustava u urbanim područjima može smanjiti vrijeme putovanja do 20 procenata zagađenje zraka 10 do 20 procenata. Testovi također pokazuju da javna baza podataka, generiranje i održavanje jedinstva putem odgovora na pojedinačne upite, je zahtijevalo osiguravanje da prometni/transportni sustav upravljanja i informiranja može istodobno (koegzistirati) i moći imati dovoljnu pouzdanost, točnost što je važno da budu prihvaćeni od korisnika. Zajednički testovi rezultata vođenja promatranih ITS aplikacijama mogu općenito više od 20 procenata povećati transportni kapacitet u urbanim područjima.

55

3.5.3. Analiza koristi od ITS-a

Dva su mjerljiva pokazatelja za unapređenje sigurnosti i to postotak smanjenja broja nezgoda i postotak smanjenja vremena spašavanja (pružanje pomoći). Model je direktni pokazatelj sigurnosti, ali teško je dobiti empirijski oblik za testove operacionih istraživanja, jer stvarne nezgode nisu česte.

Analizira se utjecaj vremena pružanja pomoći na smrtnost i na druge faktore kao što su težina prometne nezgode. Podatci za Europu pokazuju da se za 43 procenta smanjuje vrijeme pružanja pomoći podudara se sa 7 do 12 postotaka povećanja preživjelih.

Korist od unapređenja efikasnosti za operacione testove provedene širom svijeta za različite proizvode i servise ITS. Smanjenje vremena putovanja i smanjenja veličine zagušenja i nepotrebnog vremena zadržavanja na dijelu puta, koji poboljšava efikasnost putovanja u perspektivi.Unapređenje efikasnosti je jedan od najvažnijih ciljeva svih programa ITS širom svijeta.

Postojeća korist od efikasnost za putnike prema tome ovisi o brojnim faktorima. Kada mreža ulica postane opterećena, prije zagušenja koje značajnije utječe na vrijeme putovanja, vozači dobivaju pomoć u vozilu putem informacija koja smanjuje zagušenje. Korist za duža putovanja je više značajna u apsolutnom i relativnom vremenu tako da korist skraćuje putovanje, povezano sa korisnim (prikladnim) skretanjem putovanja. Pješaci imaju također koristi koja se ogleda u smanjenju vremena čekanja za prolaz ulice na mjestima upravljanim prometnim signalima.

Iz perspektive operatera prometnica i održavanja prometnica, mnogi ITS proizvodi i servisi unapređuju efikasnost koja se ogleda u optimiziranju korištenja postojećih sredstava . Putem ovih poboljšanja, mobilne i komercijalni zahtjevi mogu biti povezani putem smanjenja potreba za konstruiranjem novih ili proširenja postojeće opreme.

Ovo je povezano sa poboljšanjem protoka broja ljudi, broja vozila, ili iznos poboljšanja izražen u jedinici vremena za održavanje ili unapređenje razine servisa. Prethodno utvrđeno, zajednički rezultati testova od 5T projekta doveo je do zapažanja da ITS aplikacije može generirati više od 20 postotaka dodatnog transportnog kapaciteta u urbanom području.

Poboljšanje sustava upravljanja vozilom (sustav izbjegavanja sudara) je očekivan kroz povećanje protoka prometnice sa smanjenjem zahtjeva za kretanjem u koloni. Indirektno, očekuje se da će sustav upravljanja vozilom moći olakšavati porast prometnog toka sa smanjenjem broja nezgoda. Analize su pokazale da trostruko povećanje prometnog toka je moguće sa operiranjem plotuna vozila.

56

Manja implementacija sustava kompletnog automatiziranja autoceste može povećati protok za 30 postotaka sa sustavom upozorenja za sprečavanje sudara sa vozilom ispred sa istim vozilima i 60 postotaka sa sustavom izbjegavanja sudara za vozila različitih kočionih sposobnosti.

Zbirne koristi produktivnosti dobivene testovima operacionih istraživanja širom svijeta su pokazale da troškovi koji su sniženi su interesantni za sve korisnike prometnica, a povezane koristi su značajnije za operatore vozila i prometnu infrastrukturu.

U mnogim situacijama koristi za okoliš za dati projekt mogu biti samo procijenjene simulacijom. Teško je mjeriti utjecaj na okoliš cijelog područja, jer je veliki broj promjenljivih, uključujući vrijeme, ulaganje u nemobilne izvore, vremenski stvaranje zagađenja atmosfere i štetan utjecaj na ozon.

U nekim slučajevima, direktno mjerenje utjecaja na okoliš može biti praktično koncentrirano na lokalno mjerenje, kao što je kvaliteta zraka u zoni raskrižjima i drugim interesantnim točkama. Prema tome takvi procijenjeni rezultati su visoko ovisni o lokalnom području kroz koje prolazi prometnica i teško ih je generalizirati.

Sa ovog stajališta , koristi za okoliš se obično mjere u količini smanjenja emisije štetnih plinova, umjesto kvaliteti okoliša samog po sebi. Smanjenje potrošnje goriva je obično uzeto kao posredna korist za okoliš, jer je to također mjerljiva korist za okoliš kao smanjenje u vremenu i postotcima kao opće prihvaćeno.

Koristi koje su od interesa za putnike se ogledaju u trajanju putovanja i one su prikazane u tabeli br.2.

preusmjeravanje pomoću VMS do 20%RDS/TMC 3-9 % (EU)vođenje gradskog prometa (UTC) 10 %upravljanje voznim parkom (FM) 5%elektroničko plaćanje (ETC) 30-70 %intermodalno praćenje i pronalaženje 30 %prioritet autobusa-tramvaja 7-19 %

Tabela 3upravljanje voznim parkom 5-20 %elektronička naplata cestarine 34-91 %računalno podržan dispečering (CAD) 35 %

Prilikom ocjene ITS projekata treba uzeti u obzir i eksternalije koje se pojavljuju kao posljedica projekta a ne opterećuju troškove niti su uključene u direktne koristi projekta (troškovi buke, povećani prihodi davatelja usluga, povećanje/ smanjenje vrijednosti nekretnina uz prometnice itd.)

57

3.5.4. Analiza troškova ITS-a

Podaci koji se odnose na troškove ITS instaliranja i njegovog funkcioniranja su rijetki (raštrkani). Početni rezultati, troškovi testiranja funkcioniranja ITS ne pokazuju troškove u širokom rasponu jer ne postoji široko rasprostranjen ITS razvoj. Najbolje dostupni podaci jediničnih troškova za svrhu planiranja su dati u US National ITS Arhitecture (document USDOT 1997). Podaci o troškovima u dokumentima US arhitekture mogu se koristiti kao dobro polazište za projektiranje. Stvarni troškovi se mogu smanjiti kroz integriranje ITS komponenti. Prema tome , može biti važno kada koristimo bilo koji jedinični trošak, uzeti u obzir moguće uštede troškova kroz integriranje i dobar dizajn sustava.Analize troškova za cijelu Kanadu za upravljanje prometom u urbanim sredinama je aproksimativno 360 miliona $, kapitalni (troškovi za instaliranje cjelokupne ITS infrastrukture za jednu veliku metropolu US je aproksimativno oko 420 miliona $. Kompletna usporedba između dvije alternative između ITS+build alternative i build only alternative je 0,65. Drugim riječima ITS+build je 35 postotaka jeftinija od alternative build only.

3.6. Norme relevantne za ITS

Norme su konkretne specifikacije kojima se postiže da strojarske, građevinske, elektroničke, softverske komponente različitih dobavljača mogu međusobno djelovati odnosno biti interoperabilne. Razvoj novih ITS normi usko je povezan za razvoj usklađenih arhitektura sustava. Postoje različiti tipovi propisa od interesa za ITS a mogu se odnositi na norme i preporuke iz automobilske industrije, graditeljstva, telekomunikacija, elektrotehnike. Kao općeprihvaćene norme:

- norme mobilnih (ćelijskih) komunikacijskih mreža (GSM, GPRS, UMTS i dr.)

- TCP/IP protokole interneta- UHF-TETRA (od 380 MHz do 400 MHz)- DATEX norme za razmjenu podataka- TLS (njemačke norme) informacijskog sustava autocesta- norme za kodiranje opisa lokacije i tipa incidenta na prometnici

Da bi se ostvario ključni zahtjev integracije različitih ITS aplikacija, nužno je temeljito razumjeti i precizno razraditi kriterije za postizanje interoperabilnosti. Mogu se identificirati četiri glavna aspekta ITS interoperabilnosti:

- tehnička interoperabilnost- funkcionalna interoperabilnost- institucionalna interoperabilnost- legislativne mjere za interoperabilnost

Postojeće transeuropske mreže i paneuropski koridori sve više se prilagođuju ITS kriterijima.

58

3.7. Senzorska tehnika

Senzori i detektori su ključne tehničke komponente ITS-a koje omogućuju prikupljanje podataka s „izvornih sustava“.

U pravilu svako inteligentno ponašanje podrazumijeva sposobnost prikupljanja i obrade podataka o okruženju u kojemu se inteligentni sustavi nalazi.

DEF: Senzor se može definirati kao input-output sustava koji može reagirati na svjetlo, toplinu, pritisak, električno ili magnetsko polje, koncentraciju plinova itd. proizvodeći određeni signal o stanju medija gdje se nalazi.

Na izlazu je najčešće električni signal koji se dalje obrađuje i prenosi do upravljačkog dijela sustava.

Senzore možemo klasificirati na sljedeći način :

- strujni i naponski senzori- megnetski senzori- akustički senzori- temperaturni ili toplinski senzori- svjetlosni (elektromagnetski ) senzori- kemijski senzori- biologijski senzori- mehanički senzori

Detektore možemo razvrstati na sljedeći način :

- induktivna petlja- radarski sustav- infracrveni- akustički- magnetski- pneumatska cijev- piezoelektrički- optoelektrički- videosustavi- primopredajnici u vozilu

59

Induktivna petlja najčešća je vrsta detektora koja se ugrađuje u gornji sloj asfalta. Omogućuje detekciju prisutnosti vozila, gustoće i brzine. Ugradbom više petlji na određenim razmacima (npr. 500 m u gradu ili 1 do 2 km u ruralnom području) mogu se dobiti podaci o protoku vozila. Obradom ovih podataka u centru za upravljanje prometom se generiraju poruke o brzini na VMS (Variable Message Signs).

Detektori koji se ugrađuju iznad kolnika najčešće su mikrovalni, infracrveni i ultrazvučni. Mikrovalni detektori emitiraju valove i detektira reflektiranu energiju od dolazećeg vozila preko antene. Infracrveni detektori se montira iznad zone detekcije. Prolazak vozila mijenja intenzitet reflektiranog zračenja što se koristi za detekciju.

Osim klasičnih senzora i detektora, za ITS su od posebnog značaja inteligentni senzori. Dinamički razvoj mikroelektronike i nanotehnologije omogućuje pojavu inteligentnih senzora koji će u budućnosti promijeniti mjerne instrumente, industrijsku opremu i transportna sredstva.

Razvoj inteligentnih senzora vezan je ne samo za hardver nego i softverska i komunikacijsko-mrežna rješenja. Od posebnog je značaja su sučelja za prikupljanje podataka te upravljanje detektorima.

U većini slučajeva inteligentni detektori sadrže hardverska osjetila i mikroprocesor koji obrađuje podatke prikupljene od velikog broja naprava i kombinira ih tako da stvara procjenu parametara od interesa za promatranje.

Inteligentni detektori se pojavljuju kao :

- akcelerometri

- biosenzori

- optički senzori

- magnetski senzori

- kemijski senzori

- inteligentni sustavi prikaza

- neuronski procesi

60

4.ARHITEKTURA ITS-a

4. 1. Pojam i definicija ITS arhitekture

Dizajneri svih sustava prave pretpostavke o okruženju u kojem će njihov sustav djelovati i graditi će sigurne osobine sustava koje će mu dati “karakter” i željenu strukturu koja će se veoma teško mijenjati u narednim fazama. Cilj je osigurati stabilnu osnovu za upotrebljiv i izvediv sustav.

Zahtjev da sustav bude upotrebljiv je veoma razumljiv i jasan zahtjev. Funkcioniranje sustava se osigurava kroz potpuno funkcioniranja podsustava i suradnju sa svim funkcionalnim zahtjevima i ciljevima sustava. Funkcionalan sustav nije samo ugodan za korisnike , nego je jednostavan i za upravljanje i održavanje tijekom životnog vijeka sustava.

