Predavanje - 8 ITS

8/18/2019 Predavanje - 8 ITS

1/31

195

8. LOKACIJSKE I NAVIGACIJSKE ITS USLUGE

8.1. Pojam i uloga sustava rutnog vodiča i navigacije RNG

8.2. Zahtjevi korisnika i funkcijska specifikacija uslugarutnog vodiča i navigacije RNG8.3. Sustav za automatsko lociranje vozila AVL8.4. Geoinformacijski sustav GIS u funkciji ITS-a8.5. Funkcionalnosti sustava za lokaciju i navigaciju vozila8.6. Tehnologije za realizaciju sustava RGN

9. INTELIGENTNO UPRAVLJANJE PROMETOM I TRANSPORTOM

9.1. Pojam i opće značajke upravljanja prometom i transportom

9.2. Upravljanje prometom u ITS okruženju9.2.1. Poboljšanja funkcija upravljanja prometom9.2.2. Zadaća inteligentnog upravljanja prometom9.2.3. Vođenje prometnog toka u ITS okruženju9.2.4. Tipovi i posljedice zagušenja na prometnoj mreži9.2.5. Upravljanje prometnim incidentima u ITS okruženju


2/31

196

8. LOKACIJSKE I NAVIGACIJSKE ITS USLUGE

8.1. Pojam i uloga sustava rutnog vodiča i navigacije RNG

ITS usluga rutni vodič i navigacija (Route Guidance and Navigation –RGN)

prema ISO normizaciji ITS usluga, pripada funkcionalnom području informiranje putnika TI ITS (Traveler Information). Usluge RNG može se realizirati putemrelativno samostalnog sustava kao dijela integriranog sustava putnih informacija ITI

ITS (integrirani nadsustav koji povezuje postojeći sustav informiranja putnika IP ITS s drugim granama i modovima prijevoza) ili u okviru sustava lokacije inavigacije.

Navigacijski sustavi vozila mogu se temeljiti na :- zemaljskim sustavima korištenjem GSM ( Global System of Mobile- globalni

sustav mobilnih komunikacija)

- satelitskim navigacijskim sustavima (GPS, GLONASS, Gallileo idr.) kojiomogućuju pokrivenost na onim područjima koja zemaljski sustavi ne pokrivaju

Praćenje i usmjeravanje (rutiranje) vozila i putnika preko mobilnih ćelijskihtelekomunikacijskih sustava postaje sve aktualnije zbog dinamičkog razvoja idostupnosti tih sustava.

U zatvorenim prostorima (podzemne garaže isl.) odnosno gradskim ulicama gdje je otežan prijam elektromagnetskog signala koriste se dodatna tehnička rješenja:

- žiroskop ili inercijalni sustavi itd.- preslikavanje i izračuni iz digitalnih karata- terminali mobilne ćelijske mreže

Za razliku od klasičnog putnog usmjeravanja pomoću autokarte na papiru, sustavRGN izračunava optimalnu rutu i daje upute vozaču (vizualnim dijagramima isintetiziranim glasom) kako doći do specificiranog odredišta. Uz korištenje statičkihinformacija s CD-ROM digitalne mape moguće je kombiniranje stvarnovremenskihinformacija kako bi se izbjegle rute na kojima postoji zagušenje prometa.

Sustav rutnog vodiča i navigacije može bizi izveden kao :- autonomni rutni vodič (Autonomous Route Guidance)- centralizirani dinamički rutni vodič (Centralised Dynamic Route Guidance)- dualni mod rutnog vodiča (Dual Mode Route Guidance)

Centralizirani i dualni način rada rutnog vodiča omogućuje obradustvarnovremenskih podataka o prometu, dok autonomni rutni sustavi to neomogućuju.


3/31

197

8.2. Zahtjevi korisnika i funkcijska specifikacija uslugarutnog vodiča i navigacije RNG

Slično drugim ITS uslugama, zahtjeve korisnika RNG usluga neophodno jeistražiti i specificirati tako da se mogu izvesti odgovarajuće funkcijske specifikacije

sustava RGN kao samostalnog sustava ili dijela šireg integriranog sustava. Ključnekoristi od sustava RNG imat će individualni korisnici i davatelji usluga, dok ćeneposredni dobici za druge stakeholdere biti znatno manji.

Posebni zahtjevi korisnika i interes davatelja usluga vezani su uz :- pozicijsku preciznost, npr. pri identifikaciji korektne linije – 1 metar- vrijeme odziva sustava (od nekoliko sekundi do nekoliko minuta) tako da se

ostvari „real-time“ prezentacija“- korištenje mobilnog ćelijskog sustava (GSM-GPRS) za dvosmjernu

komunikaciju sa središnjim računalom- zaštititi privatnosti korisnika- integracija s drugim lokacijskim sustavima- zajedničko financiranje razvoja sustava RGN

Ako vozač zahtijeva dinamičko rutiranje, tada je potrebno ostvariti komunikaciju sasredišnjim centrom koji prikuplja stvarnovremenske podatke i temeljem togakalkulira najbolju rutu do željenog odredišta. Ako se ne može realizirati dinamičkorutiranje tada se realizira autonomno navođenje vozila.

Korisnički zahtjevi za ITS uslugama RNG:1. sustav će vozačima preporučiti rute do specificiranog odredišta2. sustav može identificirati lokaciju vozila u cestovnoj mreži3. sustav može imati mogućnost modifikacije navigacijskih instrukcija u slučaju

pogrešnog skretanja4. sustav može pružiti rutnu informaciju o dolasku do P&R lokacije sa slobodnim

mjestima za parkiranje5. sustav može imati mogućnost uključivanja stvarnovremenskih informacija u

proračunu preporučene rute6. sustav može izračunati očekivano ukupno vrijeme putovanja određenom rutom7. sustav može imati mogućnost pružanja navigacijske informacije prema više

kriterija i posebnim „odredištima od interesa“8. sustav može pružiti rutne informacije vizualnim i govornim instrukcijama9. sustav može biti logički strukturiran tako da je olakšan pristup do najčešće

korištenih funkcija10. sustav može podržavati dvosmjernu podatkovnu i govornu komunikaciju sa

vozilom


4/31

198

Istraživanja pokazuju da je aktivnost RGN sustava u prvom redu vezana za gradskookruženje. Korisnici očekuju prilagođeno sučelje čovjek-stroj (Human MachineInterfaces) tako da unos željene destinacije bude jednostavno izveden selekcijom izintegriranog indeksa naziva ulica ili lokacija.Marketinško-tehnološki usuglašeni zahtjevi korisnika za uslugama RGN

preslikavaju se u podržavajuće funkcijske procese tako da vrijedi

P UR RNG RNG

gdje je "" simbol za meko neizrazito preslikavanje. Korisnik ne može potpuno precizno iskazati zahtjeve niti poznavati sve mogućnosti novih tehničkih rješenjatako da je važno omogućiti asocijaciju i obogaćivanje rješenja u iterativnim „što?kako ?“ ciklusima.

