1

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I ZARZĄDZANIA Pro jekt z przedmiotu:

TEORIA I INŻYNIERIA SYSTEMÓW

TELEMATYKA inteligentne systemy transportowe

w miastach

Prowadzący

Prof. dr hab. dr hc. czł. koresp. PAN Czes ław CEMPEL

Wykona ł: Łukasz ROTH

ZiM IX sem Gr:OZP

Poznań STYCZEŃ 2003

2

SPIS TREŚCI 1 .STRESZCZENIE 3 2. WSTĘP 4

3.ZASTOSOWANIE INTELIGENTNEGO SYSTEMU TRANSPORTOWEGO

4

4.MAPKA MYŚLOWA 11

5.PODSUMOWANIE 12 6. BIBLIOGRAFIA 12

SPIS RYSUNKÓW Rys.1 ARCHITEKTURA TYPOWEGO SYSTEMU 10 Rys.2 MAPKA MYŚLI 11

3

TELEMATYKA inteligentne systemy transportowe w miastach 1.STRESZCZENIE

Ruch drogowy w dużych miastach gwa ł townie rośnie od czasu przejścia do gospodarki rynkowej. Is tn ie jące inf rastruktury zosta ły zaprojektowane na niższy poziom ruchu, a przy braku dużych funduszów inwestycyjnych, n iezbędne dla zapobieżenia chronicznym zatorom drogowym oraz problemom wynikającym z zanieczyszczenia ś rodowiska w centrum miasta sta ły s ię dzia łania mające na celu lepszą regulację ruchu i optymal izację s t rumienia ruchu.

W celu polepszenia t ransportu w miejsk i s tworzono te lematykę , k tóra jest po łączeniem takich dziedzin jak: t ransport , informatyka i te lekomunikacja. Chodzi o system umoż l iwia jący wykorzystanie nowych technologi i in formatycznych i te lekomunikacyjnych w celu zwiększenia bezpieczeństwa t ransportu, zwiększenia jego efektywności i wygody oraz zmniejszenia jego negatywnego oddzia ływania na ś rodowisko naturalne. Przyczyną wprowadzania systemów telematycznych jest przede wszystk im nie zadawalająca sytuacja w t ransporcie drogowym, gdzie straty spowodowane przeciążeniem w ruchu drogowym i korkami s ięgają już l iczb astronomicznych.

Traf f ico stradale nel le grande c i t ta sta crescendo rapidamente

dal momento di t ransformazione economica.L�asistente inf rastrut tura e stata proget ta per i l p iu basso l ivel lo del t raf f ico. A causa del la mancanza sold i per invest iment i , indispensabi le per prevenire le code e gl i problemi d i smog sono diventate le at t ivi ta a l lo scopo di regolazione del t raf f ico Per migl iorare t ransposto urbano e stata creata te lemat ica, la quale e l �unione di : t ransporto, informat ica e te lecomunicazione. Si t rat ta d i un s istema quale usa nuove tecnologie come informat ica e te lecomunicazione per aumentare l ivel lo del la sicureza, del la ef f icenza e del la comodita e anche diminuisce negat ive inf luenze sul ambiente.La causa pr incipale del la int roduzione del la te lemat ica e stata s i tuazione nel t ransporto stradale dove i danni causat i del la intensi t iva di t raf f ico e del le code sono state gia t roppo al te.

4

2.WSTĘP

Pojęc ie te lematyka to po łączenie s łów te lekomunikac ja i in formatyka ( technologie informatyczne), k tóre wskazu je na jednoczesne stosowanie technologi i in formatycznych i te lekomunikacyjnych w okreś lonych dziedzinach życ ia gospodarczego. Te lematyka t ransportu oznacza zatem wykorzystywanie technologi i te le informatycznych w zarządzaniu systemami t ransportowymi. Zastosowanie to obe jmuje :

• korzystan ie z urządzeń , sprzę tu komputerowego i te lekomunikacyjnego (hardware) ,

• korzystan ie z oprogramowania (sof tware) .

