UNIVERZITET U SARAJEVU

FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE SARAJEVO

Predmet: Inteligentni transportni sustavi/sistemi

Mr.sc. DRAGO EZGETA

SARJEVO, 2009/2010. godine

2

SADRŽAJ

PRVO PREDAVANJE ................................................................................................................... 5

1. DEFINIRANJE OSNOVNIH POJMOVA ITS ..................................................................... 6

1.1. Uvod ............................................................................................................................. 6 1.2. Razlozi za uvoñenje i razvoj ITS-a ................................................................................ 7

1.3. Definiranje osnovnih pojmova ITS-a ............................................................................. 8 1.4. Odnos transportne telematike i ITS-a ........................................................................... 11

2. Očekivane koristi od uvoñenja ITS ..................................................................................... 12

2.1. Smanjenje nezgoda ........................................................................................................ 12 2.2. Smanjenje zagušenja....................................................................................................... 13 2.3.Nadziranje i zaštita okoliša .............................................................................................. 13 2.4. Produktivnost i operativna efikasnost ............................................................................. 13 2.5. Komfor za korisnike ...................................................................................................... 13

3. Koncept razvoja ITS ........................................................................................................... 14 3.1. Okvir za razvoj ............................................................................................................... 14

3.2. Koordinacija razvoja ITS-a ............................................................................................. 14 3.3. Sustavni pristup .............................................................................................................. 14

3.4. Tehnički koncept ............................................................................................................ 15 3.5. Sustavna arhitektura ....................................................................................................... 15

3.6. Ključne tehnologije ..................................................................................................... 15 DRUGO PREDAVANJE .............................................................................................................. 17

4. ZNANASTVENOTEHNOLOŠKA UPORIŠTA ITS-a ...................................................... 18

4.1. Prometna znanost i inženjerstvo ...................................................................................... 18 4.2.Umjetna inteligencija (AI) ............................................................................................... 19 4.3. Analogija AI s prirodnom inteligencijom ........................................................................ 21 4.4. Koncepti inteligentnih agenata ........................................................................................ 23 4.5. Meko izračunavanje ........................................................................................................ 24 4.6. Teorija sustava i kibernetika ........................................................................................... 25 4.7. Modeliranje kompleksnih sustava ................................................................................... 26 4.8. Poopćenje modela prometnog sustava ............................................................................. 27 4.9. Pojam i vrste voñenja ..................................................................................................... 27 4.10. Adaptivno voñenje prometnog toka .............................................................................. 30

TREĆA PREDAVANJA............................................................................................................... 32 5. ZAHTJEVI KORISNIKA I MJERENJE UČINKA ITS-a ...................................................... 33

5.1. Meñunarodna normizacija ITS usluga ............................................................................. 33 5. 2. Poboljšanje performansi prometnog sustava primjenom ITS-a ....................................... 35

5.3. Zahtjevi korisnika ITS-a ................................................................................................. 37 5.4. Identifikacija i mjerenje učinka ITS-a ............................................................................. 41

5.5. Dosadašnja iskustva prvih programa i projekata ITS-a .................................................... 45 5.5.1. Rezultati dosadašnjih istraživanja učinka ITS-a ....................................................... 47 5.5.2. Rezultati istraživanja dobiveni kroz projekt 5T u Torinu .......................................... 47

5.5.3. Analiza koristi od ITS-a ........................................................................................... 49 5.5.4. Analiza troškova ITS-a ............................................................................................... 50 5.6. Norme relevantne za ITS ................................................................................................ 51 5.7. Senzorska tehnika ........................................................................................................... 51

3

ČETVRTA PREDAVANJA ......................................................................................................... 53 6. ARHITEKTURA ITS-a ..................................................................................................... 54

6.1. Pojam i definicija ITS arhitekture ................................................................................... 54 6.2. Koncept i načela dobre arhitekture .................................................................................. 56

6.3. Klasični i evolutivni razvoj kompleksnog ITS sustava ................................................... 58

6.4. Razine ITS arhitekture .................................................................................................... 59 6.5. Logička arhitektura ITS-a ............................................................................................... 60 6.6. Fizička arhitektura .......................................................................................................... 65 6.7. Tipovi ITS arhitektura .................................................................................................... 66 6.8. Europska ITS arhitektura ................................................................................................ 67 6.9. Životni ciklus ITS-a ....................................................................................................... 70

6.10. Evaluacija sustava ........................................................................................................ 71

PETO PREDAVANJE .................................................................................................................. 73

7. Koncepti i tehnologije potrebne za funkcioniranje ITS-a ................................................... 74 7.1. Hijerarhijska organizacija ITS-a u urbanim sredinama ................................................. 74 7.2. Strategija upravljanja prometom ..................................................................................... 76 7.3. Osnovne funkcije strategije upravljanja prometom na prometnoj mreži .......................... 77

7.3. Telekomunikacijska tehnika i tehnologija ....................................................................... 78 7.4. Teleprometno dizajniranje komunikacijskog podsustava ITS-a ....................................... 79

7.6. Informacioni lanac ITS-a ................................................................................................ 81 7.6.1. Raspoložive tehnologije ITS-a .................................................................................... 82 7.6.2. Prikupljanje podataka .................................................................................................. 83 7.6.3. Obrada podataka ......................................................................................................... 85

7.6.4. Komuniciranje podatcima ............................................................................................ 86 7.6.5. Distribucija podataka .................................................................................................. 88 7.6.6. Korištenje informacija ................................................................................................. 90

ŠESTO PREDAVANJE ................................................................................................................ 92

8. INTELIGENTNI SUSTAVI INFORMIRANJA PUTNIKA I VOZAČA ............................... 93

8.1. Funkcionalna područja ITS usluga .................................................................................. 93

8.2. ITS skupina usluga putnih informacija TI ....................................................................... 97 8.3. ITS skupina usluga predputnog informiranja (Pre-Trip Information) PTI .................... 100

8.3.1. Ciljevi i operativni koncepti sustava PTI .................................................................. 100 8.3.2. Zahtjevi korisnika i interesi stakeholdera za PTI ........................................................ 101 8.3.3. Funkcionalna specifikacija PTI .................................................................................. 102 8.3.4.Tehnologija za realizaciju sustava PTI ........................................................................ 103

8.4. ITS usluga putne informacije vozaču (ODI) ...................................................................... 105