Radi toga arhitektura sustava obuhvata obadvije ciljno orijentirane funkcije koji osigurava funkcioniranje sustava i potpomaže funkcije koje osiguravaju izvedivost sustava.

Etimološki riječ arhitektura je izvedena od grčke riječi „architecton “ što znači „ glavni zidar“ , „ glavni graditelj“ , odnosno označava stil gradnje pri čemu konkretne izvedbe mogu biti različite.

U rječnicima je arhitektura definirana kao „stil gradnje“, „umijeće ili znanost gradnje“ ili konstrukcije objekata za čovjekovo korištenje.

U širem značaju arhitektura je asocirana :

1. s procesima kreiranja umjetnih objekata2. s čovjekovim korištenjem tih objekata

Doprinos arhitekata sustava ključan je u početnoj fazi koncipiranja

sustava kada treba načelno uvažiti zahtjeve korisnika i spektar mogućih rješenja. Kako arhitekt treba poznavati komponente budućeg sustava, težište njegovog djelovanja je na međusobnom povezivanju postojećih novih (još nerazvijenih) komponenata sustava.

Stvaranje arhitekture sustava zahtijeva visoku kreativnost i viziju zbog nedovoljno preciznog određenja sustava i nepotpuno definiranih zahtjeva korisnika.

U početnoj fazi razvoje kompleksnih sustava poželjno je imati viziju i opći predložak koji će efektivno usmjeravati daljnji razvoj programa i projekata sustava neovisno o konkretnim tehničkim rješenjima:

1. građevinskim2. hardverskim3. softverskim

61

Kompleksne sustave nužno je promatrati s više motrišta uz odgovarajuću vertikalnu i horizontalnu dekompoziciju.

To je ključni razlog zbog kojeg se u prometnim, transportnim i komunikacijskim sustavima primjenjuje arhitektura kao opći okvir i važan korak za efektivno dizajniranje tih sustava.

Razvijena arhitektura služi korisnicima, vlasnicima, mrežnim operaterima i davateljima usluga povezujući različite aspekte operativnog funkcioniranja sustava tijekom cijelog životnog ciklusa.

Za ITS kontekst pogodna je sljedeća definicija arhitekture:

Arhitektura predstavlja temeljnu organizaciju sustava koja sadrži ključne komponente, njihove odnose i veze prema okolini te načela njihova dizajniranja i razvoja promatrajući cijeli životni ciklus sustava.

Početni korak u razvoju ITS arhitekture je dovoljno jasno i jednoznačno definiranje potreba odnosno zahtjeva korisnika.

Nakon toga, slijedi istraživanje funkcionalnog aspekta kojim se definiraju funkcije neophodne za zadovoljenje zahtjeva i ostvarivanje sučelja s vanjskim svijetom preko terminatora ili aktera. Funkcionalni tokovi podataka mogu se promatrati zasebna arhitektura ili kao dio funkcionalne (logičke) arhitekture.

Fizička ITS arhitektura definira i opisuje načine kojima dijelovi funkcionalne arhitekture mogu biti povezani tako da formiraju fizičke entitete. Temeljna značajka fizičkih entiteta je da mogu pružati jednu ili više fizičkih usluga zahtijevanih od korisnika te da mogu biti fizički realizirani.

Proces kreiranja arhitekture uključuje fizičke i /ili virtualne (informacijske) entitete, kao što je to prikazano na slici.

62

Između fizičkih sustava, podsustava i modula obavlja se komunikacija putem žičnih i bežičnih medija uz definirane oblike protoka podataka (data flows). Komunikacijski aspekt može se promatrati odvojeno od fizičke arhitekture i tada se govori o komunikacijskoj arhitekturi.

ITS arhitektura predstavlja primarni zahtjev i element ITS planiranja i usklađenog razvoja brojnih ITS aplikacija. Arhitektura specificira kako su različite komponente u interakciji, tako da se rješavaju konkretni transportni i problemi u određenom kontekstu.

Arhitektura daje opći predložak (General Framework) prema kojemu se planiraju, dizajniraju i postavljaju integrirani sustavi u određenom prostorno-vremenskom obuhvatu. Različite dizajnerske alternative se mogu razviti oko iste arhitekture. Uspješan razvoj i gradnja kompleksnih sustava poput ITS-a ne može se temeljiti na klasičnom razvojnom ciklusu koji pretpostavlja da su ulazni zahtjevi dobro definirani i da se tehnologija neće bitno promijeniti tijekom razvojnog ciklusa.

To potvrđuju brojni projekti kompleksnih sustava kao i početni ITS projekti koji su realizirani u razvijenim zemljama. Korisnici ne mogu jasno izraziti zahtjeve niti spoznati moguće implikacije novih tehničko-tehnoloških rješenja. Dinamičan razvoj informacijsko-komunikacijskih tehnologija stalno proširuje prostor mogućih rješenja sve do razine sveprisutnog računalstva odnosno ambijentalne inteligencija. (Uz klasičan koncept umjetne inteligencije početkom 21 stoljeća stvara se novi koncept s distribuiranim i posvuda prisutnim računalnim i komunikacijskim sustavima tako da se počinje koristiti termin ambijentalna inteligencija (Ambiental Intelligence). Veza između ITS-a i ambijentalne inteligencije je ponajprije vezana za prostore uz prometnice, upravljačke centre, transportne terminale i vozila.

Sl. 4.2. Aspekti arhitekture ITS

63

4.2. Koncept i načela dobre arhitekture

Koncept arhitekture dugo je bio ekskluzivno korišten uz arhitektonski dizajn građevina koji prethodi detaljno građevinskoinženjrskom dizajnu ili projektiranju.

Arhitekt vidi rješenja (sustav) na globalnoj razini fokusirajući se na one aspekte koji su ključni za potrebe korisnika okruženja. Pri tome treba uvažavati tehničko-tehnološke mogućnosti i ekonomska ograničenja.

Dobar arhitektonski dizajn oslobođen je velikog broja detalja (koji su prepušteni detaljnom dizajnu ili konstrukciji) ali ipak sadrži specifikacije svih svojstava bitnih za korisnike.

Načela dobre arhitekture su :

1. konzistentnost2. ortogonalnost3. umjesnost4. transparentnost5. općenitost6. otvorenost 7. kompletnost

Konzistentnost znači da je uz djelomično znanje sustava moguće predvidjeti ostali dio sustava.

Ortogonalnosti zahtijeva da se međusobno neovisne funkcije drže odvojene u specifikaciji.

Umjesnost znači da dobra arhitektura ne sadrži uporabne funkcije.

Transparentnost podrazumijeva da su funkcije jasne korisnicima.

Načelo općenitosti znači da se funkcije mogu višestruko koristiti.

Otvorenost znači mogućnost drugačijeg korištenja.

Kompletnost podrazumjeva visoku razinu zadovoljenja potreba korisnika uz zadana ograničenja.

64

4.3. Klasični i evolutivni razvoj kompleksnog ITS sustava

Kod klasičnog sekvencijalnog ili iterativnog razvoja komplesnog sustava pretpostavlja se da su zahtjevi i tehnički standardi poznati i definirani tako da se razmatra nekoliko opcija između kojih se procesom eliminacije dolazi do konačnog dizajna sustava.

Razvoj ITS-a je desetljetni proces tijekom kojeg dolazi do značajnih promjena u:

1. početnim zahtjevima korisnika

2. raspoloživim tehničko-tehnološkim rješenjima

3. organizacijskom i pravnolegislativnom okruženju

Do ovakvih saznanja se došlo na temelju iskustva u formuliranju korisničkih zahtjeva i promjeni temeljnog pristupa projektiranju ITS rješenja u više zemalja.

Evolutivni razvoj koji se temelji na dobro definiranoj arhitekturi ima bitne prednosti u odnosu na klasični sekvencijalni ili iterativni razvoj.

Evolutivni razvoj ITS-a zahtijeva definiranje arhitekture sustava koja je konzistentna, fleksibilna i otvorena za nova tehničko-tehnološka i organizacijska rješenja. Nova rješenja se mogu uključivati kako nove tehnologije postaju tržišno dostupne.

Sl. 4.3.1. Klasični tijek razvoja sustava ITS

65

Prikaz takvog evolutivnog pristupa razvoju sustava ilustriran je na slici:

Postoji više različitih tipova arhitekture. Svrha arhitekture sustava ITS-a je da pruži stabilan i otvoren okvir za razvoj sustava niže razine koji će biti :

1. konzistentni

2. kompatibilni

3. interoperabilni

Sl. 4.3.2. Evolutivni pristip razvoju kompleksnih sustava

66

4.4. Razine ITS arhitekture

Različita gledišta i sadržaji koji čine ITS arhitekturu pogodno je integralno promatrati koristeći višerazinske modele. Projekt CONVERGE definirao je četiri razine pri čemu razina 0 zapravo nije dio arhitekture jer se odnosi na dizajn komponenata i ovisi o izabranoj tehnologiji. Polazeći od specifičnih zahtjeva ITS-a može se definirati višerazinski model kao što je prikazano u tabeli.

Razina Opis razine arhitekture ITS-a3 Međuorganizacijska razina2 Razina jedne organizacije1 Tehnologijska razina0 Razina tehničkih komponenata

Razine 1,2,3 su neovisne o izabranoj tehnologiji i stabilne su u smislu ITS usluga i funkcija.

Razina 0 tipično se odnosi na dobavljače koji razvijaju pojedine komponente ili podsustave prema fiksiranim ciljevima i standardnim razvojnim procedurama. U razvoju sudjeluju uglavnom disciplinarni stručnjaci (jedno područje-disciplina) i koriste se širokodostupna standardna (područno specifična) pomagala.

Na razini 1 definira se struktura sustava te relacije između podsustava. Obično se sastoji od nekoliko posebnih arhitektura:

- logičke ili funkcionalne arhitekture koja opisuje funkcije ITS-a, tokove podataka između njih i glavne baze podataka

- fizička arhitektura koja opisuje grupiranja funkcija i podfunkcija u fizičke podjedinice te komunikacijske veze između njih

- komunikacijska arhitektura koja opisuje tokove podataka i zahtjevne karakteristike prijenosnih medija

-

Razina 2 arhitekture definira svojstva i integraciju sustava koji djeluje unutar jedne organizacije (single agency level). Zahtijevaju se multidisciplinarna znanja i primjenjuju različite nestandardne procedure. Ta razina obično je predstavljena s jednim ili više referentnih modula u kojima su identificirani glavni informacijski i upravljački tokovi.

Na razini 3 uvažavaju se realna ograničenja i djelovanja prema drugim organizacijama. Specificira se zahtijevana razina međusobnog povezivanja i interoperabilnosti, ali se izbor tehnologije prepušta dizajnerima podsustava. Mogu se zahtijevati modifikacije organizacije kako bi se učinkovitije pružile ITS usluge. Za međusobne međuorganizacijske komunikacije ponekad je dovoljno jednostavna telefonska linija, ili pak unajmljeni vodovi velike brzine za prijenos multimedijskih poruka.

67

4.5. Logička arhitektura ITS-a

Tok razvoja arhitekture s prikazom osnovnih značajki i odnosa logičke i fizičke arhitekture ITS-a je prikazan na slici.

Logička (funkcionalna) arhitektura izvodi se iz specificiranih korisničkih zahtjeva i služi za izradbu fizičke arhitekture odnosno primjera ITS sustava (example systems).

Logička ili funkcijska arhitektura:

1. prikazuje potrebne funkcijske procese i tokove podataka koji su potrebni da se zadovolje zahtjevi korisnika odnosno usluge

2. neovisna je o tehničko-tehnološkoj implementaciji (opremi)3. osnova je za definiranje fizičke arhitekture4. informacijska arhitektura (kao dio logičke) opisuje podatke potrebne za

ITS funkcije

Nakon zadovoljavajućeg definiranja korisničkih zahtjeva pristupa se razvoju logičke (funkcionalne) arhitekture pri čemu je početni korak definiranje granica i dijagrama konteksta (Architecture Context Diagram) koji je prikazan na slici.

Sl. 4.5.2. Primjer Logičke arhitekture

68

Sl. 4.5.1. Tok razvoja arhitekture

Sl.4.5.3 Dijagram konteksta

Logička arhitektura je na najvišoj razini predstavljena nazivom temeljne funkcije s informacijskim inputima (izvorima) i odredištima.