Stosowanie rozwiązań te lematycznych w zarządzaniu systemami t ransportowymi miast wynika z pot rzeby efektywnego rozwiązywania tak ich prob lemów jak narasta jąca mobi lność mieszkańców miast i u t rudn iony dostęp do punktów węz łowych s iec i . Problemy te , choć same powsta ją w wyniku rozwoju gospodarczego obszarów mie jsk ich, są jednocześnie powodem zahamowania rozwoju ekonomicznego miast i rea l izac j i ce lów podmiotów gospodarczych. Poc iągają także za sobą n iekorzystne skutk i spo łeczne i eko logiczne w postac i f rust rac j i i poczuc ia dyskomfortu mieszkańców oraz zan ieczyszczenia ś rodowiska natura lnego. Celem stosowania te lematyk i w log is tyce mie jsk ie j jest zatem optymal izacja dostępu do węz łów logis tycznych, in f rast ruktury l in iowej i jednocześnie redukc ja n iekorzystnego wp ływu dzia łalnośc i cz łowieka na ś rodowisko przyrodnicze.

3.ZASTOSOWANIE INTELIGENTNEGO SYSTEMU

TRANSPORTOWEGO

In te l igentne systemy t ransportowe znajdu ją szczególne zastosowanie w sytuac jach, gdy:

! dostęp do danych obszarów miasta jes t u t rudn iony, - prowadzi to do zahamowania inwestyc j i , ak tywnośc i podmiotów gospodarczych, mobi lnośc i mieszkańców, czyl i ogran iczenia rozwoju obszaru,

! konieczna jes t ochrona h istorycznej częśc i miasta lub obszarów mieszkalnych przed zan ieczyszczeniami powiet rza i ha łasem,

! zrównoważony rozwój t ransportu pub l icznego i prywatnego s ta je s ię warunkiem da lszego rozwoju miasta.

5

Cechami charakterystycznymi in te l igentnych systemów t ransportowych są :

! in tegrac ja technologi i , wykorzystywanych narzędzi i oprogramowania zapewnia jąca sprawny przep ływ in formacj i ,

! , , in te l igenc ja � � rozumiana jako zdo lność systemu do podejmowania samodzie lnych decyzj i w zmiennych sytuac jach,

! elastyczność i duża zdo lność do adaptac j i - moż l iwość tworzen ia konf igurac j i w za leżnośc i od pot rzeb,

! efektywność rozumiana jako powszechność korzyśc i .

Technologie te le informatyczne wykorzystywane w logis tyce mie jsk ie j to :

! In ternet , ! s iec i komórkowe (GSM), ! urządzenia do moni torowania ruchu (sensory, detektory,

s terownik i , wideodetektory) , ! urządzenia nadzoru te lewizyjnego (kamery nadzoru jące) , ! urządzenia i sys temy monitorowania i pomiaru pogody, ! zmienne tab l ice świet lne, ! systemy nawigacj i sa te l i ta rne j (GPS), ! systemy łączności rad iowej (DAB, RDS-TMC), ! geograf iczne bazy danych (GIS), ! bazy danych drogowych, ! kar ty e lekt ron iczne.

Technologie te zna jdu ją zastosowanie w tak ich aspektach zarządzania mie jsk imi systemami t ransportowymi jak :

! zarządzanie ruchem mie jsk im, ! zarządzanie t ransportem publ icznym, ! zarządzanie wypadkami, ! udostępnian ie informacj i drogowych podróżnym, ! zarządzanie systemami op łat drogowych i za korzystan ie z

us ług t ransportowych ! automatyczna re jest rac ja wykroczeń d rogowych

Podstawowym zadaniem technologi i te lematycznych jako narzędzi umoż l iwia jących efektywne zarządzanie systemem t ransportowym miasta jes t zarządzanie informacją . Efektami sprawnego zarządzania przep ływami in formacj i jest podnies ien ie jakośc i funkc jonowania systemu t ransportowego poprzez

6

zwiększanie moż l iwośc i kont ro l i , wp ływania na przep ływy w ca łym systemie.

Podstawą in te l igentnych systemów t ransportowych jes t sprawny przep ływ in formacj i wewną t rz systemu, co zna jdu je wyraz w budowie systemu. Poszczególne e lementy systemu komuniku ją s ię ze sobą , wymien ia jąc informacje , przetwarza jąc je a następnie podają je do wiadomośc i pub l icznej .