8.5. ITS usluge putnih informacija o javnom prijevozu (OPI) ................................................ 108 8.6. Osobne informacijske usluge PIS .................................................................................... 111

SEDMO PREDAVANJE ............................................................................................................ 112 9. LOKACIJSKE I NAVIGACIJSKE ITS USLUGE .............................................................. 113

9.1. Svrha sustava i korisnički zahtjevi ................................................................................ 113

9.2. Zahtjevi korisnika i funkcijska specifikacija usluga ..................................................... 113 rutnog vodiča i navigacije RGN .......................................................................................... 113 9.3. Struktura sustava za lokaciju i navigaciju vozila ........................................................... 115 9.4. Primjena GPS i DGPS u ITS aplikacijama .................................................................... 120 9.5. Tehnologija za realiziranje sustava RGN ..................................................................... 123

10. INTELIGENTNI TRANSPORTNI TERMINALI I SUČELJA ......................................... 124

10.1. Pristup ITS reinženjiranju terminalnih sustava ............................................................ 124 10.2. Usklañivanje veličine kapaciteta i prometnog opterećenja ........................................... 126

10.3. Prilagoñavanje postojećih informacijskih sustava rješenjima ITS-a ............................ 128

4

OSMO PREDAVANJE .............................................................................................................. 131 11. INTELIGENTNE PROMETNICE I VOZILA ................................................................... 132

11.1. Inteligentne prometnice .............................................................................................. 132 11.2. Inteligentna vozila ...................................................................................................... 135

12. INTELIGENTNO UPRAVLJANJE PROMETOM I TRANSPORTOM ............................ 137

12.1. Zadaća inteligentnog upravljanja prometom i transportom .......................................... 137

12.2. Funkcionalno područje upravljanja prometom u ITS arhitekturi .................................. 139

12.3. Relevantne veličine prometnog toka koje se koriste u upravljanju prometom (MT) .... 141 12.4. Prilagodba općih modela prometnog toka ................................................................... 144

12.5. Višerazinski diskontinuirani model prilagoñen ITS kontekstu ..................................... 146 12.6. Tipovi i posljedice zagušenja ...................................................................................... 147 12.7. Individualno i centralizirano voñenje protoka ............................................................. 149 12.8. Adaptivno upravljanje prometom na semaforiziranim raskrižjima ............................... 151

12.9. Šok valovi u prometnom toku ..................................................................................... 152 12.10. Koncept virtualnog cestovnog vlaka ......................................................................... 153 12.11. Upravljanje gradskim prometom s prioritetima javnog prijevoza............................... 154

13. ITS FUNKCIONALNOSTI ZA NACIONALNU SIGURNOST I ZAŠTITU .................... 156 13.1. Nacionalna sigurnost i zaštita kao funkcionalno područje ITS-a .................................. 156

13.2. Razvoj integralnog sustava sigurnosne supervizije i nadzora incidenata ...................... 157

13.3. Poboljšanje sigurnosti u prometu primjenom ITS rješenja .......................................... 157

5

PRVO PREDAVANJE

SADRŽAJ

1. DEFINIRANJE OSNOVNIH POJMOVA ITS ..................................................................... 6 1.1. Uvod ............................................................................................................................. 6 1.2. Razlozi za uvoñenje i razvoj ITS-a ................................................................................ 7

1.3. Definiranje osnovnih pojmova ITS-a ............................................................................. 8 1.4. Odnos transportne telematike i ITS-a ........................................................................... 11

2. Očekivane koristi od uvoñenja ITS ..................................................................................... 12

2.1. Smanjenje nezgoda ........................................................................................................ 12

2.2. Smanjenje zagušenja....................................................................................................... 13

2.3.Nadziranje i zaštita okoliša .............................................................................................. 13

2.4. Produktivnost i operativna efikasnost ............................................................................. 13

2.5. Komfor za korisnike ...................................................................................................... 13

3. Koncept razvoja ITS ........................................................................................................... 14 3.1. Okvir za razvoj ............................................................................................................... 14 3.2. Koordinacija razvoja ITS-a ............................................................................................. 14

3.3. Sustavni pristup .............................................................................................................. 14 3.4. Tehnički koncept ............................................................................................................ 15 3.5. Sustavna arhitektura ....................................................................................................... 15

3.6. Ključne tehnologije ..................................................................................................... 15

6

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. 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.

7

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.

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 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.

8

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 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.

1 Karl Chen ,PBI: Intelligent Transportation Systems Awareness, Seminar, Seoul, 1998.

9

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.

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.

2 Ivan Bošnjak, Inteligentni transportni sustavi 1, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb,2006.

10

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. PM- fizička mobilnost ITS- Inteligentni transportni sustavi VM- virtualna mobilnost Slika 2.2. Evolucija od fizičke ka virtualnoj mobilnosti Izvor : Bošnjak, I.,J.Kolenc: Redizajniranje prometnih sustava i logističkih

procesa primjenom ITS. Proceedings of Int.Conf. Intelligent

Transport Systems and their Interfaces, Dubrovnik ,1999.

Mobilnost (M) možemo definirati kao paralelnu vezu fizičke mobilnosti (PM) i virtualne mobilnosti (VM) ( 2 odnosno :

VMPMM =

pri čemu je : MPM ⊂ i MVM ⊂

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.

2 Bošnjak, I.,J.Kolenc: Redizajniranje prometnih sustava i logističkih procesa primjenom ITS. Proceedings of Int.Conf. Intelligent Transport Systems and their Interfaces, Dubrovnik ,1999.

PM

PM U ITS

PM U VM

ITS VM

11

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

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

φ≠≠

TTITS

TTITS

I

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.

12

2. Očekivane koristi od uvođenja ITS

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 mreže 3. putnici, špediteri (otprema robe) i drugi transportni korisnici 4. 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

13

2.2. Smanjenje zagušenja

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: - upravljanje potražnjom : tarife, elektroničko plaćanje, pristup upravljanju - efikasnost mreže: upravljanje širokom mrežom arterija, upravljanje brzinom

kretanja, mjerenje i kontrola ulaza na rampama, otkrivanje i upravljanje iznenadnim događajima, informiranje vozača

- 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

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.

14

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

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.

15

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

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.

16

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.