Pri razgraničenju ITS-a s okolinom posebno je značajno definirati tzv. terminatore koji su u stvari ograničeni sustavi odnosno entiteti preko kojih ITS djeluje s okolinom. Svaki terminator razmjenjuje podatke, odnosno barem šalje izvorne podatke prema određenom ITS funkcionalnom procesu ( npr. upravljanje prometom, informiranje putnika isl.)

Terminatori definirani u logičkoj arhitekturi u pravilu su isti za fizičku arhitekturu ITS-a. (Terminator može biti osoba koja se promatra prema njenoj funkciji npr. putnik, vozač, biciklista ).

Terminatori su podijeljeni u četiri skupine :1. fizički entiteti (okolina, površina ceste i dr.)2. ljudski entiteti (operater, vozač, putnik i dr.)3. operativni sustavi (žurne službe, sustavi za nadzor vremenskih

prilika i dr.)4. organizacije (uprave za transport, financijske institucije i dr.)

69

Postoje dva osnovna metodološka pristupa razvoju ITS arhitekture i konkretnih ITS aplikacija :

1. funkcijski ili procesno orijentirani pristup2. objektno orijentirani pristup

Procesno orijentirani pristup koriste softverski inženjeri te niz drugih struka tako da je postao gotovo prirodan način analize i sinteze informacijski intenzivnih sustava. Niz razvijenih metoda i alata korištenih u pojedinim fazama životnog ciklusa sustava izveden je iz funkcijskog ili procesnog pristupa.

U žarištu procesnog pristupa su :

1. definiranje procesa2. funkcionalna dekompozicija3. tokovi podataka

Postojeći standardi, upute i tehnike postizanja sigurnosti su u osnovi procesno orijentirane. To daje prednost tom pristupu i objašnjava njegovo daljnje korištenje.

Pojava i dinamičan razvoj objektno orijentiranog (OO) pristupa, metoda i alata rezultat je dinamičnog razvoja digitalnih računala i matematičkologičkih disciplina tijekom posljednjih desetljeća.

Objektno orijentirane metode izvorno su vezane za informacijske sustave odnosno softverske sustave gdje se slični procesi izvode na različitim tipovima podataka. Zanimljivo je da je prva uporaba OO pristupa koja uključuje realne (opipljive) objekte bila vezana za simulacije kretanja vozila i prometnih svjetala.

Dinamičan razvoj distribuiranih baza podataka, grafike sučelja i sučelja prijateljskih korisniku pogodovao je prihvaćanju objektno orijentirane paradigme koja je postala dominantna. Ključni problem objektno orijentirane paradigme vezan je za probleme u korištenju deskriptivno opisanih korisničkih zahtjeva, te u problemu sigurnosti.

Korištenje OO paradigme s pripadajućim programskim jezikom C++ u više primjera nije bilo uspješno iako je opći trend prema OO pristupu neupitan.

Temeljni problem primjene objektno orijentiranog pristupa je to da je specifikacija zahtjeva vezana prvenstveno uz funkcionalnu procesnu paradigmu tako da objektno orijentirana paradigma ima ozbiljne probleme s tekstualno formuliranim zahtjevima.

70

Opisno prevođenje (riječima) u inženjerske zahtjeve veoma je teško. Dijagramsko izražavanje zahtijeva i razvoj alternativnih scenarija s različitim slučajevima korištenja (UML use case) može dijelom smanjiti aktualne probleme.

Logička arhitektura ITS je osnova za definiranje fizičke arhitekture i ona je neovisna o fizičkim zahtjevima. Logički model ITS definira funkcije (procese) koje je potrebno podržavati da bi se realizirale ITS korisničke usluge, te osigurala razmjena podataka/informacija između tih funkcija.

Prometni procesi i tokovi podataka su grupirani u obliku zasebnih transportnih upravljačkih funkcija i oni se grafički prikazuju sa dijagramima podataka

Na slici 4.5.4 kao primjer je prikazana funkcija upravljanja incidentima. Ovo je funkcija visoke razine u području upravljanja prometom kojom se osigurava upravljanje incidentima.

Funkcija upravljanja incidentima je podijeljena na sljedećih pet funkcija niže razine:

1. Detekcija incidenta

2. Identifikacija i klasifikacija incidenta

3. Procjena incidenta i određivanje odgovora na incident

4. Upravljanje podatcima o incidentu

5. Osiguranje interfejsa operatoru koji upravlja incidentima

71

4.6. Fizička arhitektura

Fizička arhitektura daje fizičke predodžbe o sustavu kako osigurati traženu funkcionalnost. Jedan primjer fizičke arhitekture ITS sa visokom razinom transportnih i komunikacijskih podsustava je prikazan na slici .

72

PODSUSTAV PODSUSTAV PROMETNI CENTAR PUTNICI

RTS TrM EmrM TRA CVA

PIA ISP EmsM TnM FFM PR

WAWC FWC

Va Rw

VVC TnV DS TeC RC

CmVh PM EmrV CVC

PODSUSTAV PODSUSTAV VOZILO PROMETNICE WAWC -Bežične telekomunikacije širokog opsega VVC -komunikacije između vozila FWC -Žičane telekomunikacije

Tokovi podataka koji polaze iz jednog podsustava a završavaju u drugom podsustavu su grupirani u fizičku arhitekturu tokova.

Ova arhitektura tokova i njeni telekomunikacijski zahtjevi su glavni ulaz u definiranju veza između dva podsustava.

U dizajniranju i razvoju fizičke arhitekture, dizajniranje i razvoj treba da identificira telekomunikacijske zahtjeve i veze između različitih transportnih organizacija

Transportni podsustavi, grubo povezujući fizičke elemente sustava upravljanja transportom, možemo grupirati u četiri grupe i to: upravljački centri, prometnice, vozila i putnici.

Komunikacije između ovih entiteta se ostvaruju putem otvorenih informacionih tokova koji mogu biti prenošeni sa različitim telekomunikacijskih uređajima.

Fizička arhitektura :

1. pokazuje gdje će se funkcijski procesi smjestiti i prikazuje važna ITS sučelja (veze) između glavnih komponenata sustava (centri, voza/putnik, vozilo, prometnica, itd.)

2. žičane i bežične komunikacijske mreže omogućuju komunikaciju između komponenata

3. komunikacijska arhitektura predstavlja dio fizičke arhitekture ITS-a.

Arhitektura ITS je okvir za tehnologije, produkte i usluge koje pruža te osigurava ostvarivanje postavljenih ciljeva razvoja, kompatibilnost i interoperabilnost te omogućava širenje i modernizaciju sustava uz prihvatljive troškove.

73

4.7. Tipovi ITS arhitektura

Tijekom posljednjih desetak godina u više razvijenih zemalja razvijeno je nekoliko arhitektura ITS-a odnosno predložaka (okvira) koji usmjeravaju razvoj brojnih ITS rješenja i projekata. Osim arhitekture ITS-a, postavljeni su opći okviri i referentni modeli koji razmatraju logičku, fizičku i komunikacijsku arhitekturu prilagođenu zahtjevima korisnika.

Američka nacionalna ITS arhitektura prva je razvijena i prezentirana 1996 godine uz nekoliko inačica. Dokumenti obuhvaćaju:

1. viziju ITS-a2. teoriju operativnog djelovanja3. logičku i fizičku arhitekturu4. analizu troškova i koristi5. analizu rizika6. strategiju implementacije

U Europi je primijenjen nešto drugačiji pristup i obuhvat. Težište je na potrebama korisnika i funkcionalnom gledištu, za razliku od američke arhitekture gdje je težište na fizičkom gledištu. EC projekt KAREN pokrenut 1999. godine i nastavljan projektom FRAME koji održava početne ideje europske okvirne ITS arhitekture.

Osnovni dokumenti u ITS okvirnoj arhitekturi su :

- europska ITS funkcionalna arhitektura- europska ITS fizička arhitektura- europska ITS komunikacijska arhitektura- europska ITS cost-benefit analiza- europska ITS studija implementacije- modeli za ITS implementaciju

Japanska nacionalna ITS arhitektura u prvoj inačici je dovršena 1999. godine. Uz opće značajke arhitekture, postoji bitna razlika u metodološkom pristupu budući da se umjesto metode strukturne analize (SA) primjenjuje objektno orijentiran (OO) metodološki pristup.

U više zemalja gdje su razvijene nacionalne ITS arhitekture razvijena su i pomagala za njezin razvoj.

74

Sumirajući postojeće ITS arhitekture u svijetu možemo govoriti o tri osnovna tipa arhitekture s obzirom na sadržaj i obveznost :

1. okvirne ITS arhitekture2. obvezne ITS arhitekture3. servisne ITS arhitekture

Okvirna ITS arhitektura (framework architecture) usmjerena je na iskazivanje potreba korisnika i funkcionalno gledište. Ona je primjerena za nacionalnu razinu i može se koristiti za kreiranje drugih dvaju osnovnih tipova ITS arhitektura.

Obvezna ITS arhitektura (mandated architecture) uključuje fizičko, logičko i komunikacijsko gledište te ostale outpute (analizu troškova i koristi, sljedivost, analizu rizika). Sadržaj fizičke arhitekture je fiksiran i limitira opseg izvedbenih opcija.

Servisna ITS arhitektura (A Service Architecture) slična je obveznoj arhitekturi ali pored toga ona podržava pojedine usluge kao što su: informiranje putnika, upravljanje incidentnim situacijama, elektroničko plaćanje cestarine, itd.

75

4.8. Europska ITS arhitektura

KAREN projekt je imao zadatak kreiranje ključnih elemenata okvirne europske arhitekture, koji moraju uzeti u obzir postojeće stanje sustava te osigurati pogled na budući razvoj sustava kojim će se osigurati željeni izlazi koji će zadovoljiti zahtjeve korisnika iskazane listom europskih korisničkih zahtjeva.

Okvirna europska arhitektura će se koncentrirati na funkcije i druga svojstva sustava koja omogućuju zadovoljenje korisničkih zahtijeva, koje postojeći sustavi ne mogu zadovoljiti . Početna arhitektura će imati dvije glavne kategorije ITS sustava koje zajednički koegzistiraju:

1. Prvu kategoriju čine arhitekture koje su potpuno usklađene sa okvirnom europskom arhitekturom. One će biti sačinjene od :

1.1. Nacionalne i lokalne arhitekture koje su dizajnirane tako da su usklađene sa okvirnom arhitekturom. One same mogu stvarati arhitekture servisa koje su također usklađene. Ove arhitekture čine najveći dio cjelokupne arhitekture.

1.2. Naslijeđeni sustavi (legacy systems) koji će se uskladiti sa okvirnom europskom arhitekturom. Arhitektura neće “ponovno izmišljati kotač”, tako da će neki od postojećih sustava biti u ovoj kategoriji.

1.3. Arhitekture servisa su direktan proizvod okvirne arhitekture.

1.4. Komercijalne arhitekture su direktan proizvod okvirne arhitekture za europsku industriju.

Svaka od ovih arhitektura uključujući i okvir europske arhitekture ITS-a može biti korištena u kreiranju ITS sustava čija će arhitektura biti usklađena. Pored osiguranja ove usklađenosti to je prvi veliki korak koji osigurava potpunu interoperabilnost sustava .

2. Drugu kategoriju čine sustavi koji se ne mogu prilagoditi potpuno okvirnoj europskoj arhitekturi ITS. Oni ne mogu biti u potpunosti interoperabilni sa onim sustavima koji su usklađeni sa okvirnom arhitekturom. Ponekad se može očekivati da oni imaju koristan stupanj međusobnih funkcija, pogotovu se to odnosi na one sustave koji nisu previše stari.

76

Prema tome stvaranje potpune interoperabilnosti naslijeđenih sustava iz grupe 2 sa onim iz grupe 1 zahtijeva strategiju premještanja “migration strategie” upućivanjem njihovih vlasnika na koji način se oni mogu uskladiti sa okvirnom europskom arhitekturom ITS-a.

- Europska okvirna arhitektura je razvijena za primjenu ITS-a u Europi. Ona se zasniva na skupu korisničkih zahtjeva za Europu koji su sačinjeni kroz KAREN projekt.

- Nacionalna okvirna arhitektura je razvijen tako da pokriva aplikacije ITS za europske države, ili samostalnih područja u okviru država. Ona se može zasnivati na onim dijelovima europskih ITS korisničkih zahtijeva koji su značajni za tu državu i razvijeni su u sklopu europske okvirne ITS arhitekture. Ova arhitektura će definirati ITS aplikacije koje će biti osigurane unutar države koji će servisirati ove korisničke zahtjeve.