Funkcijskom specifikacijom sustava RGN na razini logičkog modela definiraju se:- funkcijski procesi sustava RGN koji će biti fizički rezidentni u različitim podsustavima i modulima

- tokovi podataka (informacija) za usluge RGN- rješenja korisničkog sučelja- performance odnosno „dobrota“ sustava RGN- tehnološka ograničenja- netehnološka ograničenja (organizacijska, pravna, ekonomska )

8.3. Sustav za automatsko lociranje vozila AVL

Sustav za automatsko lociranje vozila AVL (Automated Vehicle Location) osiguravainformacije o trenutnoj poziciji vozila koja se može koristiti za nadziranje iupravljanje kretanjem vozila i učinkovitijim upravljanjem voznim parkom. SustavAVL koristi komunikacijske tehnologije kao što su GPS, GIS (GeographicalInformation System , GPRS (General Packet Radio Service) i SMS (ShortMessaging Service).Sustav AVL koji je baziran na SMS tehnologiji koristi komunikacijski kanal izmeđuvozila i centra za upravljanje. Tekstualne poruke su limitirane (do 140 bita) ineizvjesnim kašnjenjima poruka. Kako bi se eliminirali ovi nedostaci sustav SMSsve više zamjenjuje sustav GPRS koji je znatno brži jeftiniji i pouzdaniji.Korištenjem IP protokola korisnici mogu ostvariti fleksibilnu multimedijskukomunikaciju.Kao što se može vidjeti sa slike AVL sustav se zasniva na modelu CS (client/server)sa TCT/IP mrežom koja podržava stvarnovremensku razmjenu podataka glavnogterminala za nadzor vozila i terminala na različitim lokacijama nižih organizacijskih jedinica. GPS prijemnici koji su instalirani u svakom vozilu koriste bežičnu GSM ili


5/31

199

GPRS mrežu za komunikaciju sa glavnim terminalom u upravljačkom centru ukojem se nalazi glavni server baze podataka i GIS sustav.Baza podataka na glavnom serveru je prilagođena povezivanju GPS sustava, vozila ivozača tako da se može osigurati efikasan pristup tim informacijama. Administratorsustava daje ovlasti za pristup informacijama.

Slika 8.1. Sustav automatske lokacije vozila AVL sustav

Upravljanje i manipulacija položajem vozila na digitaliziranim mapama će bitiosigurana putem GIS servera. Svi GPD podaci kao što su zemljopisna širina, dužina,visina i brzina vozila će biti preneseni do središnje baze podataka korištenjem protokola UPD (User Datagram Protocol) koji osigurava smanjenje kašnjenja paketa podataka pri većem opterećenju komunikacijske mreže korištenjem GPRSsustava. U cilju povećanja pouzdanosti povezivanja lokalne mreže u centralnomuredu sa prostorno dislociranim uredima koristi se TCP protokol.


6/31

200

8.4. Geoinformacijski sustav GIS u funkciji ITS-a

Geogragski informacijski sustav GIS osigurava zemljopisne podatke kojiomogućavaju podršku odlučivanju, planiranju i upravljanju u prometnom sustavu.On omogućava, pohranjivanje, obradu i analizu zemljopisnih informacija. Iako

mnoga područja koriste zemljopisne podatke za potrebe prometnih sustavastandardizirane su određene aplikacije sustava GIS. U Europi je standard GDF(Geographic dana files) definirao podatke o prometnoj mreži, standard EDRM(European Digital Road Map) standardizirao podatke digitaliziranih mapa.Funkcionalnosti ITS-a zahtijevaju razvoj novih modela i koncepata podataka sustavaGIS.Baza zemljopisnih podataka treba biti tako uređena da omogućava pristup, analizu i

prezentaciju velikog broja informacija u realnom vremenu. Kreiranje zemljopisne baze podataka u formi koja će zadovoljavati zahtjeve ITS-a zahtijeva značajna

financijska ulaganja u njen razvoj. Potrebno je urediti topografiju prometneinfrastrukture koju potom treba dopuniti parametrima koji će opisivati stanje prometne infrastrukture i stanje prometnog toka, prateći kontinuirano njihovu promjenu u vremenu i prostoru.Korištenjem informatičkih tehnologija za simultanu obradu zemljopisnihinformacija osiguravaju tri bitne komponente informacija i to:- lokacijska komponenta informacije određuje njen zemljopisni položaj- tematska komponenta informacije određuje zemljopisne parametre koji opisujudanu lokaciju

- vremenska komponenta informacija opisuje tematski aspekt informacije u datomtrenutku

Sustavi GIS se koriste u područjima prometnog planiranja, upravljanje prometnimsustavima te upravljanja voznim parkom i logistikom. U području prometnog planiranja sustav GIS se koristi za planiranje multimodalnog transporta, određivanjeutjecaja prometne infrastrukture na okoliš, pri konstruiranju novih prometnica te procesu upravljanja rizicima u transportu (prijevoz opasnih tvari).U području upravljanja prometnom infrastrukturom sustav GIS se koristi zaupravljanje prometnim tokovima, upravljanje vlakovima na željezničkim mrežama,upravljanje zračnim lukama. U području upravljanja voznim parkom i logistikom uITS okruženju sustav GIS se koristi za planiranje ruta, navigaciju vozila, nadzorvremenskih uvjeta, upravljanje prometom, pružanje podrške pješacima, upravljanjevoznim parkom, upravljanje žurnim službama.


7/31

201

8.5. Funkcionalnosti sustava za lokaciju i navigaciju vozila

Moderni lokacijski i navigacijski sustav sačinjavaju moduli koji su prikazani na slici8.2.

Slika 8.2. Osnovni model sustava za lociranje i navođenje vozila

Model koji je prikazan na slici može imati različite oblike a moduli mogu bitiimplementirani sa različitim hardverom i softverom.

8.5.1. Modul za planiranje rute

Modul za planiranje rute omogućava proces planiranja rute prije početka putovanja i tijekom putovanja. Planiranje rute obuhvata široko područje korisničkihzahtijeva i jedno je od temeljnih izlaznih rješenja područja navigacije vozila.Planiranje ruta se može dalje klasificirati u dvije grupe i to:- skupno planiranje rute za više vozila gdje se planira ruta između više destinacijaza sva vozila na promatranom segmentu mreže

- pojedinačno određivanje ruta za svako vozilo posebno, gdje je plan za pojedinačnurutu preciziran za pojedinačno vozilo na promatranoj lokaciji

Cilj je pronaći najkraći puta od polazišta A do odredišta B za postojeće prometneuvjete na mreži. Za rješavanje ovog problema je razvijen veći broj algoritama i postupaka. Planiranje putovanja je proces koji pomaže vozačima pri planiranju rutetokom putovanja, koji se temelji na bazi digitaliziranih mapa koje su dostupne iomogućavaju integraciju sa stvarnovremenskim informacijama o prometu preko

PLANIRANJERUTE

UPRAVLJANJERUTOM

SUČELJEČOVJEK-STROJHMI

BAZADIGITALIZIRANIHMAPA

BEŽIČNEKOMUNIKACIJE

POZICIONIRANJEVOZILA

USKLAĐIVANJEMAPA


8/31

202

bežične komunikacijske mreže. Promjenljive koje služe kao kriteriji za optimiranje procesa pri planiranju ruta koji utječu na kvalitet usluge su: rastojanje, vrijeme putovanja, brzina, broj skretanja , prometna svjetla i promjenljive prometneinformacije.

8.5.2. Modul pozicioniranja Modul pozicioniranja objedinjuje različite podatke dobivene putem senzora i radiosignala za automatsko određivanje pozicije vozila, koji putem mobilnog uređaja vršiidentifikaciju puta kojim se kreće vozilo osiguravajući pristup svakoj dionici puta.Modul za pozicioniranje je ključna komponenta svakog sustava za lokaciju inavigaciju vozila. Određivanje lokacije vozila kao i radnje pri manevriranju vozilommoraju biti izvedeno veoma precizno. Precizno i pouzdano pozicioniranje vozila je preduvjet za bilo koji dobar sustava lokacije i navigacije vozila što uključuje

određivanje koordinata vozila na površini zemlje. Ne može se samo jednim senzorom odrediti pozicija vozila i dobiti informacija olokaciji vozila sa potrebnom preciznošću koju zahtijeva sustav lokacije i navigacijevozila pa rješenje treba tražiti u objedinjavanju informacija od većeg broja senzora.Modul za pozicioniranje integrira različite senzore, čije komponente međusobnodjeluju radi zadovoljavanja zahtjeva sustava za utvrđivanjem pozicije vozila.Opći senzor pozicije i pravca je veoma važan za rješavanje problema lokacije inavigacije. Opći senzor može osigurati informaciju o poziciji vozila uzimajući uobzir površinu Zemlje. Najviše korištena tehnologija za određivanje opće pozicijevozila je magnetni kompas i GPS (Global Positioning System ). Relativni senzormože odrediti opći smjer ili poziciju respektirajući referentni koordinatni sustav koji je određen općim senzorom.