17

DRUGO PREDAVANJE

SADRŽAJ

4. ZNANASTVENOTEHNOLOŠKA UPORIŠTA ITS-a ...................................................... 18 4.1. Prometna znanost i inženjerstvo ...................................................................................... 18

4.2.Umjetna inteligencija (AI) ............................................................................................... 19

4.3. Analogija AI s prirodnom inteligencijom ........................................................................ 21 4.4. Koncepti inteligentnih agenata ........................................................................................ 23

4.5. Meko izračunavanje ........................................................................................................ 24

4.6. Teorija sustava i kibernetika ........................................................................................... 25

4.7. Modeliranje kompleksnih sustava ................................................................................... 26

4.8. Poopćenje modela prometnog sustava ............................................................................. 27

4.9. Pojam i vrste voñenja ..................................................................................................... 27

4.10. Adaptivno voñenje prometnog toka .............................................................................. 30

18

4. ZNANASTVENOTEHNOLOŠKA UPORIŠTA ITS-a

4.1. 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.

19

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:

( ) tspQoSAAfD ,,,=

p,s,t – su varijable sustava Kvaliteta usluga dominantno je određena investiranjem i infrastrukturu i upravljanjem tako da vrijedi :

( )MIfQoS ,=

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

4.2.Umjetna inteligencija (AI)

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. )

20

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 :

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.

21

Posebni zahtjevi inteligentnih (računalnih sustava) odnose se na : - mogućnost opisa nedorečenog ili neodređenog znanja - razumljivost za čovjeka - modularnost (radi jednostavne nadogradnje) - fleksibilnost

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

- okviri - 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.

4.3. Analogija AI s prirodnom inteligencijom

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 računalo broj procesa 1110 desetak ili manje

signal analogni digitalni ciklus 2 ms ns redudancija nove stanice rezervni sustav permanentnost 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“

22

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

Mrežu čine :

- ulazni neuroni (analogon receptorima) - unutarnji neuroni - 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

)1()1()1()( 321 −∨−∨−= txtxtxty

gdje su : 321 ,, xxx - stanje ulaznih neurona

y - 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

)1()(

)1()(

−=−=

txtz

tzty

iz čega slijedi da je

)2()( −= txty

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.

4.4. 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. 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 :

- autonomnost - ciljna orijentiranost - mobilnost u mreži - mogućnost interakcije s ljudima - sposobnost učenja

Najveći dio aplikacija IA danas je vezan za Internet agente i elektroničko trgovanje. Razvoj IA za ITS može se odnositi na

- pristup informacijama - podršku odlučivanju - sučelja aktivirana govorom - pretraživanje distribuiranih baza podataka

Djelovanje inteligentnih agenata može se promatrati u tri osnovne dimenzije:

- razina samostalnosti i odgovornosti - razina inteligencije - 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.

24

Inteligencija opisuje sposobnost agenta za prihvaćanje zadanih ciljeva i izvršenje zadatka. Smatra se da „pravi“ inteligentni agenti imaju ne samo 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 [ ]1,0∈σ

tako da se na višoj razini sustava sσ promatraju težine pojedinih elemenata prema izrazu

),...,,,,...,,( 1021 nnf ωωωσσσσ =

gdje je : ),....,1( nii =ω - odstupanje ili težina pridružena svakom iσ

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.

4.5. 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, 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)

25

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.

4.6. 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.

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.

26

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 : - obilježje vezano uz velik broj povezanih dijelova odnosno oblika - 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 :

- brojem komponenata sustava - brojem i vrstom interakcija - odnosima ciljeva - kompleksnošću vođenja - kompleksnošću znanja i vještina - subjektivnim konotacijama

4.7. Modeliranje kompleksnih sustava

Proces modeliranja kompleksnih sustava možemo početi definiranjem :

- cilja (koje specifične informacije i znanja trebamo) - 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:

- sustavske dinamika - simulacije diskretnih događaja - fuzzy (neizrazitog) zaključivanja - neuronske mreže - 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.

27

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

4.8. 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:

- prometnice - prometni entiteti transportirani entitet - adaptacija transportiranog entiteta na prometni entitet - upravljanje prometom

4.9. 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.

28

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

29

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 .

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:

- automatski stabilizatori - programski regulacijski sustavi - 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 :

- mjerno osjetilo - usporednik - regulator - izvršna sprava

30

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.

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

31

Za optimizacijski sustav vrijedi izraz :

=−= ∫∑ dtyyT

JT

ii

0

0

1minimum

gdje je : −J kazalo provedbe kruga

−0y željena vrijednost vođene veličine y

−iy 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.

32

TREĆA PREDAVANJA

SADRŽAJ

5. ZAHTJEVI KORISNIKA I MJERENJE UČINKA ITS-a ...................................................... 33 5.1. Meñunarodna normizacija ITS usluga ............................................................................. 33

5. 2. Poboljšanje performansi prometnog sustava primjenom ITS-a ....................................... 35

5.3. Zahtjevi korisnika ITS-a ................................................................................................. 37

5.4. Identifikacija i mjerenje učinka ITS-a ............................................................................. 41

5.5. Dosadašnja iskustva prvih programa i projekata ITS-a .................................................... 45

5.5.1. Rezultati dosadašnjih istraživanja učinka ITS-a ....................................................... 47 5.5.2. Rezultati istraživanja dobiveni kroz projekt 5T u Torinu .......................................... 47

5.5.3. Analiza koristi od ITS-a ........................................................................................... 49

5.5.4. Analiza troškova ITS-a ............................................................................................... 50

5.6. Norme relevantne za ITS ................................................................................................ 51

5.7. Senzorska tehnika ........................................................................................................... 51

33

5. ZAHTJEVI KORISNIKA I MJERENJE UČINKA ITS-a

5.1. Međunarodna normizacija ITS usluga

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 (Treveler Information) 2. upravljanje prometom i operacijama (Traffic Management and Operations) 3. vozila (Vehicles) 4. prijevoz tereta (Freigh Transport) 5. javni prijevoz (Public Transport ) 6. žurne službe (Emergency) 7. elektronička plaćanja vezana za transport (Transport Related Electronic Payment) 8. sigurnost osoba u cestovnom prijevozu (Road Transport Related Personal Safety) 9. nadzor vremenskih uvjeta i okoliša (Weather and 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 informiranje 2. putno informiranje vozača 3. putno informiranje u javnom prijevozu 4. osobne informacijske usluge 5. rutni vodič i navigacija 6. podrška planiranju prijevoza 7. vođenje prometnog toka 8. nadzor i otklanjanje incidenata 9. upravljanje potražnjom 10. nadzor nad kršenjem prometne regulative 11. upravljanje održavanjem infrastrukture 12. poboljšanje vidljivosti 13. automatizirane operacije vozila 14. izbjegavanje čelnih sudara 15. izbjegavanje bočnih sudara 16. sigurnosna pripravnost 17. sprječavanje sudara 18. odobrenje za komercijalna vozila 19. administrativni procesi za komercijalna vozila 20. automatski nadzor sigurnosti cesta 21. sigurnosni nadzor komercijalnog vozila na instrumentnoj ploči vozila 22. upravljanje komercijalnim voznim parkom 23. upravljanje javnim prijevozom 24. javni prijevoz na zahtjev