Zadania wykonywane przez system:

1 .s terowanie ruchem u l icznym

• Koordynac ja i scent ra l izowane s terowanie sygnal izac ją świet lną od k i lku do k i lkunastu skrzyżowań ;

• System hybrydowy pos iadający cechy systemu scent ra l izowanego oraz in te l igenc j i rozproszonej z wykorzystan iem inte l igentnych s terowników;

• Umoż l iwia za ładowanie do s terowników dowolnych programów sterowania sygnal izac ją , które są uaktua ln iane

w t ryb ie on- l ine w za leżnośc i od aktua lne j sytuac j i ruchowej ;

• Systemy s terowania ruchem u l icznym n ie wymagają wymiany is tn ie jące j inf rast ruktury, w tym sterowników sygnal izac j i świet lne j ;

• Real izac ja pr ioryte tów d la komunikacj i zb iorowej

2 .zarządzanie ruchem na t rasach szybk iego ruchu w miastach

• Wykorzystywanie różnych ź róde ł in formacj i np. kamery, pę t le indukcyjne, i tp .

• Wspó łpraca z systemem automatycznego wykrywania wypadków z wykorzystan iem różnych a lgorytmów detekcyjnych;

• Wspó łpraca z miern ikami ruchu ins ta lowanymi na wjazdach w ce lu zwiększenia przepustowośc i t rasy;

• Automatyczne ob l iczan ie przewidywanych czasów podróży na podstawie aktua lne j sytuac j i ruchowej i generowanie odpowiednich komunikatów na znakach zmiennowskazaniowych oraz poprzez Internet .

Zdjęcie1 [1]

7

3.systemy zarządzania zdarzen iami

• System wspó łpracu je z wie loma ś rodkami identyf ikac j i wypadków oraz zap isu je następujące informacje dotyczące każdego wypadku: loka l izac ja wypadku, po jazdy w n im uczestniczące, wp ływ na sytuac ję ruchową , przewidywany czas usunięc ia przeszkód i tp .

• System zapewnia narzędzia , k tóre umoż l iwia ją sporządzenie dokumentów i d iagramów zawiera jących sugerowane p lany akc j i ra tunkowych;

• Plany zawiera ją in formacje o tym kogo na leży powiadomić o raz za lecane ustawienia sygnal izac j i świet lne j , znaków zmiennowskazaniowych, tab l ic o zmiennej t reśc i

• Po wybran iu odpowiedniego p lanu system umoż l iwia automatyczne wdrożenie za lecanych ustawień o raz ś ledzenie dzia łania poszczególnych urządzeń , tak aby w przypadku n iewykonania za lecanych ustawień , wygenerować a larm adresowany d la odpowiednie j s łużby.

4 .nadzór wideo

• Pracuje na s tac jach roboczych systemu i zapewnia dostęp do wie lu typów urządzeń v ideo;

• Wspó łpracu je z kamerami oraz urządzeniami s teru jącymi;

• Prezentac ja obrazów na ekranach wie lkogabarytowych;

• Wspó łpraca z mul t ip lekserami, tunerami, magnetowidami, generatorami tekstu oraz innymi urządzeniami v ideo.

5.p lanowane wydarzen ia i p race drogowe

• System umoż l iwia wprowadzenie odpowiednich ustawień na urządzeniach wykonawczych w przypadku czasowego zamknięc ia ca łych dróg lub pasów ruchu spowodowanego przebudową d rogi , pub l icznymi demonst rac jami lub innymi wydarzen iami.

6.zarządzanie informacją d la podróżnych

• Informacje d la użytkowników systemu mogą być p rzekazywane poprzez tab l ice o zmiennej t reśc i , znak i zmiennowskazaniowe,

Zdjęcie2 KAMERA VIDEO [1]

8

drogowy serwis rad iowy, automatyczn ie generowane strony In ternetowe, a także mogą być p rzekazywane innym s łużbom.