Globalni pozicijski sustav GPS (Global Positioning System ) je satelitski baziraniradio navigacijski sustav koji se sastoji od tri dijela:- sateliti (prostorni modul)- korisnički modul (prijemnik)- kontrolni modul ( regulacija i upravljanje).

Tehnologija određivanja lokacije odnosno pozicije cestovnog vozila preko satelita uosnovi je ista kao pri određivanju pozicije broda ili zrakoplova. Satelitski prijamniku vozilu treba imati optičku vidljivost s barem četiri satelita tako da se može izvremena proleta signala izračunati pozicija vozila.Osim američkog globalnog pozicijskog sustava GPS, koristi se i ruski sustav

GLONASS, a u pripremi je i europski satelitski sustav Galileo. Naziv globalninavigacijski satelitski sustavGNSS (Global Navigation Satellite System) pokriva tatri sustava te nove slične sustave koji će biti lansirani. Ako je vozilo u podzemnojgaraži, tunelu ili zaklonjeno zgradama, tada se koriste drugi komplementarni načini :- žiroskop ili inercijalni sustavi

- preslikavanje i izračuni iz digitalnih mapa- pomoću terminala mobilne ćelijske mreže


9/31

203

Globalni pozicijski sustav GPS (Global Positioning System) satelitski jeradionavigacijski sustav koji se koristi u različitim ITS aplikacijama vezano zaodređivanje položaja na površini zemlje i u prostoru oko njene površine. Touključuje: određivanje pozicije i najbliže točke ili vozila (taksi, interventna vozila,

dostavna vozila), povezivanje GPS antene s navigacijskim sustavom i vođenjem doodredišta , sigurnosne aplikacije i zaštitu vozila i vozača, itd.GPS ima ukupno 24 satelita s visinom putanje od 20.183 km uz vrijeme obilaskaZemlje od 11 sati i 58 minuta. U svakom trenutku korisniku je na raspolaganju 6 do11 satelita tako da prijamnik za pozicioniranje odabere četiri najpovoljnija satelita.U ITS aplikacijama mogu se koristiti jednostavne izvedbe GPS prijemnika

pristupačne cijene a njegova funkcija je da prepozna, prati i mjeri satelitske signalete da na osnovu mjerenja izračuna poziciju.

U ITS aplikacijama također se mogu se koristiti precizniji diferencijski GPS sustav

(DGPS-Differential Global Posititioning System). DGPS je vrsta relativnog pozicioniranja gdje monitorska stanica (poznatog položaja) prima satelitske signale iizračunava pogreške. Taj podatak priopćava se korisnicima u određenom području polumjera od stotinjak kilometara. Da bi točnije izračunao svoju poziciju, korisniktreba posjedovati prijamnik za DGPS poruke uz odgovarajuće programe za njihovuobradu i prezentaciju. Preciznost određivanja pozicije kod diferencijalnih sustava jeu okviru 1,5 metara.

Slika 8.4. Diferencijski globalni pozicijski sustav DGPS


10/31

204

Određivanje položaja korisnika GPS sustava temelji se na mjerenju vremena prijenosa signala od satelita iz čega se izračunava udaljenost prema izrazu:

pr t c=l

gdje je: l − udaljenost od satelita do korisnikac − brzina svjetlosti u vakumu

t r − vrijeme prijenosa signala

GPS postaje normalna dopunska oprema vozila poput „air-condition“ ili CD-Ropreme.U pravokutnom koordinatnom sustavu razmak (l) između pozicije GPS korisnika isatelita iznosi:

sk l

gdje su k P koordinate korisnika a s P koordinate satelita

Ako su poznate pozicije triju satelita i točno vrijeme odašiljanja signala sa satelitamože se iz sustava jednadžbi odrediti korisnikova pozicija. Vrlo je značajnavremenska preciznost i kontrola frekvencija jer vremenska pogreška od 1 ns stvara pogrešku udaljenosti od 30 cm. Signal GPS-a primjer je signala proširenog spektra(Spread Spectrum Signal) koji ima znatnu neosjetljivost na smetnje i interferenciju.Sateliti rade na istoj frekvenciji uz dva nositelja

MHz =l 42,15751 MHz l 60,12272

Za modulaciju se koriste dva koda:- P-kod (precision)- C/A kod (Coarse Acquisition)Brzina protoka C/A koda iznosi 1,023 Mb/s i namjera mu je da posluži širokom

krugu korisnika (uz manju preciznost). P-kod ima brzinu protoka od 10,23 Mb/s iveliku preciznost, namijenjen je ponajprije za specijalne korisnike. Kodovima semogu koristiti oni korisnici koji raspolažu generatorom istoga koda kao i satelitskiodašiljač, pri čemu je neophodna sinkronizacija generatora. Iz podataka o putanjama satelita GPS prijamnik odabire četiri najpovoljnija satelita i generiranjihove kodove .


11/31

205

8.5.3. Modul baza podataka digitaliziranih mapa

Modul baza podataka digitaliziranih mapa omogućava realiziranje više funkcijasustava za lociranje i navođenje vozila. Da bi to mogao ostvariti sustav trebaosigurati:

1. prikaz mape u čitljivom i razumljivom obliku2. lokaciju ( adresu) odredišta koristeći adresu ulice ili blisku dionicu3. izračunavanje rute putovanja4. vođenje vozača duž izračunate rute5. usklađivanje putanje vozila utvrđenu na temelju senzora na vozilu sa poznatom

mrežom prometnica, određujući točniju poziciju vozila od postojeće, te vršećistalno usklađivanje iste

6. putne informacije vezane za putovanje, informacije o stanju u prometu,hotelima, restoranima i drugim sadržajima pored prometnice

Baza podataka digitaliziranih mapa sadrži informacije koje su date u određenomformatu tako da se informacije mogu obrađivati sa mapama koje su povezanefunkcijama koje osiguravaju identificiranje i određivanje lokacija, razvrstavanje prometnica, prometnu regulaciju i putne informacije. Stoga mapa predstavljageometriju površine Zemlje, te je neophodno poznavati relevantne koordinatnesustave koji se koriste u različitim bazama mapa radi pravilnog korištenjafunkcionalnih veza između različitih mapa.Uspješno rješavanje kompleksnog problema lokacije i navigacije vozila traži odsustava da prvo ignorira nisku razinu detalja i da se koncentrira na glavninu problema a nakon toga da se analiziraju detalji. Postupak rješavanja problema od jednostavnijeg koraka do generaliziranja problema je višerazinski zahtjev koji jefokusiran na različite razine detalja.Ova tehnika je veoma uspješna u smanjenju kompleksnosti problema što zahtijevaosiguravanje hijerarhijski organiziranih baza mapa koje imaju četiri organizacijskerazine od razine 0 do razine 3.- razina 0 uključuje sve putove na mreži i povezane informacije neophodne za

navigaciju.- razina 1 uključuje sabirne prometnice, arterije i autoceste- razina 2 uključuje arterije i autoceste- razina 3 uključuje samo autoceste.

8.5.4. Modul za usklađivanje mapa

Modul za usklađivanje mapa ima veoma važnu ulogu u sustavu lokacije inavigacije vozila. Korištenje digitalnih mapa za sustav pozicioniranja zahtijeva pouzdanost i preciznost. Osiguranje podrške vozaču pri manevriranju ili korigiranju

pozicije vozila na mapi radi korigiranja grešaka u sustavu lokacije i navigacije vozilazahtijeva precizno poznavanje pozicije vozila.