34

25. upravljanje zajedničkim prijevozom 26. žurne objave i zaštita osoba 27. upravljanje vozilima žurnih službi 28. obavješćivanje o opasnim teretima 29. elektroničke financijske transakcije 30. zaštita u javnom prijevozu 31. povećanje sigurnosti „ranjivih“ cestovnih korisnika 32. inteligentna čvorišta i dionice

35

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

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

KLITS

KLIITS

SQSQ

PIPI

oo >

>

gdje je : −ITSPI indeks performansi inteligentnog prometnog sustava

−KLPI indeks performansi klasičnog (pred- ITS) prometnog sustava

−ITSSQ o kvaliteta usluga inteligentnog prometnog sustava

−KLSQ o kvaliteta usluga klasičnog (pred-ITS) prometnog sustava

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

ITSITSa Ω∈

gdje je : −ITSa pojedino ITS rješenje

−Ω ITS 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.

36

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.

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.

37

5.3. 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 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 biti i 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. 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

38

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

FSUR →

gdje je : UR - korisnički zahtjev FS - funkcije sustava

→ - oznaka za meko preslikavanje

Potrebno 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:

a. identifikacija korisnika i definiranje problema b. interakcija s korisnikom i pisanje zahtjeva c. kontrolni pregled sustavskih zahtjeva d. definiranje pokazatelja performanci i troškova e. 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 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. Prvi tip čine zahtjevi sa stajališta okvira arhitekture, a drugi tip čine 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.

39

- 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 - 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.

40

- Grupa 7 obuhvata sve aktivnosti vezane za vođenje prometa, upravljanje - 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. Da bi korisnički zahtjevi bili sustavno strukturirani i zauzeli odgovarajuće mjesto putem sustavne specifikacije oni moraju imati sljedeća svojstva: zahtjev mora biti jasan(nedvojben) što će osigurati bit onog što je kazano, mogućnost testiranja (ispitivanja) koja osigurava mogućnost kontroliranja zahtjeva koji je predstavljen u više oblika, mogućnost pronalaženja koja osigurava pronalaženje i jasno prikazivanje zahtjeva, jedinstvenost koja osigurava neovisnost zahtjeva od svih drugih sa jedinstvenim identitetom koji omogućava njegovo jednostavno pronalaženje, namjena zahtjeva mora biti samo jednoj kategoriji korisnika.

41

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.

5.4. 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 :

- sigurnost - učinkovitost protoka - produktivnost i reduciranje troškova - korist za okoliš

Pregled i rangiranje transportnih problema prema učincima korisničkih servisa : KORISNIČKE FUNKCIJE TRANSPORTNI PROBLEMI Prom

etne nezgode

Problemi funkcio niranja

Utjecaj na okoliš

Utjecaj na produktivnost

Utjecaj na mobilnost

učestal

ost

težina

kap

aciteta

Zak

rčeno

st

Ko

risni

čki

Em

isija štetn

ih

Po

trošn

ja

Op

erativn

in

Vrijem

e p

uto

va

Sigurn

ost

Stres

Pristu

p

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

S S N S

2. Vođenje prometnog toka Trafic Control

S S V V V V V V S

3. Nadzor i otkjlanjanje incidenata Incident Managment

S S V V V S V S

4.Upravljanje potražnjom Demand Managment

N S

5. Nadzor nad kršenjem prometne regulative Policing/Enforcing Traffic Regulations

V S V N

6. Upravljanje održavanjem infrastrukture Infrastrukture Maintenance Managment

S N N

Traveler Information (ATIS) 7. Predputno informiranje Pre-Trip Information

S S V N N S N N V

8. Putno informiranje vozača On Trip Driver Information

N N S N V S S V V

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

V S S V V

42

Information 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 S

17.Sprječavanje sudara Pre-Crash Restraint Deployment

V S

Commercial Vehicles Operations CVO 18. 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 On-Board Safety Monitoring

S S N N

22. 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

43

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

S S N N V S S S

Safety 30.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 : - poboljšanje sigurnosti u prometu - učinkovitiji transportni i logistički procesi - povećanje protočnosti - zaštita okoliša - novi poslovi i zapošljavanje - kvalitetnije usluge za krajnje korisnike - 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:

- pregledna analiza iskustva drugih uz eksploataciju rezultata - izvođenje pilot projekata i određivanje izglednih koristi u konkretnom kontekstu - korištenjem simulacijskog modela

Mjerljive veličine i područje koristi su date u tabeli br 1. Tabela 1. Područje koristi Mjerljive veličine prijevoz 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)

44

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 :

- metoda mjerenja fizičkih učinaka - metoda analize koristi - analiza troškova i efektivnosti (E/C) - analiza koristi i troškova (B/C)

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:

∑

∑

=

=

+

+=n

ii

i

n

ii

i

r

Cr

B

C

B

0

0

)1(

)1(

gdje je : −iB koristi od ITS projekta u godinama (0,1,2,...,n)

−iC troškovi ITS projekta u godinama (0,1,2,...,n)

−ir diskontni faktor (stopa)

Nedostatci B/C metode su: - svi učinci svode se na novčano mjerilo - postoji subjektivnost procjene - neki učinci se dvostruko uračunavaju - problem uključivanja razlika

45

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 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.

5.5. 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: - ERGS -Electronic Route Guidance Projekt (SAD) - Simensovi projekti (Ali-Scout Route Guidance Project, Berlin) - IVHS- Integrated Vehicle Highway System (University of Michigen) - europski projekti DRIVE i PROMETEJ Nakon tih početnih projekata i programa slijedio je niz nacionalnih arhitektura i brojnih projekata jače integriranih u ITS koncepte. 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.

46

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.

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

47

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.

5.5.1. 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.

5.5.2. 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.

48

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 . 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

49

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.