7 .zarządzanie miejscami park ingowymi i kont ro la dostępu

• zapewnien ie moż l iwość automatycznej kont ro l i dostępu do park ingów

• umoż l iwien ie kont ro l i pob ieran ie op łat za korzystan ie . • zapewnien ie pe łnej re jest rac j i wjazdów na park ing oraz wyjazdów

z park ingu przec iwdzia łając wsze lk im nadużyc iom

8 .automatyczna re jest rac ja wykroczeń d rogowych • moż l iwość re jest rac j i wykroczeń we wspó łpracy z po l ic ją • u łatwien ie wykrywalnośc i przestępstw drogowych • wykonywane przy pomocy:

o cyf rowych systemów kamer do re jes t rac j i p rze jazdów na czerwonym świet le

System, który zawiera wysokie j rozdzie lczośc i cyf rowe, ko lorowe kamery jest umieszczony w odporne j na warunk i atmosferyczne obudowie, ins ta lowany jes t na wybranych skrzyżowaniach. Statystyk i dowodzą , iż po za insta lowaniu tego systemu zachowania k ierowców u legają is to tnym zmianom

o cyf rowych aparatów

Cyf rowy ko lorowy aparat przeznaczony do zastosowań w systemach re jest rac j i wykroczeń d rogowych, tak ich jak : przekroczenia prędkośc i , p rze jazdy na czerwonym świet le ( także na prze jazdach ko le jowych). Aparat wykonuje zd jęc ia na jwyższej jakośc i , k tóre mogą s tanowić dowód w sądzie .

Punktem cent ra lnym in te l igentnego systemu t ransportowego jest cent ra la systemu � komputer , który in tegru je dzia łania podsystemów i zapewnia przep ływ in formacj i między n imi . W sk ład systemu wchodzi również ca ły szereg urządzeń , tak ich jak: ! stac je robocze, ! moni tory, ! ekrany wie lkogabarytowe,

Zdjęcie3 KAMERA CYFROWA [1]

Zdjęcie4 APARAT CYFROWY [1]

9

! te lefony, ! faksy, ! ś rodk i łącznośc i bezprzewodowej .

W ramach pro jektu , we wspó łpracy z k l ientem oraz odpowiednimi

s łużbami, można opracować także nowe procedury organizacyjno-prawne, a także modyf ikowane s tare, tak aby w optymalny sposób wykorzystać nowe ś rodk i techniczne.

Sposób dzia łania in te l igentnych systemów t ransportowych opar ty jes t na procesach zb ieran ia, ana l izowania i p rzetwarzania informacj i w ce lu z in terpretowania sytuac j i na badanym odc inku drogi i pod jęc ia decyzj i co do zastosowania okreś lonych ś rodków kont ro l i te j sytuacj i . In te l igentny system t ranspor towy opiera s ię na wie lu ź ród łach informacj i . Dane o natężeniu i charakterze ruchu drogowego na danym odc inku mogą być p rzekazywane do cent ra l i sys temu za pomocą wyposażonych w modem detektorów, wideodetektorów, czy kamer. Detektory i wideodetektory pozwala ją na okreś len ie tak ich parametrów jak:

! l iczba po jazdów prze jeżdżających przez dany odc inek w okreś lonym czas ie,

! prędkość po jazdów, ! dok ładny czas przebywania każdego po jazdu na danym

odc inku, ! k ierunek poruszania s ię po jazdu, ! typ po jazdu ( na podstawie d ługośc i po jazdu, często t l iwośc i

drgań , nac isku na powierzchnię ) .

Informacje te przekazywane są w czas ie rzeczywis tym do cent ra l i systemu za poś rednictwem s iec i In ternet lub systemu GSM (poprzez SMS). Powyższe urządzenia zdo lne są ponadto do identyf ikac j i od leg łośc i między po jazdami oraz rozpoznawania zdarzeń i wypadków drogowych. Informacje zb ierane i przetwarzane w cent ra l i są p rzekazywane f ina lnym odbiorcom. Odbiorcami tymi są użytkownicy in f rast ruktury, w ładze loka lne, s łużby kont ro l i ruchu drogowego, po l ic ja . Informacje przesy łane są f ina lnym odbiorcom za pomocą tak ich ś rodków jak In ternet , te lefon komórkowy, zmienne tab l ice świet lne (VMS), systemy łącznośc i rad iowej (np. RDS), sygnal izac ja świet lna.