12/31

206

Usklađivanje mapa je postupak usklađivanja pozicije ili putanje izmjerene ilidobivene od modula za pozicioniranje te povezivanje pozicije sa lokacijom na mapikoja se nalazi u bazi digitaliziranih mapa.

Ova tehnika može povećati točnost za modul pozicioniranja pod uvjetom da je baza digitaliziranih mapa razumljivo precizna. Tipičan zahtjev za preciznošću na

ulicama u urbanim područjima je 15 metara.Veće nesuglasnosti u sustavu usklađivanja mapa mogu se odraziti na nemogućnostizračuna pozicije (ili putanje) i njeno usklađivanje sa pozicijom koja je očitana namapi. Kada se ne može odrediti sigurna pozicija vozila na mapi (zaseban segment puta) može se odrediti opća pozicija te se ponovno izvršiti usuglašavanje sa pozicijom na karti. Ovo će eliminirati kumulirane greške do sljedećeg korakausuglašavanja mape. Ovakvo provođenje procesa za svaki uzastopni krug osiguravaveću preciznost određivanja pozicije za vozila.

8.5.5. Modul za upravljanje rutomModul za upravljanje rutom koristi izlaze od modula za planiranje ruta i sustavaza pozicioniranje kojeg koriste vozila na ruti. Sustav za upravljanje vozilom na ruti putem baze digitaliziranih mapa povezuje se sa modulom za pozicioniranje imodulom za usuglašavanje mapa. Upravljanje rutom je proces koji omogućava vozaču upravljanje vozilom duž rutekoju generira modul planiranja putovanja. On zahtijeva pomoć od preciznog pozicioniranja i baze digitaliziranih mapa koja može prepoznati trenutnu pozicijuvozila te generirati upravljačke upute u realnom vremenu koje se veoma čestomijenjaju.

Slika 8.5. Veze sustava za upravljanje rutom i ostalih modulastava za pozicioniranje i navigaciju vozila

PLANIRANJERUTE

MANEVRIRANJEVOZILA

UPRAVLJANJERUTOM

PRAĆENJE RUTE

SUČELJEČOVJEK-STROJHMI

BAZADIGITALIZIRANIHMAPA

BEŽIČNEKOMUNIKACIJE

POZICIONIRANJEVOZILA

USKLAĐIVANJEMAPA


13/31

207

Upravljanje rutom je proces vođenja vozača duž rute generiran od strane modulaza planiranje ruta. Vođenje može biti realizirano prije početka putovanja ili urealnom vremenu tijekom putovanja. Predputno vođenje može biti vozaču prezentirano u obliku pisanog izvještaja koje sadrži podatke o ruti, promjenu

smjera, nazive ulica, dionice putovanja. Korištenje baze digitaliziranih mapa, preciznog modula za pozicioniranje, izračunavanja rute u realnom vremenuosiguravaju tražene koristi za korisnike.

8.5.6. Modul sučelje čovjek-stroj HMI

Modul sučelje čovjek-stroj osigurava korištenje lokacijskog i navigacijskogračunala ili uređaja i njihovog povezivanja sa čovjekom.Dizajn ovog sučelja treba osiguravati sljedeće principe:

1. sučelje mora biti dizajnirano tako da je jednostavna za korištenje2. kontrola i displeji moraju funkcionirati na način kako to očekuju korisnici

3. kontrola i prikaz poruke u obliku teksta mora biti od lijeve ka desnoj strani iod vrha prema dnu

4. sučelje može minimizirati potrebe korisnika za pamćenjem5. operacije koje se najčešće koriste i imaju veliki utjecaj na sigurnost moraju biti

jednostavne za korištenje6. informacije koji se zajedno koriste pri upravljanju rutom moraju biti prikazani

redom jedna za drugom.

8.5.7. Modul bežičnih komunikacija

Modul bežičnih komunikacija je vitalna komponenta za poboljšanje performansi ifunkcioniranja sustava za lokaciju i navigaciju vozila. On osigurava mogućnost prijenosa potrebnih informacija za vozila, uzimajući u obzir podatke neophodne zaupravljanje prometom. Više kvalitetnih servisa omogućava vozačima korištenjekomunikacijskih tehnologija.

Vozač i putem sustava za navigacije u vozilu mogu primati ažurirane informacije o prometu na temelju kojih optimiziraju kretanje na odabranoj ruti. Prometnikontrolni centri stvaraju naredbe i obavijesti za vozila koje se mogu koristiti zastvarnovremensko upravljanje i navigaciju vozila na mreži.

8.6. Tehnologije za realizaciju sustava RGN

Ovisno osnovnoj inačici usluge RGN (autonomni, centralno-dinamički ili dualninačin rada) primjenjuju se različite tehnologije rada odnosno tehnička rješenja

prilagođena čovjeku. Neka od tehničkih rješenja dostupna su kao gotovi proizvodina tržištu, odnosno ugrađuju se kao dodatna oprema u vozila. Sučelje čovjek-stroj


14/31

208

HMI (Human Machine Interface) vrlo su značajna za učinkovitost i sigurnost uslugerutiranja i navigacije.

Autonomni rutni vodič (Autonomous Route Guidance) izračunava optimalne rutena „on-board“ računalnoj opremi u vozilu uz korištenje „on-board“ digitaliziranemape. Vozač upisuje cilj putovanja, a navigacijsko računalo određuje najbolji put na

temelju postojeće lokacije vozila (koju daje GPS ili DGPS prijamnik) i digitalnemape. Ako na raskrižju vozač pogrešno skrene, navigacijska oprema to prepoznaje idaje novi plan puta.

Autonomni navigacijski sustav ugrađen u vozilo čine :- navigacijsko (on-board) računalo- GPS (DGPS ili drugi) prijamnik- senzori na kotačima vozila- magnetski kompas- CD ili DVD player

-

cestovna digitalna mapa (pohranjena na CD-ROM ili DVD-u) Navigacijsko računalo spojeno sa GPS prijamnikom omogućuje vrlo grubo

prostorno pozicioniranje (+/- 100 m). Za preciznije pozicioniranje i lociranje vozilana digitalnoj mapi (uključivo s prikazom ulica) potrebna je dodatna oprema.Tehnikom pozicioniranja određuju se koordinate vozila u odnosu na neku referentnutočku. Ako je poznata početna lokacija i sva premještanja vozila u 2D prostoru,moguće je integrirati prijeđenu udaljenost i smjer putovanja u odnosu na poznatulokaciju. Radi postizanja veće točnosti primjenjuju se višesenzorski sustavi srelativnim senzorima (senzori na kotačima, žiroskopi idr.)

Modul digitalne mape podržava funkcije prikaza vektorski kodirane cestovnemreže, lociranje odredišta, prijeđene kilometre, vođenje određenom rutom i davanje putnih informacija. Određivanje optimalne rute do željenog odredišta (premakriterijima nakraće udaljenosti, najkraćeg vremena itd.) obavlja se na on-boardračunalu temeljem podataka iz digitalne mape.

Visoka razina funkcionalnih zahtjeva koju mora ispuniti sustav autonomnelokacije i navigacije su :1. Sustav treba imati sposobnost prepoznavanja trenutne pozicije 20 m od stvarne

lokacije za 90 % vremena putovanja.2. Sustav treba imati sposobnost da prevede trenutnu lokaciju u koordinate na karti

kao i na početku nadolazeće dionice puta.3. Sustav mora biti sposoban predstaviti poziciju vozila na karti, te osigurati

vidljivost od operatera vozila.4. Sustav mora osigurati primanje odredišta putovanja od operatera i osigurati plan

za najbolju rutu do odredišta.5. Sustav mora osigurati slanje audio i vizualnih uputa za direktno manevriranje

koje zahtijeva planirana ruta.