5.5.3. 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. Manja implementacija sustava kompletnog automatiziranja autoceste može povećati protok za 30 postotaka sa sustavom upozorenja za

50

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. Tabela 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 %

Za operatore i koncesionare infrastrukture od posebnog je interesa produktivnost i reduciranje njihovih troškova što je prikazano u tabeli br.3. Tabela 3.

upravljanje 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.)

5.5.4. 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

51

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.

5.6. 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.

5.7. 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. 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.

52

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

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

53

ČETVRTA PREDAVANJA

SADRŽAJ

ČETVRTA PREDAVANJA ......................................................................................................... 53

6. ARHITEKTURA ITS-a ..................................................................................................... 54

6.1. Pojam i definicija ITS arhitekture ................................................................................... 54

6.2. Koncept i načela dobre arhitekture .................................................................................. 56

6.3. Klasični i evolutivni razvoj kompleksnog ITS sustava ................................................... 58

6.4. Razine ITS arhitekture .................................................................................................... 59

6.5. Logička arhitektura ITS-a ............................................................................................... 60

6.6. Fizička arhitektura .......................................................................................................... 65 6.7. Tipovi ITS arhitektura .................................................................................................... 66

6.8. Europska ITS arhitektura ................................................................................................ 67

6.9. Životni ciklus ITS-a ....................................................................................................... 70

6.10. Evaluacija sustava ........................................................................................................ 71

54

6. ARHITEKTURA ITS-a

6.1. 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 : - s procesima kreiranja umjetnih objekata - 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: - građevinskim - hardverskim - softverskim

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.

55

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. Sl. 4.1. Proces kreiranja arhitekture ITS 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.

56

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.

6.2. 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.

Sl. 4.2. Aspekti arhitekture ITS

57

Načela dobre arhitekture su : 1.konzistentnost 2. ortogonalnost 3. umjesnost 4. transparentnost 5. općenitost 6. otvorenost 7. kompletnost Konzistentnost znači da je uz djelomično znanje sustava moguće predvidjeti ostali dio

sustava. Načelo 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.

58

6.3. 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:

- početnim zahtjevima korisnika - raspoloživim tehničko-tehnološkim rješenjima - 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. Prikaz takvog evolutivnog pristupa razvoju sustava ilustriran je na slici:

Sl. 4.3.1. Klasični tijek razvoja sustava ITS

59

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 :

- konzistentni - kompatibilni - interoperabilni

6.4. 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-a 3 Međuorganizacijska razina 2 Razina jedne organizacije 1 Tehnologijska razina 0 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.

Sl. 4.3.2. Evolutivni pristip razvoju kompleksnih sustava

60

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.

6.5. Logička arhitektura ITS-a

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

Sl. 4.5.2. Primjer Logičke arhitekture

Sl. 4.5.1. Tok razvoja arhitekture

61

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: - prikazuje potrebne funkcijske procese i tokove podataka koji su potrebni da se

zadovolje zahtjevi korisnika odnosno usluge - neovisna je o tehničko-tehnološkoj implementaciji (opremi) - osnova je za definiranje fizičke arhitekture - 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.

European ITSFramework Architecture

© European Communities, 2000

Dijagram konteksta

Sl.4.5.3 Dijagram konteksta

62

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 :

- fizički entiteti (okolina, površina ceste i dr.) - ljudski entiteti (operater, vozač, putnik i dr.) - operativni sustavi (žurne službe, sustavi za nadzor vremenskih prilika i dr.) - organizacije (uprave za transport, financijske institucije i dr.)

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

1. funkcijski ili procesno orijentirani pristup 2. 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 :

- definiranje procesa - funkcionalna dekompozicija - 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.

63

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.

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

64

3.2.3Assess Incidents andDetermine Responses

3.2.1Detect

Incidents3.2.2

Identify andClassify Incidents

3.2.4Manage

Incident Data

pepf.mt_accident_warning

mt_incident_detection_data

mt_new_incident_data

mt_incident_data_for_assessment

mt_incident_command_responses

mt_incident_command_requests

mt_inter-urban_incident_strategy_request

mt_updated_incident_data

psef.mt_incident_data_update

mt.psef_incident_notification

mt_request_for_stored_

incident_data

mt_urban_traffic_data_for_

incident_detection

mt_inter-urban_traffic_data_for_incident_detection

3.4Incident Data

Storemt_load_incident_data

mt_urban_incident_strategy_request

mt_incident_statistics_response

trrs-incident_data

frrs-incident_data

ftrfc-presence_indication

mt_read_incident_data

mt_incident_statistics_request

psef.mt_incident_data

mt.ptja_incident_information

3.2.5Provide Incident

ManagementOperatorInterface

fo.rno-incident_

inputs

to.rno-incident_outputs

mt_operator_incident_data

fesp.peo-event_data

tesp.b-incident_data

fws-weather_data_for_incidents

mt.mpto_request_incident_service_

change

mt_environmental_incident_inputs

mt_short_term_maintenance_data

mt_long_term_maintenance_data

tesp.ttip-incident_

data

mt_urban_incident_warning_commands

mt_inter-urban_incident_warning_commands

mt.mpto_incident_information

mt_urban_traffic_data_for_incidents

mt_inter-urban_traffic_data_for_incidents

ft-incident_notificationfmms.mmms-

accident_information

mpto.mt_incident_data

fmms.mmms-strike_details

fd-incident_notification fv-incident_

notification

mt_icing_incident_data

Sl.4.5.4. Funkcija upravljanja incidentima 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

Detekcija incidenta

Identifikacija i klasifikacija incidenta

Osiguranje interfejsa operatoru koji upravlja incidentima

Upravljanje podacima o incidentu

Procjena incidenta i odgovor na incident

spremanje podataka o incidentu

65

6.6. 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 .

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.

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 izmeñu vozila FWC -Žičane telekomunikacije

66

Fizička arhitektura :

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

- žičane i bežične komunikacijske mreže omogućuju komunikaciju između komponenata - 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.

6.7. 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:

- viziju ITS-a - teoriju operativnog djelovanja - logičku i fizičku arhitekturu - analizu troškova i koristi - analizu rizika - 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.

67

U više zemalja gdje su razvijene nacionalne ITS arhitekture razvijena su i pomagala za njezin razvoj. Sumirajući postojeće ITS arhitekture u svijetu možemo govoriti o tri osnovna tipa arhitekture s obzirom na sadržaj i obveznost :

1. okvirne ITS arhitekture 2. obvezne ITS arhitekture 3. 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.