- Lokalna okvirna arhitektura je razvijena tako da pokriva aplikacije ITS i specifična područja ili mjesta vezana za neki region ili grad unutar države. Ona se zasniva na podskupu europskih ITS korisničkih zahtjeva korištenih u promatranoj arhitekturi države, ili ako oni ne postoje ona će se zasnivati na ovoj europskoj okvirnoj arhitekturi. Korisnički zahtjevi će biti samo definirani kao servisi koje će zahtijevati samo lokalno područje.

77

Ova arhitektura će radi toga obuhvatiti ITS aplikacije koje su specifične za lokalno područje gdje će biti korištene. Početna točka za lokalnu arhitekturu će biti nacionalna arhitektura države.

- Arhitektura servisa je razvijena za specifične ITS servise neovisno o svakom geografskom kontekstu. Karen projekt je identificirao skup glavni (temeljnih) servisa. ISO TC204 WG1 je također predložio skup od 32 glavna servisa (transport Information and Control System TICS).

- Arhitektura sustava je povezana sa elementima sustava, unutarnje veze, procese, ograničenja i funkcioniranje. Arhitektura sustava pokriva posebne dijelove okvirne europske arhitekture , nacionalne, lokalne ili servisne. Ona će pokazati što se zahtijeva za razvijanje posebnih ITS aplikacija. Sadržaji će biti na razini koja osigurava početnu točku za generiranje specifikacija koje su se mogućnosti dobiti od samog sustava.

Veoma je važno razlikovati tri različite uloge arhitekture u europskom scenariju. Oni se mogu definirati na sljedeći način:

1. Razina koja je povezana sa dizajnom sustava je sustavna arhitektura. Ona ima temeljni značaj kada se sustav kreira i integrira od dva ili više podsustava. Sustavna arhitektura osigurava strukturu koja svrstava sustave koji mogu biti razvijeni. To je razina koja se fokusira na “ funkcioniranje i korisnost sustava”.

2. Okvirne nacionalne arhitekture, lokalne arhitekture ili arhitekture servisa koji je definiran od država članica EU, regiona ili gradova, ili specifičnih servisa kreiranih prema uvjetima na tržištu koji su kompatibilni i imaju modularna svojstva koja omogućuju njihovu implementaciju u državi, regionu ili gradu osiguravajući interoperabilnost servisa. Dva ili više sustava su interoperabilna ako oni mogu propuštati podatke između svakog od njih uz njihovu obostranu korist, osiguravajući skladnost i komplenmentarnost funkcija: interoperabilnost uključuje tehnički, operativni i oraganizacijski aspekt.

Ove arhitekture su također alat za provođenje inicijativa nacionalnih istraživanja, i za osiguranje odgovarajućih dokumenata za standardne uloge koje će biti korištene u njihovim aplikacijama. One također osiguravaju opću terminologiju za specifične sustave, i daju mogućnost preporuka standarda i međusobnih veza ( interface) koji se koriste za ostvarenje kompatibilnosti europske nacionalne razine.

78

3. Okvir europske arhitekture je “razina” koja može biti korištena kao referenca za sve ITS arhitekture u zemljama EU. Namjera je bila da to bude osnova (temelj) za gradnju drugih kategorija arhitekture. To će osigurati mogućnosti povezivanja sa drugim sustavima tako da se može osigurati cjelovit servis tijekom trajanja putovanja (od početka do kraja) i može se urediti otvoreno europsko tržište sa kompatibilnim komponentama.

4.9. Životni ciklus ITS-a

ITS sadrži velik broj tehničkih komponenata i podsustava čiji dizajneri i konstruktori nisu prometni odnosno ITS stručnjaci. Stoga je neophodno primijeniti modele životnog ciklusa sustava kako bi se osiguralo da komponente i podsustavi omoguće efektivno i efikasno funkcioniranje ITS-a u realnom okruženju. Metode i alati sustavnog inženjerstva podržavaju definiranje, razvoj i postavljanje ITS rješenja koja će zadovoljiti zahtjeve korisnika ITS-a i kriterije interoperabilnosti. ITS rješenja se promatraju kroz višefazni životni ciklus kako je to naznačeno na slici

Definiranje općeg koncepta ITS-a i operativnih koncepata za pojedine ITS aplikacije predstavlja prvu fazu razvojnog ciklusa ITS-a. Definiranje i razvoj nisu fokusirani na trenutačna tehnička rješenja senzorske tehnike, komunikacijske i informatičke opreme, već na temeljnu funkciju i učinke ITSa.

Sl. 4.9.1.Dekompozicija životnog ciklusa sustava

79

Operativni koncept predstavlja sažete opise kako će sustav ostvariti postavljene zadaće odnosno temeljne funkcije. Funkcionalnom dekompozicijom razlaže se temeljna funkcija na niže razine sve dok se funkcijski procesi ili aktivnost ne pridruži jediničnom fizičkom resursu (razini tehničkih komponenata).

Fizički dizajn komponenata i podsustava ITS-a temelji se na različitim disciplinama znanja: građevinskom, strojarskom, elektroničkim, softverskim, itd. Dizajnirani sustav se gradi i nabavlja se oprema prema izvedbenom projektu usuglašenom s razvojem ITS-a.

Zbog kompleksnosti sustava poželjna je izradba prototipa i njegovo testiranje u realnom okruženju. Nakon modifikacije pristupa se postavljanju ITS rješenja na širem području. Faza implementacije traje do povlačenja odnosno razgradnje sustava.

Sl.4.9.2. Model životnog ciklusa ITS sustava

80

4.10. Evaluacija sustava

Evaluacija je integralni dio svakog sustavski utemeljenog razvojnog procesa odnosno integralni dio životnog ciklusa ITS projekta.

Razlikuju se tri tipa evaluacije:

1. evaluacija tijekom planiranja2. praćenje implementacije3. procjena utjecaja

Evaluacija koja prethodi dizajniranju i gradnji sustava predstavlja formativnu evaluaciju, dok evaluacija nakon provedbe projekta u osnovi predstavlja sumativnu evaluaciju.

Evaluacija počinje u ranoj fazi planiranja kad se postavlja prioritet i selekcija između konkurirajućih projekata prema raspoloživim resursima ili posebnim zahtjevima. Nakon izbora projekta počinje sustavsko praćenje implementacije.

Sljedeći tip evaluacije je procjena utjecaja ITS-a na promjene relevantnih pokazatelja:

1. vrijeme putovanja2. broj i težina prometnih nezgoda3. povećanje udobnosti

Iterativni proces razvoja kompleksnih ITS sustava podrazumijeva reevaluaciju nakon svake faze razvoja što je u skladu s konceptima sustavskog inženjerstva i sustavskim mišljenjem. Dugo su inženjeri koristili povratnu spregu u vođenju sustava i poboljšanju performansi.

Reevaluacija znači kontinuirani proces s većim brojem paralelnih petlji pri čemu se promatraju outputi i koriste informacije za modifikaciju sustava, inputa i outputa ili rezultata procesa.

ITS evaluacija zahtijeva drugačiji pristup u odnosu na klasične prometne projekte budući da je teže procijeniti stvarnu efektivnost investicija u ITS, posebice u početnom razvoju.

Osim tehničkih performansi ključno je promatrati ulaganja i troškove sustava tijekom cijelog životnog ciklusa. Uz klasične metode analize koristi i troškova primjenjuju složene analize efektivnosti uključivanjem zahtijeva za održivim razvojem prometnog sustava.

81

5. Koncepti i tehnologije potrebne za funkc. ITS-a

5.1. Hijerarhijska organizacija ITS-a u urbanim sredinama

Osnovni zadatak ITS-a je prikupljanje informacija o prometu, njihova obrada i distribucija prema korisnicima prometnog sustava kome su one namijenjene. Da bi ITS ispunio svoju zadaću on mora imati odgovarajuću fizičku i logičku strukturu koja može odgovoriti postavljenim zadacima i ciljevima.

Podaci o prometu se prikupljaju putem detektora, senzora, TV kamera, monitora, skenera, te prenose žičanim i bežičnim vezama do centara u kojima se vrši njihova obrada, spremanje i distribuiranje prema korisnicima.

Nekoliko naprednih informacionih i telekomunikacijskih tehnika su neophodne za razvoj i implementaciju ITS što uključuje baze podataka i procesnu opremu, telekomunikacijske žičane i bežične sustave, elektronske kartice, detektore, laserske senzore. Prometni i logistički procesi su integrirani korištenjem kompjutorskih i telekomunikacijskih sustava što u znatnoj mjeri olakšava rješavanje prometnih problema.

82

KORISNIK STABILNI MOBILNI SLUŠATELJ KORISNIK KORISNIK

SLANJE INFORMACIJA TELEFON ĆELIJSKA - radio ,TV TELEFAX MOBILNA - kanali kratkog dosega on line MREŽA

OBRADA PODATAKA

PRIKUPLJANJE PODATAKA

IDENTIFIKACIJA PODATAKA

PONUDA POTRAŽNJA PROMETNI PROCES

Veoma je važno usporediti tokove dobivene simulacijom i trenutno stanje tokova na prometnici jer vozači izabiru putanje bez posjedovanja svih relevantnih informacija. Stoga često vozači izborom «ad hoc» putanje problem zagušenja samo premještaju sa jedne na drugu dionicu . Primijenjeni signalni plan mora koristiti mjerljive tehnike vodeći pri tome računa o stupnju zasićenja raskrižja, njihovoj međusobnoj udaljenosti, minimizirajući redove čekanja.

Inteligentni sustavi za upravljanje prometom u urbanim sredinama su najčešće hijerarhijski organizirani sustavi prikazani na slici 5.2. koji se sastoje od :

1. «on-line» kontrolnog nivoa2. nivoa za koordinaciju3. organizacionog nivoa

Preporučena signalna kontrola nakon verifikacije i provjere valjanosti se prebacuje u signalna vremena u konvencionalnoj kontroli prometa.

Sl. 5.2. Struktura hijerarhijskog inteligentnog sustava kontroleprometa na mreži prometnica

83

OPERATOR

ORGANIZACIONI BAZA NIVO PODATAKA DISPLEJ PISAČI MAGN. DISK.

PERFOR- PERFOR- MANCE KOORDINATOR KOORDINATOR MANCE INDEX EVALUAT.

LOKALNI LOKALNI KONTROLER KONTROLER

LOKALNI DETEKTOR PERFORM. INDEX

«On-line» kontrolni nivo je najniži nivo u hijerarhiji. Operacije koje se izvode na ovom nivou su :

1. Prepoznavanje prometne situacije putem senzora

2. prijenos informacija o prometnoj situaciji do koordinatora

3. izbor odgovarajuće kontrolne funkcije

4. preuzimanje parametar kontrolne funkcije od koordinatora

5. optimiranje kontrolne funkcije i dobivanje redoslijeda vremenskih signala

Najvažnija funkcija nivoa za koordinaciju je koordiniranje grupe «on-line» kontrolera, usuglašavajući njihov rad, sa ciljem poboljšanja performansi sustava. Da bi se ova koordinacija uspješno provodila prometna mreža se dijeli na nekoliko grupa koje su koordinirane putem koordinatora.

Koordinator je u stalnoj vezi sa preostala dva hijerarhijska nivoa upravljanja u sustavu, ispunjavajući tako zadaću prenošenja vektora obilježja koji sadrži informacije o prometnoj situaciji od organizacionog nivoa prema «on-line» kontroleru i informacija koje su prikupljene putem detektora od «on-line» kontrolera prema organizacionom nivou.

Organizacioni nivo je inteligentni nivo sustava za upravljanje prometom. On osigurava komunikaciju prometnih operatora i upravljačkog sustava. Ovaj nivo prikuplja i obrađuje informacije o stanju prometnog sustava, te optimizira parametre sustava prema prometnom opterećenju .

5.2. Strategija upravljanja prometom

Pored razvoja hardvera (signali za kontrolu, detektori, kontroleri,…), softvera (optimiranje signalnih planova, optimiranje vremena putovanja, preraspodjela prometnih tokova,…) i prometne tehnologije (metode upravljanja prometnim sustavima,…) za uspješno rješavanje zadaća koje se budu postavljale pred prometne sustave u urbanim sredinama neophodno je dizajniranje strategije upravljanja prometom koja će integrirati sve ove resurse.

Kada vozači uoče alternativne putove javlja se potreba za sustavima koji im mogu davati informacije da biraju optimalne putanju koja će osigurati optimalno korištenje kapaciteta mreže prometnica. To zahtijeva od strategije upravljanja sustava da vrši vremensko usklađivanje kontrolnih signala na cijeloj mreži.