6. Sustav mora osigurati prepoznavanje kada se vozilo nalazi van rute ili van planirane dionice puta.


15/31

209

7. Sustav mora osigurati ispravno funkcioniranje i kada se vozilo nalazi van planirane rute, te osigurati generiranje nove rute.

U centraliziranom dinamičkom rutnom vodiču ( Centraliesed Dynamic RouteGuidance) obrada zahtijeva obavlja se u središnjem računalu prometnog

informacijskog centra koji raspolaže dinamičkim podacima o stanju prometa. Nakonzahtjeva iz vozila u središnjem računalu izračunava se optimalna ruta a potom skupuputa šalje natrag u vozilo na svakom raskrižju. Vozilo je opremljeno dupleksnimkomunikacijskim sustavom te koristi infracrvene usmjerivače (infrared beacons)raspoređene na gradskim raskrižjima.Klasični pristup za centralizirani sustav lokacije i navigacije je koncipiran tako da

se sve informacije prikupljaju obrađuju i distribuiraju putem glavnog računala (host),dok su na vozilima samo sučelja stroj-čovjek koja osiguravaju prijem i otpremuinformacija (ovisno da li je jednosmjerni ili dvosmjerni sustav komunikacije ).

Digitalna mapa u opremi vozila nije neophodna. Centralizirani sustav lokacije inavigacije putem glavnog računala vrši određivanje lokacije i osigurava informacijeza upravljanje ili savjetovanje jednog ili više vozila. Kod jednostavnijih sustav(jednosmjerna komunikacija ) zahtjevi za utvrđivanje lokacije uključuju funkcijulokacije, modul sučelja čovjek-stroj i modul bežične veze. U mnogo kompleksnijimsustavima, glavno računalo može osigurati potpuno dvosmjernu podršku navigacijivozila (dvosmjerna komunikacija između hosta i pokretnog uređaja), potpunuintegraciju prometnih podataka koja osigurava dinamičko upravljanje na rutitemeljeno na stvarnovremenskim informacijama. Mobilna jedinica može imatifunkcije lokacije i navigacije različite razine.Centralizirani sustav lokacije i navigacije koriste :

- služba poziv za pomoć- služba pomoć na cestama- žurne službe ( policija, protupožarna služba, hitna pomoć)- javni prijevoz (praćenje kretanja autobusa)- privatni servisi (taxi, špedicija,..)- putne informacije (upravljanje vozilima na ruti, servisne informacije,..)

Tri su glavna ograničenja razvoju ovog sustava:- sposobnost lociranja i navigacije- točnost lokacije i učestalost ažuriranja lokacije- izbor tehnologije bežičnih komunikacija

Primarno rješenje treba uvažavati mjesto gdje će biti realiziran zahtjev zalokacijsko i navigacijsko djelovanje. Postoje sustavi gdje se u vozilu nalazi poredsučelja stroj-čovjek i sustav sa bazom digitaliziranih mapa i sustav zausuglašavanje karta tako da se određene operacije obavljaju u host računalu a drugidio operacija se obavlja u samom vozilu.


16/31

210

Centralizirani dinamički rutni vodič dodatno zahtijeva dupleksnu komunikaciju sasredišnjim računalom u prometno informacijskom centru.

Takva komunikacija se realizira :- korištenjem GSM/GPRS veze- bežične (infracrvene) komunikacije s usmjerivačima (becons) smještenim na

raskrižjimaVozač će komunicirati s pozivnim središtem te postaviti zahtjev koji će biti obrađenu središnjem računalu. Instrukcije vozaču mogu biti verbalne ili u drugom obliku prikorištenju nove generacije mobilnih sustava UMTS.Dualni mod Rutnog vodiča (Dual Mode Route Guidance) je kombinacijaautonomnog i centraliziranog rutnog vodiča. Ako autonomni navigacijski sustavdopunjen RDS/TMC prijamnikom tako da se prometne poruke dekodiraju i locirajuna digitalnoj mapi, tada je todualni mod rutnog vodiča . Takav sustav omogućujeuvažavanje stvarne prometne situacije na ulicama i izbjegavanje ulica i zona s

prometnim zagušenjem.

9. INTELIGENTNO UPRAVLJANJE PROMETOM I TRANSPORTOM

9.1. Pojam i opće značajke upravljanja prometom i transportom

Rješavanje problema upravljanja prometom itransportom predstavlja jednu odtemeljnih zadaća prometnog inženjerstva. U dosadašnjoj praksi rješavanje tih problema dominirao je empirijsko-induktivni pristup bez sustavske analize isinteze koje bi omogućila bolje razumijevanje problema i korištenje spoznaja izdrugih modova prijevoza. Sintagmu upravljanje prometom i transportom prihvaćamo prvenstveno stoga što se u nas udomaćila iako su vodeći stručnjaciteorije vođenja (control theory), kibernetike i teorije sustava upozoravali neneadekvatnost termina upravljanje kao prijevod angloameričkog termina„management“. Menadžment općenito predstavlja ciljno usmjeren višefazni proces koji čine planiranje, organiziranje, vođenje i kontrola, odnosno skupodluka i akcija kojima se ostvaruju svrha i ciljevi. Tek uz znatno proširenoj i prilagođenoj interpretaciji termina upravljanje i promet, možemo uvjetno prihvatiti upravljanje prometom i transportom kao prijevod za „traffic andtransport management“.

9.2. Upravljanje prometom u ITS okruženju

9.2.1. Poboljšanja funkcija upravljanja prometom sustavom ITS-a

Upravljanje prometom Mt (management traffic) je vrlo kompleksan zadatak

koji ćemo sustavno proučavati prvenstveno na konceptualnoj i funkcionalnojrazini. U identifikaciji i opisu problema upravljanja prometom treba koristiti


17/31

211

poopćene modele koji su neovisni o specifičnoj fizičkoj/tehničkoj realizacijisustava upravljanja. Opći sustavski pristup i načela se kombiniraju sa nizomkonkretnih spoznaja vezanih za određenu mrežu i kontekst. Težište je na podešavanju ponašanja sustava i strukture povezivanja u skladu s postavljenomsvrhom.

Problem upravljanja prometom u postojećoj mreži može se načelno predstavitikao problem podešavanja parametara tako da se postižu željene performancefunkcioniranja prometne mreže kao upravljanog sustava. Upravljačke akcijeizvode se temeljem prikupljanja i obrade podataka, upravljačkih znanja ikonsolidiranih funkcionalnih zahtjeva korisnika i operatora (vlasnika) mreže.Problem upravljanja prometom u ITS okruženju zahtijeva veoma složenuinterakciju brojnih tehničkih podsustava i inteligentnih aktera (ljudi, inteligentniagenti,..) koji utječu na prometne procese.

Upravljanje prometom možemo definirati kao dinamički sustav i

upravljačko-informacijski proces kojim se preventivno i korektivno djelujena odvijanje prometa u mreži i pripadajućim sučeljima (terminalima) takoda se postižu željene performance uz prihvatljive troškove.Ovisno o prostorno-vremenskom horizontu promatranja, upravljačka rješenja

mogu biti u širokom rasponu od kratkotrajnog podešavanja promjenljive prometne signalizacije (radi smanjenja zagušenja prometa) do strategijskihodluka koje se tiču modalne preraspodjele i strukturne prilagodbe mrežnihkapaciteta.U hijerarhijskom ustroju upravljanja viši slojevi fokusirani su na šire aspekte

ponašanja sustava i imaju duže razdoblje odlučivanja. Niže razine upravljanjazainteresirane su za lokalne, specifičnije promjene i mogu brže reagirati na promjene.