6.8. 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 :

a/ 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.

b/ 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. c/ Arhitekture servisa su direktan proizvod okvirne arhitekture. d/ Komercijalne arhitekture su direktan proizvod okvirne arhitekture za europsku industriju.

68

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.

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.

European ITSFramework Architecture

© European Communit ies, 2000

Sl.4.8.1. Okvirna europska arhitektura ITS

Okvirna europska arhitektura ITS

Nacionalna/lokalna arhitektura

arhitektura sustava

ITSsustav

ITSsustav

ITSsustav

arhitekturaservisa

arhitekturasustava

ITSsustav

ITSsustav

ITSsustav

komercijalni sustavarhitekture

ITSsustav

ITSsustav

arhitektura servisa

arhitektura sustava

ITSsustav

ITSSustav

naslijeñenisustavi

pri

lag

oñen

a ar

hite

ktur

a

interoperabilnost

naslijeñeni sustavi

nep

rila

goñ

ena

arhi

tekt

ura

INTER-OPERABILITY

- 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.

69

- 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. 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. 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.

70

6.9. 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 ITS-a. 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.

Sl. 4.9.1.Dekompozicija životnog ciklusa sustava

71

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.

6.10. 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 planiranja 2. praćenje implementacije 3. 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:

- vrijeme putovanja - broj i težina prometnih nezgoda - povećanje udobnosti

Sl.4.9.2. Model životnog ciklusa ITS sustava

72

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.

73

PETO PREDAVANJE

SADRŽAJ PETO PREDAVANJE .................................................................................................................. 73

7. Koncepti i tehnologije potrebne za funkcioniranje ITS-a ................................................... 74

7.1. Hijerarhijska organizacija ITS-a u urbanim sredinama ................................................. 74

7.2. Strategija upravljanja prometom ..................................................................................... 76

7.3. Osnovne funkcije strategije upravljanja prometom na prometnoj mreži .......................... 77

7.3. Telekomunikacijska tehnika i tehnologija ....................................................................... 78 7.4. Teleprometno dizajniranje komunikacijskog podsustava ITS-a ....................................... 79

7.6. Informacioni lanac ITS-a ................................................................................................ 81

7.6.1. Raspoložive tehnologije ITS-a .................................................................................... 82

7.6.2. Prikupljanje podataka .................................................................................................. 83

7.6.3. Obrada podataka ......................................................................................................... 85 7.6.4. Komuniciranje podatcima ............................................................................................ 86

7.6.5. Distribucija podataka .................................................................................................. 88

7.6.6. Korištenje informacija ................................................................................................. 90

74

7. Koncepti i tehnologije potrebne za funkcioniranje ITS-a

7.1. 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.

sl. 5.1. Identifikacija i prikupljanje podataka o prometu i njihova distribucija putem inteligentnih transportnih sustava

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

75

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 :

- «on-line» kontrolnog nivoa - nivoa za koordinaciju - 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 kontrole

prometa na mreži prometnica

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

76

«On-line» kontrolni nivo je najniži nivo u hijerarhiji. Operacije koje se izvode na ovom nivou su : - Prepoznavanje prometne situacije putem senzora - prijenos informacija o prometnoj situaciji do koordinatora - izbor odgovarajuće kontrolne funkcije - preuzimanje parametar kontrolne funkcije od koordinatora - 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 .

7.2. 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.

Glavni zadaci strategije upravljanja prometom su : a/ Povezivanje konvencionalne signalne kontrole i sustava upravljanja prometom b/ Osiguranje korisnički orijentiranih komponenti koje kroz prometnu mrežu i prometne signalne ostvaruju provođenje strategije upravljanja prometom c/ Utemeljenje općih procedura nadzora i procjene d/ Upravljanje bazama podataka koje osigurava razvoj od povijesne slike prema gradnji baza znanja

77

e/ Ispitivanje sustava od identificiranja problema i njegovih uzroka do provođenja strategijskih rješenja tih problema f/ Osiguranje kompletne podrške sustavu i osiguranje automatskog backup-a

7.3. 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.

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

78

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.

7.3. 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.

79

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. 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 :

- beskonecijsko paketno međumrežno povezivanje - funkcioniranje prema TCP/IP skupni protokol - zajednička adresna struktura (IPv4 odnosno IPv6)

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

7.4. Teleprometno dizajniranje komunikacijskog 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 :

- žični sustavi - bežični i mobilni ćelijski sustavi - 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.

80

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 : STA *λ=

- za mrežu s komutacijom paketa : C

DA *λ=

gdje je : A – veličina teleprometa (u erlanzima) Ts – prosječno trajanje poziva ili sesije λ- intenzitet poziva ili paketa D- duljina paketa u bitima C- 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) ii C≤<ϕ0

uz zadovoljene normirane kvalitete posluživanja (QoSN) i minimalne troškove

Sl. 5.4.1.

81

min)( →ii Cd

gdje je : −)( iE ϕ očekivana vrijednost tokova informacija

−iC kapacitet i-tog mrežnog elementa

−)( ii Cd trošak mrežnog kapaciteta iC

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

- potrebna širina kanala - vremenska transparentnost prijenosa (kašnjenja) - 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.

7.6. 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. 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.

82

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 :

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

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

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

7.6.1. 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.

transportni sustav

korisnici ITS

obrada podataka

korištenje informacija

distribucija informacija prikupljanje

podataka

komunikacija komunikacija

Sl.5.5.1. ITS informacioni lanac

83

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. Tabela 5.5.1. Raspoložive tehnologije za primjenu u ITS ITS tehnologije

Tehnologije povezane sa infrastrukturom

Tehnologije povezane sa vozilom

prikupljanje podataka

• prometni detektori • praćenje vremenskih uvjeta

• AVI-automatska identifikacija vozila • Upozorenja tijekom vožnje

obrada 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

7.6.2. 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 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.

84

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 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.

85

7.6.3. Obrada podataka

Stvarnovremenski 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. 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 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.

86

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. 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.

7.6.4. Komuniciranje podatcima

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.

87

Nasuprot toga, 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 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. 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,

88

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. 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.

7.6.5. 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 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.

89

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 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. U stvari 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

90

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 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.).

7.6.6. 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 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).

91

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. 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.