84

Glavni zadaci strategije upravljanja prometom su :

1. Povezivanje konvencionalne signalne kontrole i sustava upravljanja prometom

2. Osiguranje korisnički orijentiranih komponenti koje kroz prometnu mrežu i prometne signalne ostvaruju provođenje strategije upravljanja prometom

3. Utemeljenje općih procedura nadzora i procjene

4. Upravljanje bazama podataka koje osigurava razvoj od povijesne slike prema gradnji baza znanja

5. Ispitivanje sustava od identificiranja problema i njegovih uzroka do provođenja strategijskih rješenja tih problema

6. Osiguranje kompletne podrške sustavu i osiguranje automatskog backup-a

85

SIGNALNI PODACI KONTROLNI SUSTAVI O MREŽI SUSTAV DETEKTORA PROMETNICA

GREŠKE GREŠKE NADZIRANJA NADZIRANJA PROMETA PROMETA

PODACI O GLOBALNO SIGNALIZACIJI STANJE UPRAVLJANJE BAZA SUSTAVA POVJESNIM ZNANJA PODACIMA

RAZVOJ SUSTAVA PRILAGODLJIVI STROJEVI

KOMPLEKSNI PROCESI UPRAVLJANJA

VERIFIKACIJA INTEGRALNA KONTROLNA STRATEGIJA AUTOMATSKI BACKUP

5.2. Osnovne funkcije strategije upravljanja prometom na prometnoj mreži

Temeljni zahtjev strategije upravljanja prometom je integracija svih tipova podataka dobivenih nadziranjem prometnog sustava putem detektora dužine redova vozila, brojača, senzora za registriranje brzine vozila, kamera, brojača na rampama.

Greške u procesu nadziranja prometa mogu se javiti na hardveru i softveru. Strategija kontrole prometa zahtijeva identifikaciju trenutka nastanka greške, njen uzrok, te osiguranje korištenja povijesnih podataka za vrijeme otklanjanja greške.

Softverski alati obrađuju podatke o mreži, signalima, prometu te određuju parametre prometnog sustava kojima se osigurava minimiziranje zagušenja prometnica, smanjenje zastoja, smanjenje vremena putovanja, smanjenje troškova putovanja, povećanje sigurnosti prometa. Ovi parametri se uspoređuju sa različitim strategijskim operatorima te se utvrđuju protokoli performansi sustava koji se koriste za različite scenarije upravljanja.

Najvažniji ulazni podaci baze podataka sustava upravljanja prometom se dobivaju nadziranjem prometnog sustava. Uskladišteni podaci se obrađuju statističkim analizama i uspoređenjem.

Na temelju dobivenih rezultata i utvrđenog sustava mjerenja veličina koje opisuju stanje prometnog sustava, određuje se stupanj zakrčenosti prometnica, uštede kapaciteta, duljine redova čekanja, raspodjela prometnih tokova.

Uspoređivanjem trenutnog stanja u prometnom sustavu sa onim u bazi znanja, utvrđuje se vjerojatnost razvijanja incidenta na mreži. Referentni prometni tokovi koji se trebaju transformirati softverom za optimiranje signala definiraju odgovarajuću strategiju upravljanja prometom.

Povijesna baza podataka omogućava gradnju baza znanja. Algoritmi baza znanja su pogodni za rješavanje većih problema zakrčenosti, oblikovanje prometnih putova, preciziranje uštede kapaciteta prometnog sustava i dr. Prilagodljivi strojevi uzimaju podatke iz povijesne baze, baze znanja i parametre izmjerene u prometnom sustavu te izvršavaju dobivene naredbe.

Svi kompjutorizirani kontrolni sustavi su izloženi prekidu rada zbog grešaka na hardveru i softveru. Stoga strategija upravljanja prometom mora osigurati održavanje sigurnosne kopije u obimu koji osigurava popravne radnje.

Verifikacija komponenti softvera osigurava integraciju strategije upravljanja koja je primijenjena u signalnoj kontroli i vrši odstranjenje rizika koji nastaje neočekivanim događajem u sustavu.

86

5.3. Telekomunikacijska tehnika i tehnologija

Komunikacijsku osnovu ITS-a čine telekomunikacijski sustavi opće namjene i specijalizirani sustavi razvijeni samo za ITS aplikacije. Komunikacijska arhitektura ITS-a definira načine komunikacije između ITS podsustava (prometnica, upravljačkih centara, vozila) te komunikaciju s terminatorima.

Specifikacija zahtjeva uključuje količinu informacija, zahtijevanu vremensku i semantičku transparentnost, prioritete, šifriranje i ispravljanje pogrešaka.

Za povezivanje fizičkih podsustava ITS-a (prometnice, vozila, upravljački centri, vozači, transportno-logistički terminala) koriste se različiti bežični komunikacijski sustavi od kratkog do globalnog dometa.

Žični sustavi izvode se svjetlovodima, koaksijalnim kabelima i bakrenim paricama a primjenjuju se pri povezivanju fiksnih objekata.

Bežični sustavi omogućuju komunikaciju s vozilima ili ljudima u pokretu putem zemaljskih i satelitskih veza.

Za potrebe lokacije i navigacije vozila koriste se različite generacije satelitskih sustava GPS. Danas su u uporabi različite izvedbe terminala od skromnih GPS prijamnika male preciznosti do profesionalnih uređaja visoke preciznosti.

Izražen je trend prema integraciji komunikacijskih i računalnih uređaja u vozilu što uključuje putno računalo, kompas, CD/DVD medij, žiroskopski sustav, mobilni terminalni uređaj. Takva rješenja nadopunjuju sustav obavješćivanja vozača preko sustava RDS-TMC (Radio data System-Traffic Message Chanel).

GSM i UMTS ćelijski sustavi su mobilni komunikacijski sustavi primjenjivi u ITS aplikacijama.

GSM omogućuje dvosmjernu govornu i podatkovnu (SMS/GPRS) komunikaciju u područjima koja pokrivaju zemaljske bazne postaje (BTS).

UMTS je treća generacija mobilnih ćelijskih sustava koja omogućuje i prijenos pokretne slike. U tijeku je razvoj četvrte i pete generacije mobilnih ćelijskih sustava.

Digitalno audioemitiranje DAB (Digital Audio Broadcasting) predstavlja multimedijski radio, jer osim prijama visokokvalitetnog zvuka omogućuje prijam teksta, grafike i slike. Mogu se koristiti prijamnici u vozilu, prijenosni i fiksni prijamnici koji rade u VHF/UHF frekvencijskom području.

87

DSRC (Dedicated Short Range Communication) je namjenski sustav za podatkovnu komunikaciju s vozilom koje prolazi određenu kontaktnu točku prometnice. Koriste se različite frekvencije u infracrvenom i mikrovalnom području. Očekuje se da će postojeći radijski sustavi kratkog dometa biti zamijenjeni univerzalnim satelitskim mobilnim sustavima.

Korištenje interneta u ITS aplikacijama u skladu je s rastućom dominacijom tih tehnologija. Internet predstavlja globalnu prekrivajuću mrežu načinjenu od velikog broja podmreža uz sljedeća svojstva :

1. beskonecijsko paketno međumrežno povezivanje2. funkcioniranje prema TCP/IP skupni protokol3. zajednička adresna struktura (IPv4 odnosno IPv6)

Osnovne usluge interneta su elektronička pošta, pretraživanje informacija, prijenos datoteka, Internet telefonije.

5.3. Teleprometno dizajniranje komunikac. podsustava ITS-a

Nakon definiranja komunikacijskih zahtjeva i komunikacijske arhitekture ITS-a može se pristupiti teleprmetnom dizajniranju telekomunikacijskih mreža (žičnih i bežičnih) odnosno drugih rješenja za ITS.

Osnovna podjela ITS telekomunikacijskih sustava ( sa aspekta tehničkih rješenja) je :

1. žični sustavi2. bežični i mobilni ćelijski sustavi3. internet

Izbor mogućih tehnologija komuniciranja slijedi iz poznavanja korisničkih zahtijeva i raspoloživih tehničkih rješenja. Dinamičan razvoj informacijsko-komunikacijskih tehnologija utječe na to da je životni ciklus tih sustava relativno kratak.

Npr. očekuje se da će postojeći radijski sustavi kratkog dometa (DSRC) do kraja desetljeća biti zamijenjeni univerzalnim satelitskim/mobilnim sustavima.

Komunikacijski zahtjevi krajnjeg korisnika stvaraju različite tijekove informacija između izvorišta (j) i odredišta (k) koji se slijevaju i dijele kapacitete telekomunikacijske mreže. ITS tokovi informacija mogu ići zasebnim mrežama ili pak koristiti kapacitete javne i/ili privatne telekomunikacijske mreže. Osnovni model telekomunikacijske mreže s različitim oblicima tijekova informacija prikazan je na slici 5.4.1.

88

Da bi se koristila javna telekomunikacijska mreža, nužan je preduvjet njena dostupnost i odgovarajući kapacitet svakog njezinog dijela. Kapacitet mreže mora biti dostatan za kvalitetno posluživanje korisničkih zahtjeva uz respektiranje kriterija troškova.

Obavljanjem telekomunikacijskih usluga odnosno prijenosa informacija zauzimaju se određeni kapaciteti Cs tijekom vremena Ts. Informacije se prenose kanalom određene pojasne širine ili paketima prema utvrđenim protokolima.

Teleprometno opterećenje općenito je definirano izrazima:

- za mrežu s komunikacijskim kanalima :

- za mrežu s komutacijom paketa :

gdje je :

A – veličina teleprometa (u erlanzima)Ts – prosječno trajanje poziva ili sesijeλ – intenzitet poziva ili paketaD – duljina paketa u bitimaC – kapacitet mrežnog elementa (bit/s)

Apstrahirajući ovdje probleme varijabilnosti prometa, može se reći da je ključna zadaća osigurati raspoloživost prostorno-distribuiranih kapaciteta mreže za očekivane vrijednosti informacijskih tokova E(φi)

Sl. 5.4.1.

89

uz zadovoljene normirane kvalitete posluživanja (QoSN) i minimalne troškove

gdje je :

očekivana vrijednost tokova informacija kapacitet i-tog mrežnog elementa trošak mrežnog kapaciteta

Teleprometni zahtjevi imaju izraženu stohastičnost i razlikuju se za pojedine oblike informacija odnosno određene teleusluge. Ttemeljni zahtjevi su :

1. potrebna širina kanala2. vremenska transparentnost prijenosa (kašnjenja)3. semantička transparentnost (osjetljivost na pogreške )

Slično fizičkim prometnicama, kapaciteti telekomunikacijske mreže su relativno fiksirani (permanentni) u odnosu na dinamičke promjene prometa i zahtjeve pojedinih usluga, tako da će samo dio kapaciteta biti djelotvorno iskorišten.

Prostorno-vremenskom preraspodjelom prometnog opterećenja moguće je postići mnogo bolje iskorištenje raspoloživih kapaciteta, odnosno racionalnije iskorištenje instaliranih mrežnih elemenata.

Pri tom se ne smije dovesti u pitanje prostorna dostupnost usluge niti vremenska transparentnost koju zahtijevaju pojedine ITS interaktivne (real-time) sluge.

5.5. Informacioni lanac ITS-a

ITS uključuje primjenu informacionih i upravljačkih tehnologija osigurava jezgru (core) ITS funkcija. Neke od tehnologija kao što su detektorske petlje su sasvim poznati u transportnom području. Međutim, cijeli niz ITS korisničkih zahtjeva može biti zadovoljen korištenjem brojnih drugih tehnologija i koncepata sustava koji su ključni za funkcioniranje ITS-a.

90

Razumijevanje kako radi ITS zahtijeva razumijevanje i ovladavanje ITS tehnologijom za prometno informiranje i upravljanje vozilom na njihovoj funkcionalnoj razini kako ono radi pojedinačno, ali također kako može biti integrirani za zajednički rad u sustavu koji osigurava djelotvorne ITS korisničke servise. Prema tome, funkcioniranje i izbor raspoloživih ITS tehnologija, važno je za arhitekture sustava i standarde, uključujući zašto su oni potrebni i kako su razvijeni i primijenjeni širom svijeta.

Izvođenje korisnih funkcija, ljudsko tijelo prikuplja informacije u okruženju sa očima, ušima, obrađujući informaciju u mozgu, slanjem informacija putem govora ili pisanjem, oslanjajući se na nervni sustav prenosi signale u tijelo. ITS koristi informacijske i upravljačke tehnologije isporučujući potrebne servise korisnicima putem informacionog lanca što je prikazano na slici 5.5.1.