Uspješnost upravljanja prometom može se procijeniti praćenjem i analizom performanci kao što su : prosječno vrijeme prijevoza ili prijenosa, protočnost nakritičnim točkama, informiranost sudionika, troškovi prijevoza, kašnjenje javnog prijevoza, kašnjenje žurnih službi, stres sudionika u prometu, emisija štetnih plinova, razina buke, itd. Prostor mogućih rješenja sustava upravljanja prometomu ITS okruženju je znatno proširen u odnosu na klasični prometni sustav. Spletupravljačkih akcija ima širok raspon od upravljanja potražnjom (izboromodredišta, vremena putovanja, moda) i korektivnog preusmjeravanja tokova dostrategija izgradnje kompleksnih upravljačkih sustava na duži rok.Upravljanje prometom općenito sadrži dvije kategorije upravljačkih akcija :

1. Izravne upravljačke akcije koje se provode putem semafora i promjenljivih prometnih znakova2. Neizravne upravljačke akcije koje se provode davanjem obavijesti i preporuka vozačima prije započinjanja putovanja putem servisa predputnoginformiranja (TV, radio, internet,...), kao i tokom putovanja putem servisa putnog informiranja vozača (promjenljivi prometni znakovi, RDS/TMC)


18/31


19/31

213

Centri za upravljanje prometom u ITS okruženju prikupljaju stvarnovremenskeinformacije o trenutnom stanju u prometnom sustavu te na temeljustvarnovremenske obrade trenutnih vrijednosti parametara koji opisuju trenutnostanje prometnog sustava poduzimaju upravljačke akcije kako bi se postiglo željenostanje u prometnom sustavu. Stvarnovremenskim prikupljanjem podataka o stanju u

prometnom sustavu, njihovom obradom i distribucijom informacija u ITSokruženju, upravljački centri su u mogućnosti dostaviti točne i relevantneinformacije sudionicima u prometnom sustavu kako bi oni mogli donijeti ispravneodluke. Centri za upravljanje prometom u ITS okruženju imaju prednosti u odnosuna centre za upravljanje prometom klasičnog prometnog sustava koje se ogledaju usljedećem:- Mogućnost modeliranja upravljačkih procesa korištenjem iterativnih algoritamakoji podrazumijevaju korištenje znanja. U procesu odlučivanja mogu se koristitiheurističke metode koje pružaju znatno veće mogućnosti od klasičnih metoda.

- Korištenjem korisnički orjentiranog pristupa u sustavu inteligentnog upravljanja prometom omogućava se razumijevanje funkcionalnosti upravljanja, bez potrebe zakorištenja specijaliziranih programerskih znanja. To omogućava jednostavniju prilagodbu novim zahtjevima korisnika.

- Sustav ITS-a omogućava pružanje detaljnih objašnjenja za svaku funkcijuupravljanja i upravljačku odluku generirajući detaljan opis upravljačkih koraka iučinaka koji se njima postižu. To omogućava operaterima u upravljačkim centrimaITS-a da dublje razumiju prometnu situaciju imajući uvid u stanje cjelokupnog prometnog sustava što znatno olakšava donošenje odluka.

Zbog sve snažnijeg integriranja procesa u prometnom sustavu pred sustaveupravljanja prometom u ITS okruženju se postavljaju sljedeći zahtjevi:- Primjenu strateških metoda i funkcija upravljanja visoke razine koje koordiniraju

i usuglašavaju upravljačke funkcije na razini cijelog prometnog sustavauvažavajući lokalne zahtjeve. Postojeći klasični sustavi kontrole i upravljanja prometom pokazuju ograničenja kada se suočavaju sa kritičnim prometnimuvjetima i zagušenjima.

- Integriranje funkcionalnosti nadzora i upravljanja prometnom infrastrukturom uITS okruženju (napredni sustavi nadzora prometa, detekcija incidenata,individualni i kolektivni sustavi izbora rute, itd.) uz primjenu alata za upravljanjeinformacijama u cilju pružanja podrške operaterima u upravljačkim centrima.

- Pružanje podrške operaterima centara za upravljanje prometom u ITS okruženjuuključuje nezamjenljivu ulogu čovjeka u procesu odlučivanja.


20/31

214

Slika 9.2. Centar za upravljanje prometom u ITS okruženju

Postojeću tehnologiju upravljanja prometnim signalima i promjenljivim prometnimznakovima potrebno je nadograditi i proširiti njihove funkcionalnosti kako bi se poboljšale preformance upravljanja prometnim sustavom.

Sustavi za upravljanje prometom u ITS okruženju omogućuju:- prostorno-vremensku procjenu razine prometnog opterećenja na prometnoj

mreži- analizu i razumijevanje prometne potražnje na nekoj ruti ili području- kvalitativnu procjenu prometne potražnje- detekciju i predviđanje kritičnih prometnih situacija i razrješenje uskih grla- odabir i implementaciju odgovarajuće strategije za sprečavanje odnosno

smanjenje pojave zagušenja na prometnoj mreži- upravljanje sukobljenim interesima različitih sudionika i davanje prioriteta u

različitim područjima i razinama upravljanja

Procesi upravljanja prometom u ITS okruženju zahtijevaju sve veću razinuintegracije pojedinih funkcija uz stalno proširenje područja upravljanja štozahtijeva stalno poboljšanje sustava nadziranja prometa, sustava detekcijeincidenata, unapređenje efikasnosti individualnog i kolektivnog izbora ruta, razvojalata za „on-line“ podršku operaterima u upravljačkim centrima. To rezultira svevećom kompleksnošću programa i alata za upravljanje prometom te usložnjava proces obrade podataka dobivenih on-line mjerenjem i korištenje dobivenihinformacija. Prometni i sustavski inženjeri koji kreiraju upravljačke funkcijeoperiraju sa stvarnim vrijednostima parametara trenutnog stanja prometnogsustava što omogućava kreiranje efikasnih upravljačkih akcija i optimiziranje procesa u ITS okruženju. Ovakvi sustavi upravljanja ne mogu biti zamjena

operaterima u upravljačkim centrima, ali im mogu biti inteligentna podrška pridonošenju i implementaciji upravljačkih odluka.


21/31

215

9.2.2. Zadaća inteligentnog upravljanja prometom

Vođenje prometnog toka (traffic control) i „inteligentno upravljanje prometom“ uITS okruženju razlikuju se u pristupu, sadržaju i razini inteligencije.

U europskoj i američkoj ITS arhitekturi definirano je posebno funkcionalno područje upravljanje prometom MT (manage traffic). Prema europskoj okvirnoj ITSarhitekturi funkcionalno područje upravljenje prometom MT je podijeljeno na petfunkcija visoke razine:- vođenje prometnog toka- upravljanje incidentima- upravljanje potražnjom- pružanje meteoroloških informacija- upravljanje održavanjem prometnica

Upravljanje prometom (MT) određuje razinu usluge (prvenstveno brzina) kojom se ponuđeni prometni volumen (PV) može poslužiti na određenoj prometnici (mreži).

Brzina u mreži je određena općim izrazom

t mm MT) PV, , f(C =v gdje je :

mv brzina na mrežimC operativni kapacitet mrežnih elemenata

PV prometni volumen MT upravljanje prometomt vremenski okvir promatranja

Operativni kapacitet prometne mreže određen je razinom investiranja ( nv I ) iliizgrađenosti osnovne infrastrukture i kvalitetom upravljanja prometom (MT) tako davrijedi

t m MT) f(Inv,=C

Inteligentno upravljanje prometnim tokom vozila i javnim prijevozom omogućuje povećanje operativnog kapaciteta uz davanje prioriteta određenim vozilima (javnom prijevozu, žurnim službama). Operativni kapacitet u realnosti nije statička negodinamička veličina.