92

ŠESTO PREDAVANJE

SADRŽAJ

ŠESTO PREDAVANJE ................................................................................................................ 92 8. INTELIGENTNI SUSTAVI INFORMIRANJA PUTNIKA I VOZAČA ............................... 93

8.1. Funkcionalna područja ITS usluga .................................................................................. 93

8.2. ITS skupina usluga putnih informacija TI ....................................................................... 97 8.3. ITS skupina usluga predputnog informiranja (Pre-Trip Information) PTI .................... 100 8.3.1. Ciljevi i operativni koncepti sustava PTI .................................................................. 100 8.3.2. Zahtjevi korisnika i interesi stakeholdera za PTI ........................................................ 101 8.3.3. Funkcionalna specifikacija PTI .................................................................................. 102

8.3.4.Tehnologija za realizaciju sustava PTI ........................................................................ 103 8.4. ITS usluga putne informacije vozaču (ODI) ...................................................................... 105 8.5. ITS usluge putnih informacija o javnom prijevozu (OPI) ................................................ 108

8.6. Osobne informacijske usluge PIS .................................................................................... 111

93

8. INTELIGENTNI SUSTAVI INFORMIRANJA PUTNIKA I VOZAČA

8.1. Funkcionalna područja ITS usluga

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

12. Informiranje putnika (Treveler Information) 13. Upravljanje prometom i operacijama (Traffic Managment and Operations) 14. Vozila (Vehicles) 15. Prijevoz tereta (Freight Transport) 16. Javni prijevoz (Public Transport ) 17. Žurne službe (Emergency) 18. Elektronička plaćanja vezana za transport (Transport Related Electronic Payment) 19. Sigurnost osoba u cestovnom prijevozu (Road Transport related Personal Safety) 20. Nadzor vremenskih uvjeta i okoliša (Weather and Environment Monitoring) 21. Upravljanje odzivom na velike nesreće (Disaster Response Managment and

Coordination) 22. Nacionalna sigurnost i zaštita (National Security)

1. Informiranje putnika (Treveler Information) U području usluga informiranja putnika (treveller information) obuhvaćene su statičke i dinamičke informacije o prometnoj mreži, usluge predputnog i putnog informiranja, te podrške službama koje obavljaju prikupljanje, pohranjivanje i upravljanje informacijama za planiranje transportnih aktivnosti. Usluga predputnog informiranja (pre-trip information) omogućuje korisnicima iz doma odnosno sa svoga radnog mjesta ili druge lokacije dođu do korisnih informacija o raspoloživim modovima, vremenu i cijenama putovanja. Naglasak je na multimodalnim i intermodalnim informacijama. Usluge putno informiranje (on trip information) uključuje stvarnovremenske informacije o putovanju, procjenu vremena putovanja ovisno o postojećim uvjetima, raspoloživim parkirnim mjestima, prometnim nezgodama itd. Informacije se pružaju putem terminala na autobusnim ili željezničkim postajama, trgovima, tranzitnim točkama, ekranima u vozilu ili prenosivim osobnim terminalima. Različite službe (Yellow Pages) omogućuju korisnicima pristup informacijama prije ili za vrijeme putovanja. Usluge rutnog vodiča i navigacija mogu se odnositi na predputno i putno informiranje o optimalnoj ruti ili putanji do specificirane destinacije. Izbor najbolje rute temelji se na informacijama o prometnoj mreži i javnom prijevozu te uključuje multimodalne opcije s rješenjima kao što su Park&Rid i dr. Primjeri tih servisa su : - dinamički rutni vodič u vozilu (Dynamic In-vehicle Route Guidance) - integrirani multimodalni putni vodič - pješački ili biciklistički rutni vodič

94

Podrška planiranju putovanja (trip Planning Support) pruža podatke o prometnim tokovima i transportnoj potražnji sa svrhom transportnog planiranja. To su aktualni i povijesni podaci iz prometnih upravljačkih i informacijskih sustava te podaci od vozila u pokretu (Probe Vehicles).

2. Upravljanje prometom i operacijama (Traffic Managment and Operations) U ITS domeni pod nazivom upravljanje prometom i operacijama (Traffic Managment and Operations) nalazi se nekoliko usluga: - vođenje prometa - upravljanje incidentnim situacijama - upravljanje potražnjom - upravljanje i održavanje transportne infrastrukture - identifikacija prekršitelja Usluga vođenje prometnog toka (Traffic Control) odnosi se na upravljanje prometnim tokovima, kako u mreži gradskih prometnica tako i izvan gradova (na autocestama i dr.) Primjeri tih usluga su :

- adaptivno upravljanje prometni svjetlima - promjenljive prometne poruke - kontrola pristupa na autocestu - kontrola brzine - upravljanje parkiranjem

Nadzor i otklanjanje incidenata na prometnicama (Transport Related Incident Managment) obuhvaća detektiranje, odziv i raščišćavanje incidenata na prometnicama ili u neposrednoj njihovoj blizini. Samo manji broj od ukupnog broja incidenata na prometnicama odnosi se na prometne nezgode u kojima sudjeluju vozila i postoje ozlijeđeni i smrtno stradali. Osim detektiranja i raščišćavanja, obavlja se predviđanje i prevencija nezgoda. Posebno je važno sprečavanje sekundarnih nezgoda (Post Incident Managment). Težište je na prometnim nezgodama i nesrećama iako sustav uključuje odziv na druge uzroke malih incidenata (puknuće gume, nestanak vozila i sl.) te velikih nesreća i katastrofa (potresi, klizanje terena, veliki požari ). Upravljanje potražnjom je skup usluga kojima se djeluje na razinu potražnje u različitim vremenskim intervalima i na promjenu moda prijevoza. Usluga upravljanja potražnjom uključuju:

- upravljanje tarifama javnog prijevoza - kontrolu pristupa pojedinim gradskim zonama - cijene parkiranja - naplatu doprinosa zagušenju (Congestion Pricing) - uvođenje posebnog traka za osobna vozila s više putnika (High Occupancy Lane

Managment)

Upravljanje održavanjem transportne infrastrukture je skupina usluga koja se temelji na aplikaciji ITS tehnologija u upravljanju održavanjem cestovnih prometnica, odnosno pripadajuće komunikacijske informatičke infrastrukture.