Należy podkreślić, że system ,,sam�� dokonuje analizy i interpretacji otrzymanych informacji. Oznacza to, że na przykład informacja o długotrwałym zmniejszeniu prędkości przez wszystkie pojazdy przejeżdżające przez dany odcinek, zostanie zinterpretowana jako "korek". Zostaną o tym poinformowani użytkownicy zbliżający się do zatłoczonego odcinka. Mogą oni zostać również powiadomieni o sugerowanej zmianie trasy przejazdu do punktu docelowego lub o konieczności ograniczenia prędkości na odcinkach poprzedzających zatłoczone miejsca,

10

ARCHITEKTURA TYPOWEGO SYSTEMU

Rys.1 ARCHITEKTURA TYPOWEGO SYSTEMU [1]

11

4.MAPKA MYŚLOWA

ZASTOSOWANIE INTELIGENTNEGO

SYSTEMU TRANSPORTU

NADZÓR WIDEO ZARZĄDZANIE

RUCHEM NA TRASACH SZYBKIEGO RUCHU W

MIASTACH

STEROWANIE RUCHEM ULICZNYM

SYSTEMY ZARZĄDZANIA ZDARZENIAMI

ZARZĄDZANIE INFORMACJĄ DLA

PODRÓŻNYCH

PLANOWANE WYDARZENIA I

PRACE DROGOWE

ZARZĄDZANIE MIEJSCAMI

PARKINGOWYMI

AUTOMATYCZNA REJESTRACJA WYKROCZEŃ DROGOWYCH

POLICJA

KOORDYNACJA

PŁYNNOŚĆ JAZDYWYPADKI

KRADZIEŻE

POLICJA

KAMERA

ZAMYKANIE DROGI

RADIO

REMONTY

RUCHOME TABLICE

WOLNE MIEJSCAKAMERY

OPŁATY

CZERWONE ŚWIATŁAPRĘDKOŚĆ

MIERNIKI RUCHU

ALARMOWANIE SŁUŻB

SYGNALIZACJA ŚWIETLNA

RDSGPS

Rys.2 MAPKA MYŚLI

12

5.PODSUMOWANIE

Efektywność inteligentnych systemów transportowych sprowadza się do powszechności i kompleksowości korzyści z ich stosowania. Do korzyści tych należą :[6]

! maksymalne wykorzystanie przepustowości dróg, dostęp do węz łów sieci uzyskany poprzez monitorowanie i prognozowanie ruchu, zastosowanie intel igentnej sygnalizacji świetlnej,

! u łatwienie dostępu do informacji o transporcie w mieście: o informacje o us ługach transportowych, rozk ładach jazdy i

cenach (przez Internet lub telefon komórkowy), o informacje o wolnych miejscach parkingowych (inteligentne

systemy zarządzania parkingami, zmienne tablice świetlne), o informacje o stopniu zat łoczenia okreś lonych odcinków sieci

i alternatywnych objazdach, o informacje przed i po rozpoczęciu podróży, o wzrost bezpieczeństwa ruchu drogowego, o efekt synergi i w dziedzinie wykorzystania infrastruktury

transportowej oraz informacji, o obniżenie kosztów operacyjnych i użytkowania

infrastruktury.

Proces tworzenia i wdrażania intel igentnych systemów transportowych wiąże się z wieloma trudnościami i barierami, które można podzielić na bariery f inansowe, edukacyjne i technologiczne. Bariery technologiczne przejawiają się w konieczności zgodności i integracji oprogramowania. Ograniczenia f inansowe dotyczą sfery pozyskiwania środków f inansowych ze źróde ł prywatnych i publicznych. Znacznym problemem są także ograniczenia edukacyjne - mentalnościowe, związane z brakiem świadomości wagi problemu zarządzania miastami. Bariery te można pokonywać poprzez budowanie poparcia dla projektów inteligentnych systemów wśród spo łeczności i w ładz lokalnych, podnoszenie poziomu wiedzy o systemach oraz w łaściwą ocenę kosztów wdrożenia i prognozowanych korzyści.

6.BIBLIOGRAFIA 1 .http://www.tens.com.pl 2.http://www.tr icykl2.triger.com.pl/tr icykl.php?numer=4&artykul=2 3.http://www.agh.edu.pl/agh/dep/WNSS/konferencja/doc/Wydro.doc 4.http://www-med.eti.pg.gda.pl/~antowak/eseje.html 5.http://www.kpk-ottawa.org/sip/biuletyn/0109.html 6.�Telematyka w logistyce miejskiej� Eurologist ics nr2 2002