Prijevozna potražnja (D) ovisit će o rasporedu aktivnosti(Akt) (gospodarskih,društvenih itd.) te o razini usluge koju pruža prometnica :

- očekivanoj brzini- čekanjima- sigurnosti

-

ekološkim čimbenicima


22/31

216

Općenito vrijedi relacija LoS) f(Akt,= D

Ako se promatra samo brzina ili vrijeme putovanja određenom dionicom (m

p vl

=t ),

tada je potražnja )v f(Akt,= D m R

Inteligentnim upravljanjem povećava se operativni kapacitet tako da vrijedi :

M IM C >C odnosno

M

IM IM C

C =k

Inteligentno upravljanje označava pristup, metode i tehnička pomagala kojaomogućuju dinamičko prilagođavanje potražnje, adaptivno vođenje tokova idjelovanje žurnih službi u slučajevima incidenata.

Inteligentna vozila i inteligentne prometnice omogućuju bitno višu razinu mrežnih performanci i kvalitete usluge za krajnje korisnike u odnosu na dosadašnja vođenja prometnog toka sa „zelenim valom“ i regulacijom temeljem podataka prikupljenihod senzoraOsnovni zadaci upravljanja prometom ITS MT u ITS okruženju su:- kontrola pristupa mreži- ublažavanje posljedica zagušenja na prometnicama i njihovim sučeljima prema

drugim modovima- rješavanje uskih grla zbog incidentnih događaja- postizanje zadovoljavajuće razine sigurnosti u prometu- prometna logistika specijalnih sportskih, političkih, vjerskih, zabavnih

događanja- kontrola nepovoljnih utjecaja na odvijanje prometnog toka (vremenskeneprilike, agresivna vožnja )

- preraspodjela modova prema korištenju učinkovitijih modova javnog prijevoza Nakon identifikacije i specifikacije potreba razrađuje se arhitektura sustava MT zaodređeni prostorno-vremenski obuhvat. Nakon detaljnog dizajna ITS MT slijedi testiranje prototipa te implementacija cijelog sustava.Osim upravljanja tokovima vozila, MT sadrži upravljanje potražnjom, koordinaciju

urgentnih službi, davanje prioriteta javnom prijevozu, upravljanje incidentnimsituacijama i posebnim događajima (sportske manifestacije, politički skupovi, itd.)


23/31

217

Slika 9.3. Područje djelovanja upravljanja prometom

Sprečavanje zagušenja i adaptivno vođenje toka vozila predstavlja jedno odznačajnijih područja primjene ITS-TM aplikacija.

Važno je uočiti da vođenje prometnog toka (TFC) predstavlja samo jedan od podsustava upravljanja prometom u ITS okruženju ( ITS MT ) tako da vrijedi :

ITS MT TFC To podrazumijeva da se klasična rješenja usmjerena na koordinaciju prometnih

svjetala (semafora), kontrolu pristupa, prilagođavanje brzine, sigurnosne razmake,itd. trebaju integrirati s drugim ITS podsustavima u funkcionalnom području ITS MT .

9.2.3. Vođenje prometnog toka u ITS okruženju

Za efektivno i efikasno vođenje prometnog toka potrebno je dublje poznavanjerelevantnih veličina prometnog toka. Produbljeno poznavanje teorije prometnogtoka i temeljnih načela vođenja kompleksnih sustava ključno je za razvoj brojnihITS aplikacija, kako na autocestama i arterijama tako i na drugim dijelovima prometnog sustava.

Za produbljeno sustavsko razumijevanje upravljanja prometom potrebno jerazumjeti temeljne razlike između individualnog i centraliziranog vođenja prometnog toka. Ta osnovna podjela vrijedi neovisno o vrsti prometnih entiteta kojise kreću odgovarajućom prometnicom (cestovnom, željezničkom, zračnom,vodenom, elektroničkom-telekomunikacijskom. Osim dviju krajnjih kategorija(centralizirano, individualno) razlikujemo niz prijelaznih inačica.


24/31

218

Iz teorije vođenja i kibernetike je poznato da upravljanje predstavlja korektivnodjelovanje u okviru šire shvaćenog koncepta vođenja koje pokriva i unaprijednovođenje (upravljanje) i vođenje povratnom vezom (automatska regulacija).

Centralizirano ( automatsko) vođenje podrazumijeva:

- osiguranje ekskluzivnog korištenja kapaciteta prometnice (gdje neće bitiometanja drugih)- razmaci između vozila su predeterminirani za sigurno odvijanje prometa- prometni podaci se prikupljaju i obrađuju u realnom vremenu- odluke su programirane i korektivno djelovanje je incidentno

Individualno viđenje podrazumijeva:- zajedničko korištenje raspoloživih kapaciteta prema utvrđenim pravilima- razmaci između vozila ovise o individualnoj procjeni ( vozača,pilota,kapetana )

- prometni podaci se individualno prikupljaju i obraduju u realnom vremenu- odluke su trenutačne i nisu programibilne

Centralizirano upravljanje prometom praktično funkcionira tako da na prometnici postoji ITS senzorska oprema koja prikuplja podatke i određuje upravljačkodjelovanje kao približno determinističko vođenje. Vrijeme putovanja u javnom putničkom prijevozu predeterminirano je voznim redom i odstupanja su minimalnaako nema zagušenja prometa.Individualno vođenje prometa pojavljuje se kod osobnih automobila, autobusa,

brodica, malih zrakoplova. Vođenje bitno ovisi o eksternim čimbenicima i interakcijis drugim entitetima u prometnom toku. Veličina razmaka između prometnih entiteta(h), brzina (v) i vrijeme putovanja ( pT ) su varijabilni i ovise o specifičnimokolnostima.

Vožnja automobila je vrlo kompleksan fenomen koji uključuje i upravljanje iregulaciju u složenoj interakciji koju čovjek može intuitivno naučiti bez dubljegrazumijevanja njihovih algoritama. Odnos protok-brzina za centralizirano iindividualno upravljanje prometom utvrđeno simulacijskim modeliranjem je prikazano na slici 9.4.


25/31

219

Slika 9.4. Krivulja protok-gustoća za individualno i centralizirano vođenje

Primjer se odnosi na vozila dužine 6 metara koja se kreću u područjima različitihgustoća tako da su protoci prikazani kao funkcija gustoće vozila. Krivulja koja

predstavlja individualno vođenje prometnog entiteta pretpostavlja da vozač djelujeinteligentno s raspoloživim i uskladištenim znanjem.Individualno vođenje omogućava nešto veći protok vozila u dobrim vanjskim

uvjetima kad je gustoća takva da nema ometajućih interakcija.Centralizirano vođenje ima nešto manji protok pri manjim gustoćama, no

omogućuje bitno veći protok pri većim gustoćama prometa odnosno „jam“koncentraciji.

9.2.4. Tipovi i posljedice zagušenja na prometnoj mreži

Zagušenje nastaje kad odnos prometnog volumena i operativnog kapacitetatakav da nastaje znatno smanjenje brzine, a ponekad i potpuni zastoj. Sudionici u prometu počinju osjećati smanjenje kvalitete zbog ometajućih interakcija kad sevrijednost prometnog volumena približi polovini kapaciteta. Ako se i dogoditrenutačno prometno opterećenje, takvo stanje ne smije potrajati dulje od kritičnogvremena destabilizacije sustava.

Zagušenje glavnih prometnica je prepoznat kao veoma ozbiljan problem, ali seu bliskoj budućnosti ne nazire njegovo potpuno i cjelovito rješenje. Posljedicazagušenja je svakodnevno povećano naprezanje miliona ljudi koji putuju na posao


26/31

220

na zakrčenim prometnicama, što je posebno izraženo u velikim gradovima anastavit će se i u 21 stoljeću. Nastanak i širenje zagušenja te otklanjanje incidentnih situacija i normalizacijastanja detaljno se razrađuju u okviru ITS rješenja za upravljanje incidentnimsituacijama.