Informacioni lanac ITS-a uključuje prikupljanje podataka, obradu podataka, distribuciju podataka, i korištenje informacija (za upravljačke odluke i podršku ITS korisnicima) te komunikacije kojima se ostvaruju tokovi podataka.

Naravno, koncept informacionog lanca nije nov ali se takav koncept koristi u upravljanju prometnim sustavom.

Nove tehnologije i koncepti ITS-a moraju osigurati :

transportni sustav

korisnici ITS

obrada podataka

korištenje informacija

distribucijainformacijaprikupljanje

podataka

komunikacija komunikacija

Sl.5.5.1. ITS informacioni lanac

91

1. razmjenu informacija i koordinirano odlučivanje koje uključuje više centara (kao što su veze između prometnog centra i centra za upravljanje tranzitom intermodalnog transportnog sustava)

2. prikupljanje informacija i integracija između vozila i putne infrastrukture (kao što su funkcije dinamičkog izbora rute)

3. razmjena informacija sa novim organizacijama privatnog sektora ( ka što su informatički servisni provajderi koji distribuiraju prometne informacije putem stranica na internetu)

5.5.1. Raspoložive tehnologije ITS-a

Tabela 5.5.1. prikazuje primjer raspoloživih tehnologija za ITS i način njihovog kategoriziranja. Kolone sugeriraju tehnologije sa stajališta infrastrukture i sa stajališta vozila.

Razdvajanje ova dva aspekta je omogućilo raspravu i pokazalo da neće biti doslovno tumačeno, poznavanje neke tehnologije zahtijeva bliže povezivanje između dvije strane u redoslijedu efikasnih.

92

Tehnologije korištene od strane putnika mogu biti na obje strane (infrastruktura i vozilo) što ovisi od toga da li je putnik korisnik doma ili u vozilu. Neke od tehnologija su već poznate u mnogim transportnim područjima kao što su UTC (vođenje gradskog prometa) i HAR (radijski sustav poruka na autocestama) a neke su relativno nove uključujući i široko područje koje pokrivaju tehnologije GPS i internet.

Prema tome, ove tehnologije su dostupne na otvorenom tržištu.

ITS tehnologije

Tehnologije povezane sainfrastrukturom

Tehnologije povezane sa vozilom

prikupljanje podataka

prometni detektori praćenje vremenskih uvjeta

AVI-automatska identifikacija vozila

Upozorenja tijekom vožnjeobrada podataka

objedinjavanje podataka AID–automatska detekcija

incidenta

GPS-globalni pozicijski sustav digitalizirane mape

komunikacija s podacima

fiksne komunikacije optički kablovi

mobilne komunikacije komunikacije kratkog dosega

distribucija informacija

VMS-promjenljivi prometni znakovi

internet

radio poruke na autocesti RDS/TMC-radio podatkovni sustav/kanal prometnih poruka

korištenje informacija

mjerenja na rampi -UTC–vođenje gradskog prometa

izbor rute izbjegavanje sudara

Tabela 5.5.1. Raspoložive tehnologije za primjenu u ITS

5.5.2. Prikupljanje podataka

Preduvjet za mnoge ITS servise je prikupljanje pouzdanih stvarnovremenskih informacija o prometu i uvjetima na prometnicama. Kroz duži niz godina nadziranje prometa je vršeno putem induktivnih detektorskih petlji, koji mogu identificirati prisutnost vozila. Pojedina petlja duž linije je prekrivena asfaltom tako da može izvršiti brojanje vozila.

Duple petlje izdvojene na nekim linijama sa fiksnim rastojanjem služe za mjerenje brzine. Kada brzina vozila opada ispod sigurnosnog praga petlja

93

detektora može identificirati prometno zagušenje. Druge vrste prometnih senzora ( ultrazvučni, radar, infracrveni prometni senzori) su instalirani na nosačima iznad kolnika jer njihova izvedba i održavanje manje utječu na prometni tok od detektorskih petlji koje su smještene na kolniku ispod asfaltnog zastora.

Prema tome ovi senzori ne mogu biti pouzdani kao induktivne petlje u lošim vremenskim uvjetima. Treba dodati da detektorske petlje rade samo u jednoj zoni detekcije i njihova mjerenja su ograničena samo na jednu prometnu traku.

Detektor sa video slikom (VID) je jedna od zadnjih tehnologija koja je primijenjena na prometne detektore. Slika dobivena video kamerom VID se obrađuje i dobivamo promjene parametara prometnog toka koji su prethodno spomenuti- prisutnost vozila, brzina, zauzetost prometne trake, veličina prometnog toka na traci i drugo.

Više zona detekcije može biti obuhvaćeno poljem video kamere, više linija može biti obuhvaćeno jednom kamerom. Više kamera može biti priključeno ja jednu procesorsku jedinicu, čineći zonu obuhvata povezujući sa kompjutorskim softverom, ublažavajući smetnje u zoni promatranja, začepljenja, direktno sunčevo svjetlo na kameri isl.

Kako prometni senzori mogu osiguravati puno parametara prometnog toka, direktnih i indirektnih, tako prikupljeni podaci su bolji od promjenljive video slike koja pomaže operatorima prometnih centara u kompliciranim prometnim situacijama za donošenje odgovarajućih odluka. Vizualna slika sa zatvorene kablovske televizije (CCTV) se koristi kao nadopuna u prometnim upravljačkim centrima.

Kombiniranje prometnih detektora i video nadzora prometa, dopunjeno policijskim patrolama, službama održavanja cesta, praćenje vremenskih uvjeta i telefonske stanice za vozače koriste se za upravljanje prometom. Putem senzora može se izmjeriti pokrivene površine ceste ledom, omogućavajući upravljanje održavanjem putne mreže u zimskim uvjetima te izračunavanje količine sredstava za sprečavanje zaleđivanja ceste što rezultira poboljšanjem sigurnosti uz snižavanje stvarnih troškova. Na strani vozila, podaci koji nadziru uvjete vozila kao što su brzina, opskrba gorivom, tlak ulja, temperatura i drugi podaci važni za vozača. Prikupljanje ovih podataka putem senzora u vozilu, je važno za operacije vozilom i njegovo održavanje. Iz perspektive održavanja cesta, nadziranje težine vozila je također važno, jer se smanjuje oštećenje cesta zbog prekoračenja osovinskog opterećenja.

U prošlim godinama, nadziranje opterećenja komercijalnih vozila se vršilo putem WIM sustava. ITS tehnologija je zasnovana na očitavanju ćelije, zakrivljenosti ploče, piezoelektričnih detektora ili na sličnim principima

94

dizajniranih detektora koji omogućavaju registriranje vozila preko dozvoljene težine zahtijevajući njihovo zaustavljanje, štedeći vrijeme vozačima vozila i organima nadzora cesta.

Mjerenje dimenzija vozila putem ITS tehnologija zahtijeva također određene funkcije upravljanja prometom-na primjer detektor za prekoračenje visine vozila koji se koristi prije ulaska vozila u tunel. Detekcija vrste vozila može se izvesti putem svjetlosnog detektora vozila ili sustava AVC (automatske klasifikacije vozila). Kombiniranje AVI i AVC zahtijeva sustav elektroničkog plaćanja.U ITS-u informacija o lokaciji vozila je važna za individualne vozače da znaju gdje se nalaze, važna je za navigaciju kao i za dispečere voznog parka koji želi znati položaj vozila radi upravljačkih odluka. Lokacija vozila je također važna za druge namjene , kao što su javne agencije koje žele znati za lokaciju vozila koje je u kvaru ili na kojoj se traci nalazi vozilo sa opasnim tvarima.

Tehnologija za identifikaciju vozila koji se kreću u urbanom okruženju je automatska identifikacija vozila AVI (automatic vehile identification). Kodirani radio signal prenošen putem vozila koje prolazi ispod AVI terminala instaliranog na postolju na poznatoj lokaciji može pokazati lokaciju vozila u određenom trenutku.

Identifikacija vozila od nekih drugih AVI terminala može osigurati aktualno vremensko povezivanje sa mrežom prometnica za prometne centre putem zemaljskih linija veza, a kao alternativa može biti izvještaj prometnih centara putem mobilnih komunikacija. Klizavost kolovoza i prisutnost leda na kolovozu može biti također detektirano i obavijest proslijeđena vozačima na sličan način. U ovom slučaju servisi vozila služi kao sonda za prometne uvjete i uvjete na cestama.AVI mogu također biti korištene za provođenje prometnih pravila. Bazirano na prikupljanju video slika, sustav za očitavanje slika i sustav za pronalaženje (identifikaciju) snimljenih vozila može biti korišten za osiguranje nadziranja individualnih vozila kada prolaze kroz crveno svjetlo ili nepoštivanje naplatnih mjesta. Korištenje GPS za određivanje lokacije vozila zahtijeva obradu velike količine podataka i bit će opisan u narednim poglavljima. 5.5.3. Obrada podataka

Stvarno vremenski podatci o prometu se prikupljaju na više načina. Prometni i transportni upravljački centri imaju potrebu za obradom tih podataka, provjeru njihove točnosti, usklađivanje proturječnih informacija i njihovo objedinjavanje u dosljedan (konzistentan) i realan skup prometnih podataka, prije nego oni budu distribuirani.

95

Ovaj proces je poznati i kao proces objedinjavanja, koji je definiran kao osnovni okvir u kojem postoje točna sredstva i alati za povezivanje podataka koji potječu od različitih izvora.

Složeni koraci objedinjavanja podataka za centre upravljanja prometom sastoje se od obrade sirovih podataka, čišćenja i provjere točnosti podataka, pravljenje formata podataka te uključivanje podataka za druge agencije.

Druge važna tehnologija obrade podataka na strani infrastrukture je automatska detekcija incidenata AID. Ona se izvodi potpuno kroz kompjutoriziranu obradu, baziranu na sofisticiranim algoritmima primijenjenim na prometne podatke dobivene od različitih detektora. Određivanje vremena incidenta je prilika da ulazni podaci od sustava detekcije budu provjereni prije izvođenja algoritma.

Algoritam koji je razvijen uključuje brojne metodologije kao što su uspoređivanje, statističke metode predviđanja prometnog ponašanja i druge, gdje zauzeće petlje prema trajanju intervala zauzeća ukazuje na stajanje ili smanjenje brzine kretanja vozila.

Općenito AID tehnologija nije dizajnirana da potpuno zamijeni operatore prometnih centara ali im pomaže oko prometnog oblikovanja u uvjetima kao što su incidenti. Ljudska potvrda analize CCTV slika je još uvijek neophodna. Prema tome AID pokušava smanjiti vrijeme detekcije incidenta i brzo aktiviranje resursa i prometnog skretanja na mjestu incidenta.

Sa stajališta vozila, obrada podataka je potrebna radi navigacije. Bazna tehnologija za određivanje lokacije vozila se zaista ne razlikuje od određivanje pozicije broda ili pozicije aviona. U zadnjem desetljeću značajan napredak u navigacijskoj tehnologiji je ostvaren putem globalnog pozicijskog sustava GPS (Global Position System) koji je razvijen u US u odjelu obrane -USDOD. Ovaj satelitski bazirani radio navigacijski sustav, je potpuno razvijen 1990, koji koristi 24 satelita u orbiti 12.600 milja.

U vozilu se obrađuju podaci putem prijamnika trodimenzionalne koordinate (longitude-zemljopisna dužina,latitude-zemljopisna širina i altitude-nadmorska visina) koje mogu biti određene na temelju vremena prolaska (TOA), gdje četiri od više satelita su u liniji vidljivosti od resivera. Informacije o lokaciji vozila se šalju u prometni centar, dispečerski centar ili autobusno stajalište koje ih treba. USDOD uvijek garantira korištenje SPS ( standardnog pozicijskog sustava), koji je manjeg ranga od PPS (preciznog pozicijskog sustava) za vojne svrhe. SPS je precizan 50 do 100 m za civilnu uporabu, uključujući sve modove transporta širom svijeta.

Prema tome sa instaliranjem prijenosnika poznate osnovne lokacije, izvršavanjem korekcije, može se koristiti DGPS (diferencijalni globalni

96

pozicijski sustav) za osiguranje performansi koje nedostaju GPS gdje se lokacija vozila određuje preciznije od 30 metara. Sa sofisticiranom elektronikom DGPS je dovoljno precizan ( u okviru 1 metra) Za elektroničke stanice prikupljanja i bočno upravljanje vozilom bliži je DGPS.