Konkretne nepovoljne posljedice zagušenja su :- produljenje vremena putovanja na određenoj dionici- povećan rizik nezgode- povećana potrošnja goriva- povećano onečišćenje okoliša- frustracije i stres putnika- agresivnost vozača- kašnjenje žurnih službi- povećanje prometa na sporednim cestama (koje za to nisu osposobljene)

-

dulje vrijeme i veći troškovi dostave Neke posljedice se mogu izravno prevesti u novčane pokazatelje dok je druge potrebno obuhvatiti kompleksnijim procjenama.

Troškovi vremenskih gubitaka predstavljeni su izrazom:

hhVG W N = K

gdje je : K

VG− troškovi vremenskih gubitaka

N h−

broj izgubljenih sati u čekanjuW h − novčano izražena vrijednost izgubljenog sata

U prometnim analizama razlikuju se dva osnovna tipa zagušenja:- ponavljajuće (predvidivo ) zagušenje prometa- neponavljajuće (nepredvidivo) zagušenje prometa

Ponavljajuće zagušenje nastaje u očekivanim jutarnjim i popodnevnim vršnimsatima, odnosno predvidivim intervalima vikendom. Ponavljajuća zagušenja potičuod vršnog sata gdje potražnja nadilazi raspoloživi kapacitet. Ponavljajućazagušenja su poznati događaji na koje se može utjecati različitim mjerama odizgradnje novih prometnica do preraspodjele prometnih tokova na raspoloživekapacitete prometne mreže.


27/31

221

Slika 9.5. Odnos brzine i protoka za upravljanje zagušenjem

Ključna upravljačka akcija (unaprijedno vođenje) jest informiranje i savjetovanje putnika i vozača neposredno prije nastajanja vršnih opterećenja odnosno prerutiranje prometa na prometnice u kojima postoji najveći rezidualni operativnikapacitetVrijedi izraz :

ii R C =C

gdje je : RC najveći rezidualni kapacitet

iC maksimalni operativni kapaciteti protok

Neponavljajuća zagušenja nastaju od prometnih incidenata, kvarovima navozilima ili drugih uzroka koji smanjuju mobilnost. Neponavljajuće zagušenjenastaje zbog nepredvidivih incidentnih događaja (prometne nezgode, specijalninenajavljeni i nedovoljno pripremljeni događaji)

Postoji povezanost ponavljajućih i neponavljajućih zagušenja i uzroka nastanka prometnih nezgoda. Uvjeti prometnog zagušenja su jedan od najvažnijih uzrokanastanka prometnih nezgoda, jer povećanje gustoće izaziva međusobno ometanjevozila i češću potrebu za promjenom voznog traka što ugrožava mobilnost i

sigurnost sudionika u prometu. Oba tipa zagušenja su problem urbane sredine ali postaje sve važniji i za prigradska područja.


28/31


29/31

223

U klasičnom prometnom sustavu najpouzdaniji način detekcije incidenata jeredovna policijska ophodnja ili druge servisne ophodnje. Incidenti se prijavljuju policiji putem mobilnog telefona, putem radijske dvosmjerne komunikacije, putem javnih agencija, policijskih vozila i aparata za poziv u pomoć pored ruba ceste.Vrijeme detekcije incidenta u klasičnom prometnom sustavu je od 5 do 15 minuta.

U ITS okruženju detekcija prometnih incidenata se vrši kroz automatsku detekciju promjena u prometnom toku koje odgovaraju incidentima. Senzorske tehnologijekoje se danas koriste za upravljanje prometom i služe za detekciju incidenata :- detektorske induktivne petlje- radarski senzori- infracrveni senzori- ultrazvučni senzori- video detektori- vozila za specijalne namjene i mjerenja

-

lokacijske usluge u mobilnoj telefoniji- ostale senzorske tehnologije

Incidenti se detektiraju u ITS okruženju na sljedeće načine :-telefonskim pozivom iz fiksne ili mobilne mreže na zajednički broj 112 koji je udirektnoj vezi sa ostalim žurnim službama policija, hitna pomoć, vatrogasci,automoto klubovi itd.-pozivom putem nadzornih telefonskih stupića koji su u diretnoj vezi sa centrima zanadzor i upravljanje prometom- putem mobilnih nadzornih službi kao što su policijske patrole i različite ophodnje- putem videonadzora, nadzora CCTV iz centara za nadzor i upravljanje prometom-aplikacija za detekciju incidenata obradom podataka prikupljenih puteminduktivnih petlji , videonadzora, prometnih znakova , broja i pozicije mobilnihtelefonskih uređaja prijavljenih na baznu stanicu- nadzorom iz zraka (avioni, helikopteri, bespilotne letjelice)- dojavom profesionalnih vozača i autobusa- eCall uređajima u vozilu za autonomnu i ručnu dojavu lokacije stradalog vozila

Verifikacija incidenta potvrđuje da se incident stvarno dogodio te utvrđuje vrstu ilokaciju incidenta. U ITS okruženju postoji infrastruktura koja pomaže detekciji iverifikaciji incidenta kao što su induktivne petlje, sustav video kamera, itd. te se putem infrastrukture ITS-a detektiraju promjene prometnog opterećenja na prometnoj mreži tokom trajanja incidenta.

Odgovor na incident obuhvaća aktiviranje, koordinaciju i upravljanje osobljem iodgovarajućim tehničkim sredstvima u svrhu brzog i sigurnog razrješavanjanastalog incidenta.U ITS okruženju centri za upravljanje prometom kroz integrirane funkcije vršekoordiniranje i upravljanje poslovima vezanim za razrješavanje incidenta.

Raščišćavanje incidenta uključuje sigurno i pravovremeno uklanjanje incidenta iuvjeta koji su do njega doveli.


30/31

224

Kod klasičnih prometnih sustava policija ili putna ophodnja imaju odgovornost zautvrđivanje incidenta i sredstava potrebnih za pružanje tražene pomoći. Obično policijski dispečer koordinira komunikacijama tijekom operacije raščišćavanjaincidenta. Preko 80% incidenata u urbanim područjima je manjeg obima za kojenije potrebno vučenje sudionika. Obično policijski službenik na temelju podataka o

incidentu dijagnosticira problem i odlučuje koja vrsta opreme je potrebna. Većiincidenti na autocestama zahtijevaju angažiranje privatnih operatora za pomoć na putu koje također poziva policija. Dobra obučenost policijskih službenika o postupanju u slučaju incidenta osigurava uspješan i brzo otklanjanje incidenta.

U procesu raščišćavanja incidenata sustavi ITS-a raspolažu alatima za nadzorstanja na prometnoj mreži, upravljanje prometnim objektima (mostovi, tuneli,..) tevršepredviđanje trajanja incidenta i predviđanje trajanja zastoja . Generiranjemstvarnovremenskog plana preusmjeravanja prometnih tokova sustavom ITS-a

tijekom trajanja incidenta, osiguravaju koordinaciju i komunikaciju sa drugimslužbama i agencijama koje su uključene u ovaj proces.

Slika 9.7. Raščišćavanje incidenta u klasičnom prometnom sustavu


31/31

Normalizacija obuhvata period od trenutka kada je incident uklonjen do trenutka potpune normalizacije prometnog toka. I u ovoj fazi je potrebno još uvijekdjelomično vršiti preusmjeravanje prometnih tokova sve dok se prometni tok u potpunosti ne normalizira.Glavni ciljevi upravljanja incidentima sustava ITS-a su :

- smanjenje vremena detekcije incidenta- smanjenje vremena reagiranja na incident- smanjenje vremena (raščišćavanja) otklanjanja incidenta- smanjenje utjecaja incidenta na vršni period prometa (vršni sat)- smanjenje utjecaja na održavanje prometnica i specijalne događaje u prometu- osiguravanje točnih, pravovremenih i pouzdanih informacija za vozače

Documents

Predavanje - 8 ITS