Tehnička ograničenja GPS koja podrazumijevaju vidljivost četiri satelita za funkcioniranje, sustav za neprekidno određivanje lokacije vozila zahtijeva komplementarni sustav koji će funkcionirati kada je vozilo na mostu, gustom lišću, ili u urbanoj sredini između visokih zgrada. Jedan od jednostavnih (često korištenih) sustava za ovu namjenu izračuna, koji koristi žiroskop ili relativni princip inertnog vođenja određivanja pozicije vozila u odnosu na poznatu početnu poziciju.

Prema tome ispravak grešaka izračuna ne vrši se stalno, nego se kumulirane greške trebaju korigirati od vremena do vremena, automatizirano. Ove korekcije se mogu vršiti putem radijo signala od poznate signalne stanica prema poznatoj lokaciji koja odgovara vozilu. Drugi pristupi korekcije kumulativnih pogrešaka se obavljaju korištenjem usklađivanja mapa, gdje se uzima pomoć od lokacije vozila koja je obično ograničena mrežom ulica, osim privremenih odstupanja kada je vozilo na parkingu ili se prevozi trajektom-skelom.

Kako samo ime govori usklađivanje karata zahtijeva prikaz digitalne mape u vozilu i korištenjem heurističkog algoritma se određuje gdje vozilo može biti na mapi.

Digitalne mape su preduvjet za brojna poboljšanja sustava informiranja putnika, kao što su vođenje na ruti. Kreiranje digitalnih mapa zahtijeva prikupljanje sirovih (neobrađenih) podataka na papirnoj mapi, fotografiranje iz zraka i druge izvore informacija. Informacije se potom digitaliziraju uz dodatak kompjutorskog softwera.

Konačna digitalna mapa zahtijeva provjere i osuvremenjavanje (dopunjavanje) tijekom vremena . Sa unaprijeđenom tehnologije pohranjivanja, digitalna mapa koja pokazuje glavne prometnice u US može se spremiti na jedan CD. Za detaljnije informacije potrebne za vođenje na ruti, digitalna mapa za arterije jedne metropole može se uzeti u PCMCIA kartici ( također poznato jednostavno kao PC kartica). Podrazumijeva se da digitalne mape trebaju za sustav lociranja vozila koji omogućuje podatke o prometu i prometnicama, te prati promjene podataka nastale promjenom pozicije i lokacije vozila u prometnom zagušenju.

Postoje druge metode za određivanje lokacije vozila korištenjem kuta kretanja AOA i / ili vremenski razliku (TDOA) čiji je princip da lokacija vozila određuje na bazni pozicije od dvije ili više stanica čije su pozicije poznate.

97

Takva metoda je poznata i koristi se za poziv u slučaju nezgode putem mobilnog telefona, koji automatski pokazuje timu za spašavanje gdje je lociran onaj koji traži pomoć.

5.5.4. Komuniciranje podacima

Komuniciranje podacima zahtijeva prikupljanje podataka i distribuciju informacija.

Sa stajališta infrastrukture se koristi stacionarna komunikacija. Podaci se prikupljaju od fiksnih izvora kao što su detektorske petlje, CCTV, mogu biti preneseni a potom distribuirani od strane operativnih centara putem stacionarnih ili mobilnih komunikacija.

Sa stajališta vozila zahtijevaju se mobilne komunikacije. Podaci se prikupljaju sa pokretnih izvora kao što su helikopterske patrole i izlazi od procesora u vozilima, kao što su GPS koordinate, koje moraju biti prenesene u operativni centa putem radija ili mobilnih komunikacija .

Sve postojeće i buduće telekomunikacijske infrastrukture kako stacionarne tako i mobilne, mogu biti u širokoj upotrebi za ITS funkcioniranje uz minimiziranje troškova i kapitaliziranje kontinuirano naprednih tehnologija u telekomunikacijskoj industriji. Integrirani servisa digitalnih mreža ISDN, na primjer zajednička telekomunikacijska infrastruktura koja integrira sve oblike izlaznih signala –glas,slika, video, podaci u digitalnom obliku koji udovoljava međunarodni standard. Jedna mogućnost ISDN primijenjena za upravljanje prometom je prijenos signala digitalne video kamere.

Troškovi komuniciranja podacima općenito rastu sa porastom širine frekvencijskog pojasa (bandwidth-količina informacija koja prolazi kroz jedan kanal u bilo kojem trenutku) zahtijevanih uvjeta pojasa frekvencije ili bita u sekundi (bps), koji pokazuje koliko informacija može biti preneseno u jedinici vremena. Prema tome, prometni parametri dobiveni putem senzora se prenose putem razmjerno najniže širine pojasa žičane veze (telefonska linija ) ili najniže širine pojasa komunikacijske veze ( paketni radio), stoga prometni parametri sadrže nekoliko bita u jedinici vremena. Nasuprot tome, živa video slika uključuje mnogo bita za informaciju u jedinici vremena što zahtijeva širok pojas komunikacijskih medija (kao što su koaksijalni kablovi i optički kablovi) za prijenos. Prema tome distribuirana obrada podataka je obično korištena lokalno za pretvaranje slike od video kamere u prometne parametre prije nego se informacije prenose do centara za upravljanje prometom. Alternativa ovome je da se prometni parametri

98

dobivaju lokalno, čime se može postići da budu korišteni direktno za lokalno upravljanje.

Optički kabel je medij za otpremanje signala svjetlosnim valovima ili impulsima tako da prenose informaciju od jedne točke do naredne putem veoma tankih optičkih vlakana.

Njihova privlačna osobina isključuje međusobne smetnje (miješanje signala), relativno malo slabljenje signala (gubljenje jačine), i veoma veliku širinu pojasa prijenosa signala ili kapacitet izražen u bitima, tako da veoma velika količina informacija može biti prenesena simultano (istovremeno). Pored toga, trošak optičke niti je tako mali, pa su veći kapitalni troškovi instaliranja njihovih linija nego trošak materijala.

Prema tome, brojne prometne institucije poznajući takvu strukturu troškova sugeriraju da je poželjno i prikladno da telekomunikacijska industrija instalira optička vlakna duž autocesta tijekom njihove izgradnje radije nego da ih ugrađuju naknadno u kasnijem periodu. U zamjenu, prometne institucije mogu dobiti za korištenje dio komunikacijskog sustava po nižim troškovima ili bez naknade ili kroz neki dugi vid kompenzacije (ITS American 1997).

Sa stajališta vozila, bežične komunikacije povećavaju korištenje u različitim ITS funkcijama- na primjer, obavijest o prometnom incidentu sve se više koristi kod vozača na autocestama putem mobilne telefonije.

Sve donedavno, telefon u automobilu je bio cijeli analogni uređaj, koji nije bio prikladan za komuniciranje podacima, mada su MDT ( mobilni digitalni terminali) korišteni niz godina za policijska vozila, teretna vozila, druga specijalna vozila za komunikaciju podatcima. Novi sustavi za osobno komuniciranje PCS (personal communication system ) su potpuno digitalizirani. Komuniciranje podatcima putem analognog ćelijskog sustava (analog cellular systems, cellular-ćelijski-koji se sastoji od ćelija) moraju biti izvedeni kao CDPD (ćelijski digitalni paket). Novi digitalni ćelijski telefonski servisi se zasnivaju na TDMA (vremenski podijeljen višestruki pristup), CDMA (kodno dijeljen višestruki pristup), i europski GSM (globalni sustav za mobilne komunikacije) čiji su standardi već uvedeni na tržištu. Sa svakim napretkom razvoja tehnologije, široka pokrivenost bežičnim komunikacijama podataka može doprinijeti većim kapacitetima i manjim troškovima na svim urbanim i suburbanim područjima. Pojava satelitskog komunikacijskog sustava LEO (koji zahtijeva manje prijenosnih uređaja nego geo-strateški komunikacijski sateliti) će sniziti komunikacijske troškove u ruralnim područjima širom svijeta.

99

Što je bilo opisano za mobilne komunikacije, odnosi se na široko područje komunikacija, u kojem su odašiljači i prijemni parovi uređaja na rastojanjima koja se mjere u kilometrima. Sa stajališta područja komunikacija, ITS podaci ili informacije su obično zapakirani sa drugim porukama u opće upravljanim komunikacijama od zajedničkog prijenosnika telekomunikacijske industrije.

Suprotno od ovoga su DSRC (komunikacije kratkog opsega) (dedicated short-range communicationa DSRC) za ITS, čiji je doseg tako kratak da je komunikacija upotrebljiva samo za nekoliko namijenjenih ciljeva i nije namijenjen za opće prijenosnike. Prema tome investitori u DSRC prijenosnike i infrastrukturu općenito nisu telekomunikacijska industrija nego javne ili privatne organizacije zainteresirane za specifične ITS aplikacije korištenjem DSRC (Jedan važan utjecaj je da telekomunikacijska industrija nije u skupu standarda za DSRC).

ITS servisi bazirani na DSRC uključuju ETC (elektroničko prikupljanje takse-elektroničko plaćanje cestarine), CVO (komercijalne operacije vozila), upravljanje parkinzima (parking menagment), kupnja signala, potpisivanje u vozilu, putne informacije u vozilu. Otkako je svjetlosni prijenos podataka za naplatu cestarine ETC instaliran duž putne infrastrukture, poboljšano je elektroničko plaćanje cestarine. Široko označeni ETTM (elektroničko plaćanje i upravljanje prometom) se koristi uključujući oba servisa.

ETC sustav se sastoji od vozila koja imaju on-bord jedinicu, sa dvosmjernom mikrovalnom ili infracrveno vezom, i opremu uz putnu infrastrukturu. Oprema u vozilu je transponder (radio) koji je obično kartica, integrirana kružna kartica sa držačem kartice, ili kombinacija od ovog dvoga. Spremanje informacija potrebnih za transakcije plaćanja, kao što su vrsta vozila, identifikacija konta (računa).

Oprema duž prometnice se sastoji od tri dijela: primopredajnik (odašiljač i prijemnik) poznati pod nazivom čitač (reader), najvažnija funkcija koja verificira funkcioniranje opreme u vozilu i upravlja transakcijama, linijski kontroler koji nadzire sve aktivnosti na liniji plaćanja i glavni sustav kompjutoriziranih obrada koji koristi pristup informacijama konta (računa) i provodi zahtijevane transakcije .

Postoji nekoliko klasifikacija (taxonomeis) sustava ETC. Dva bazna tipa DSRC tehnologija korištenih u postojećim ETC aplikacijama su sa aktivnim elektronskim karticama i sustavi sa povratnim kartice.

Aktivne elektroničke kartice sadrži baterije ili vanjski izvor energije za izvršavanje operacija i transakcija u samoj kartici.

100

Kartica sa povratnom komunikacijom- šalje informacije od čitača ili modula sa mikrovalnom energijom koja se odbija nazad do antene čitača putem kontinuiranog vala signala prema čitaču. Energija visoke frekvencije dopušta nastavak putovanja ili prekid putovanja slanjem signala koji se slaže sa uzorkom antene elektroničke kartice i povratkom signala nazad prema anteni čitača.

Prikazane aktive kartice i povratne kartice nisu kompatibilne niti interoperabilne. U tijeku su nastojanja da se razvije standard koji može prilagoditi obje tehnologije.

U nastavku neke od elektroničkih kartica su dizajnirane tako da su prilagođene korištenju „smart cards“ za elektronička plaćanja.

„Smart card“-smart kartica je generički-izveden pojam za uređaj kreditne kartice koji sadrži nekoliko jedinica za upravljanje, uključujući memoriju i slične mikroprocesore tako da mogu snimati vrijednosti u kartici koje može koristiti više različitih tipova plaćanja, cestarina, parking, tranzitna vožnja-tunel, most, i ona obuhvaća mali obim kupaca.

Smart kartica koja uključuje antenu za komunikacije kratkog dosega je poznata kao „proximity cards“, čija je slična namjena za širok opseg plaćanja tranzitnih vožnji.

5.5.5. Distribucija podataka

Prometne i druge povezane informacije (stanje na prometnicama, slobodna mjesta za parkiranje, itd.) mogu biti distribuirane putem javnih institucija koje u prvom redu poboljšavaju efikasnost transporta, sigurnost i poboljšavaju kvalitetu okoliša. Istovjetne informacije mogu biti distribuirane putem privatnih informativnih servisa provajdera koji zarađuju kroz pružanje

101

obavještenja (savjetovanje) i/ili nastalim promjenama do krajnjeg korisnika. U tom slučaju, promjene mogu biti dodane prometnim informacijama kroz prilagođavanje, što može ponekad biti povezano sa drugim informacijskim servisima za poslovno korištenje.

Postoje dvije glavne kategorije za distribuciju prometnih informacija i drugih relevantnih informacija: fiksni terminali i mobilni terminali. Fiksni terminali se koriste sa stajališta infrastrukture, uključujući telefone, radija, televizije, kompjutore, fax uređaje, kioske, sustav promjenljivih poruka znakova VMS.

Mobilni terminali uključuju auto radio, specijalne mobilne radije, ćelijske telefone, laptop kompjutore, peidžere, i ručne digitalne uređaje. Na drugi način kategorizacija distribucije podataka uključuje jednosmjerne i dvosmjerne komunikacije i široko rasprostranjene interaktivne sustave.

Znakovi sa promjenljivim porukama VMS, također poznati pod nazivom signali s promjenljivim porukama CMS ili savjetodavne poruke , su prometni znakovi čije poruke mogu biti promijenjene. Znakovi promjenljivog ograničenja brzine čije promjene mogu biti inicirane bliskim prometnim senzorom koji upozoravaju vozača na opasne buduće uvjete ili o raspoloživim parkirnim mjestima ili garažama pokazujući broj slobodnih mjesta.

Najčešće poruke su u obliku kodiranih informacija, koje se mijenjaju od strane udaljenih prometnih centara upravljanja na bazi planiranja, i njihovim prikazom na monitorima centara koji osiguravaju njihovu točnost. Poruke su napravljene kao mozaik na magnetnom svjetlećem disku ili rotirajućoj prizmi ili električnim svjetlima, kao što su optička vlakna, matrične lampe, ili LED (diode za emitiranje svjetlosti).

Važno je važno napomenuti da se VMS informacije koristi bez troškova za korisnike autocesta. Drugi važni mediji za distribuciju transportnih informacija o infrastrukturi je internet, koji je dobio naziv „inter-net-work“ tehnički naziv za grupu kompjutoriziranih mreža međusobno povezanih ruterima (Router–računalo posebne namjene ili softverski paket koji barata vezom između dvije ili više mereža. Ruteri se usredotočuju na krajnje adrese paketa koji prolaze kroz njih i odlučuju na koje će ih adrese poslati).

To je započelo kao znanstvena/akademska mreža podržana USDOD u 1960.godini, ali je značajno razvijena 1990 kao globalni okvir za međusobno povezivanje mreže računalnih uređaja širom svijeta. Bazirana na prijenosnom kontrolnom protokolu (transmision control protocol/Internet protocol TCP/IP) paket povezanih protokola, Internet podržava globalnu

102

elektroničku poštu i osigurava okvir za distribuiranje multimedijalnih klijent/server sustava nazvanih World Wide Web WWW.

Mnoge zemlje i gradovi imaju svoje stvarnovremenske mape prometnog toka, slike sa kamera, vremenske uvjete i uvjete na prometnicama, te standardne informacije koje se često ne mijenjaju kao što su zakonska legislativa i tehnički propisi korištenjem njihove Web stranice. Desetci miliona korisnika širom svijeta sa pristupom računalu ili kiosku mogu sada interaktivno putem interneta dobiti specifičnu od prije nekoliko minuta informaciju o prometu ili tranzitu na prijenosnom (portable) računalu putem interneta koji će činiti WWW korisnu informaciju za putnike koji su na putu širom svijeta.

Unutar vozila, putnici se oslanjaju godinama na auto radio (oba i AM i FM) za primanje emitiranih odgovarajućih prometnih informacija. Međutim, prometne informacije su obično emitirane tijekom točno određenih vremenskih termina, budući da su takve informacije zanimljive i za druge programe za objavljivanje. Dodajmo, emitiranje informacija koje pokrivaju široko područje i često ponavljanje imaju mali značaj za rute kojima se kreću putnici.

Ustvari osiguravanje prometnih informacija na vrijeme i na mjestu gdje su potrebne putnicima, HAR ( radio koji daje savjete duž autoceste ) je instaliran duž dionica puta za bežični prijenos ograničen na lokalno područje, kao što je čest slučaj na dionici autoceste i u okolini aerodroma upućuju putnike o mogućnostima parkiranja.

U nizu emitiranja prometnih informacija na više frekvencija ili kontinuiranoj bazi, FM podprijenosnik može biti korišten višestruko uz relativno nisku cijenu bit-rate prometnih podataka za tekstualno predstavljanje na displeju auto radija, analogno pisana prometna izvješća putem teleteksta na televiziji. U Europi RDS (sustavi radio poruka) su razvijeni sa takvom namjenom da se stanice prepoznaju (identificiraju) i ukazuju na tip programa. Ovo je potpuno izvedivo osiguranjem kodiranih poruka putem podprijenosnika od 57 kHz. Europa se dogovorila za korištenje nekih kodiranih poruka za prijenos prometnih informacija. Kod je prenošen putem sustava prijenosa podataka putem radija RDS/TMC(radio data system/traffic message channel) brzinom oko jedan kilobajt u sekundi i mogu biti prevedene na nekoliko jezika. Poboljšanja RDS/TMC je visok stupanj mogućnosti širenja što se odnosi na postojeću mrežu javnih i privatnih radio stanica.

Prema tome obadvoje i stanice za emitiranje i prijemnici auto radija moraju se prilagoditi RDS za funkcioniranje sustava. Neki sustavi su razvijeni u Japanu USA koji mogu prenositi puno veću količine bita koji uzima

103

poboljšanja koji zauzima slobodan prostor između FM kanala u ovim zemljama i sa korištenjem sofisticiranije modulirane tehnike.

Pojava digitalnog audio emitiranja DAB (digital audio broadcast) , radi pouzdano sa puno većom količinom bita, može u budućnosti osigurati istovjetno funkcioniranje nakon RDS/TMC (ITS City Pioneers 1998.).

5.5.6. Korištenje informacija

U kontekstu ITS-a svrha korištenja informacija je obavještavanje korisnika da donose inteligentne i koordinirane odluke, i da se da podrška upravljanju prometom i upravljanju vozilom.

Upravljanje ulaznim rampama gdje se veličina toka usuglašava automatizirano sa duljinom signalnih svjetala na ulazim rampama tako da se skraćivanjem perioda zelenog signala ograničava broj vozila koja ulazi na autocestu.

Namjera je održavati gustoću vozila na autocesti između zasićenog prometnog toka i slobodnog toka vozila na mjestima spajanja postojećeg i ulaznog toka. Kroz algoritam izračuna, ciklus zelenog signala može biti određen kao funkcija jednog ili nekoliko mjerenih veličina, uključujući prometni tok promatrano uz struju i niz struju, manjak prometa na sporoj traci, dužinu redova na ulaznoj rampi i bočne ulazne ulice.

Na nekim lokacijama, posebne trake su osigurane na ulaznim rampama za tranzitna i posebno zauzeta vozila koja dobivaju prioritet prespojeno produžavanjem signala na rampi.

Koordiniranjem prometnog upravljanja sa širokim urbanim ili regionalnim područjem je izvršeno putem prometnih upravljačkih centara, gdje prometne informacije obično se dostavljaju do operatora prikazom na ekranima, dopunjeno sa više monitora CCTV, koji može biti usmjeren na jednu kameru.

Kod u boji može se koristiti na prikazivanju prometa na ekranu, pokazujući stupanj zagušenja ili incidenta. Operator sagledava sve informacije i operacije znakova sa promjenljivim porukama VMS, prometna svjetla, i također korištenjem grafičkog sučelja (interfejsa). U ovom sučelju, mreža prometnica, elementi upravljanja (kao VMS) detektori, i drugo su prikazani dvodimenzionalno sa mogućnošću nekoliko razina zumiranja.

Operatori u centrima također održavaju govorne veze sa patrolama i operatorima drugih centara, koji su osobito važni tijekom iznenadnih

104

situacija, kada su pravovremene, pouzdane i interaktivne informacije zvukom osiguravaju koordinaciju resursa operacije spašavanja i raščišćavanja.

Potrebno je graditi mrežu povezanih centara za upravljanje prometom sa drugim centrima: susjedni centri, centri drugačijeg tipa kao što su servisni provajderi, centri operacija za javni transportni i komercijalna vozila.

Dispečeri ne održavaju veze samo glasom i/ili podacima potrebnim za kontaktiranje sa individualnim vozilima, nego daju direktive i komande njihovom vozačima da uzimaju sigurnije rute sa većim brzinama, često dodajući logistički softver za minimiziranje troškova.

Na strani vozila, korištenje prometnih informacija može osigurati informacije za vozača ( npr. izbor rute) ili može osigurati odgovarajuću podršku vozaču prilikom upravljanja vozilom ( izbjegavanje sudara).

Servisi za navigaciju, podatke o lokaciji vozila se dobivaju putem GPS ili drugim metodama, koji mogu biti prikazani u vozilu ili kao ikona na digitalnoj mapi. Za servise izbora rute, digitalna mapa zahtijeva uključivanje karakteristika dionica puta, zabranu kretanja, vremena putovanja koja se podudaraju sa ograničenjima brzine po periodom u toku dana.

Uzimanjem polazišta i odredišta putovanja, softver baziran na dinamičkim principima programiranja može biti korišten za izračunavanje optimalne rute. Različita ograničenja ili promjene parametara funkcije mogu se koristiti u problemima optimizacije (najkraće rastojanje, ruta s najboljim panoramama za turiste, itd.)

Dinamičko upravljanje rutom koje uzima prometne uvjete u izračunu, trenutnu lokaciju vozila od polazišta i izračunavanje optimalne rute koji se stalno ponavlja. Izračunavanje se može izvoditi na sustavu baziranom na vozilu, ili u prometnim centrima (ili informacionim servisnim provajderima) u centralno baziranim sustavima. Izbor jedne od ovih opcija ovisi o troškovima izračunavanja i komunikacijskim troškovima: zahtijeva ažuriranje digitalnih mapa i sklonost između korištenja optimuma i sustav optimalnog upravljanja prometa. Dok informacione tehnologije u ITS-u pomažu vozačima da donose strateške odluke kroz navigaciju i upravljanje rutom na bazi „minut za minut“, upravljačke tehnologije u ITS osiguravaju pomoć pri uzdužnom i poprečnom upravljanju vozilom na bazi dijela sekunde. Općenito najviše korišteni senzori za uzdužno upravljanje je radar i laserski uređaji, koji mogu osigurati razliku izmjerenih i stvarnih položaja vozila, rastojanje između vozila (vozila ispred i iza) i otkrivanje zapreka na prometnici. Zvučni i ultrazvučni senzori se također koriste specijalno za otkrivanje ljudi i objekata prije nego ih vozilo prođe.

105

Ljudski faktor je važan i mora se uzeti u obzir za ITS, budući da se očekuje da bude u petlji za upravljanje vozilom u predvidljivoj budućnosti. Ljudsko sučelje sa ITS terminalom u vozilu predstavlja nov i jedinstven izazov za pospješivanje razvoja, relevantne prometne informacije za ITS mogu odvratiti ili dodati bitnost (valjanost) vozačevim zadacima.

Vozač koristi telefon u autu i već je prouzrokovao zanimanje javnosti, i načinio mogućim biranje broja i biranjem opcija uređaja koji olakšava situaciju. Pozivi putem teksta na displeju RDS/TMC je sličan prikazu na znakovima sa promjenljivim porukama VMS.

Neki uređaji skreću manje pažnju nego vizualni displeji za vozača displeje kojima vozači daju prednost su nuđene putem RDS/TMC. S druge strane uređaji displeji mogu biti zaglušeni prometnom gužvom. Za sigurna upozorenja oba uređaja i vizualni displeji se često koriste.

Drugi servisi ITS-a koji su povezani sa sigurnošću je vozačev signal poziva u pomoć. Kao što smo prethodno spomenuli, kombinacija automatske lokacije vozila i mobilnih komunikacija na vozilu čine mogućnost da vozač zatraži pomoć od javnih ili privatnih agencija kada mu je pomoć potrebna ( kada je vozač u nevolji ili kada je vozilo u kvaru).

Signal u nevolji može također automatski odaslan od zračnog jastuka, u slučaju da je vozač spriječen ili onesviješten u nezgodi, ili putem protuprovalnog sustava, kada neovlaštena stranka ulazi u vozilo. Ovaj tip servisa predstavlja jednu najranijih ITS usluga kroz privatni sektor.

106