95

Nadzor kršenja prometne regulative (policing Enforcement) uključuje automatsko detektiranje tipa vozila, registarske pločice, prekoračenje brzine uz efikasne „backoffice“ procedure. 3. Vozila (Vehicles) U ITS području pod nazivom vozila (Vehicles) nalazi se više usluga kojima se poboljšavaju operativna sigurnost vozila: - poboljšanje vidljivosti (Vision Enhancement) - asistencija vozaču i automatske radnje vozila - sprečavanje sudara - sigurnosna upozorenja 4. Prijevoz tereta (Freigh Transport) U području prijevoz tereta (Freigh Transport) objedinjene su funkcije, odnosno usluge koje se odnose na administriranje komercijalnih vozila, multimodalnu logistiku i međusobnu koordinaciju prijevoznika i drugih aktera uključenih u proces prijevoza tereta. Primjeri usluga su: - upravljanje intermodalnim informacijama o prijevozu roba - menadžmet intermodalnih centara - upravljanje opasnim teretima - automatska provjera dokumenata i težine vozila, itd. 5. Javni prijevoz (Public Transport) U području javnog prijevoza (Public Transport) definirano je više usluga koje omogućuju redovite i učinkovite radnje javnog prijevoza uz pružanje ažurnih informacija korisnicima. Primjeri tih usluga su: - napredni sustav javnog prijevoza - praćenje voznog parka - napredni sustav dispačeringa - zajednički transport Primjeri usluga su: - automatska provjera nezgode

- automatski poziv u slučaju nezgode - koordinirano upravljanje vozilima žurnih službi

6. Žurne službe (Emergency)

U području usluga žurnih službi objedinjeni su funkcionalni procesi koji omogućuju brzu i učinkovitiju intervenciju službe hitne pomoći, vatrogasaca, policije i drugih žurnih službi. Domena usluga žurnih službi sve više se integrira sa incident managmentom i postaje dio integriranog sustava upravljanja prometom tako da vrijedi :

ITSTMIMEM ⊂° )(

gdje je : −EM upravljanje žurnim službama −IM nadzor i otklanjanje incidentnim situacijama −ITSIM integrirano upravljanje prometom u ITS okruženju

96

7. Elektronička plaćanja vezana za transport (Transport Related Electronic Payment) U područje elektronička plaćanja vezana za transport nalaze se usluge :

- elektronička naplata javnog prijevoza - elektronička naplata cestarine - elektronička naplata parkiranja - daljinska plaćanja

Integracija različitih sustava plaćanja i institucija uključenih u sustav obuhvaća tehničko-tehnološka i međuorganizacijska rješenja.

8. Sigurnost osoba u cestovnom prijevozu (Road Transport related Personal Safety)

U području sigurnost osoba u cestovnom prijevozu definirano je više usluga: - nadzor i zaštita u vozilima javnog prijevoza, kolodvorima itd. - sustav nadzora pješaka - sustav upozorenja o radovima na cesti

9. Nadzor vremenskih uvjeta i okoliša (Weather and Environment Monitoring)

U području pod nazivom nadzor vremenskih uvjeta i okoliša nalaze se usluge: - nadzor vremenskih prilika na cestama - nadzor onečišćenja - nadzor razine vode i leda, itd.

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

Područje pod nazivom upravljanje odzivom na velike nesreće povezuje usluge i agencije vezane za prirodne nesreće, terorizam itd. Primjeri usluga su :

- jedinstveni pozivni broj 112 - upravljanje podacima o velikim nesrećama - koordinacija žurnih službi

11. Nacionalna sigurnost i zaštita (National Security) U području pod nazivom nacionalna sigurnost i zaštita razvijaju se usluge koje omogućuju identifikaciju opasnih vozila, nadzor kretanja eksploziva, nadzor cjevovoda, naftovoda itd.

97

8.2. ITS skupina usluga putnih informacija TI

ITS sustav informiranja putnika bitno se razlikuje u odnosu na statičke sustave voznih redova, informacija o kašnjenjima i otkazima linija ili letova isl. Jedan operativni koncept sustava informiranja putnika i vozača pokazan je na slici 6.2.1.

Sl. 6.2.1. Operativni koncept sustava informiranja putnika i vozača

ITS skupina usluga putne informacije (Trevel Information –TI) obuhvaća splet usluga predputnih i putnih informacija, obavještavanja u javnom prijevozu, rutiranja i navigacije osobnih vozila na putu do odredišta. Informacije trebaju omogućiti smanjenje neizvjesnosti i bolji izbor načina (modova) prijevoza, izbor rute, vremena polaska, promjene moda, vođenje (navigaciju) do odredišta idr. Usluge se realiziraju putem posebnih sustava ili integriranim sustavom za više srodnih usluga. U postojećim ITS arhitekturama pojedinih zemalja usluge putnih informacija različito su tretirane. U američkoj ITS arhitekturi putne informacije nisu specificirane kao posebna homogena skupina nego se razmatraju u okviru prvih triju skupina (I: Travel and Transportation Managment, II: Travel Demand Managment, III: Public Transportation Operations). Prema ISO-TICS specifikacijama i europskoj KAREN arhitekturi, putne informacije određene su kao prva skupina temeljnih ITS usluga.

98

Skupinu ITS usluga putnih informacija TIITS u skladu sa ISO-TICS i KAREN specifikacijama čine sljedeće temeljne usluge :

1. predputne informacije (Pre-trip Information) PTI 2. putne informacije vozaču i putniku (On-trip Driver Information) ODI 3. putne informacije u javnom prijevozu (On-trip Public Transport Information) OPI 4. osobne informacijske usluge (Personal Information Services) PIS 5. izbor rute i navigacija (Route Guidance and Navigation) RGN

Analizirajući postojeće specifikacije usluga putnih informacija, može se zaključiti da su one orijentirane na zadovoljenje zahtijeva putnika i vozača u cestovnom prometu, no postoje poveznice s drugim granama (modovima) prijevoza. U skladu sa sustavnim konceptom može se ustvrditi da sustav putnih informacija treba koncipirati, dizajnirati kao podsustav IITSITITI ITSITS ⊂⊂

gdje je : −ITSTI postojeći sustav s uslugama putnih informacija orijentiran na cestovni

promet −ITSITI integrirani nadsustav koji povezuje postojeći sustav IPITS s drugim

granama i modovima prijevoza −IITS integrirani inteligentni transportni sustav ( na razini cjeline prometnog sustava) Istraživanje i efektivno preslikavanje korisničkih potreba u ITS usluge i funkcijske specifikacije podrazumijeva primjenu metoda i pomagala tehnologijskog marketinga. Iz usuglašenih i dobro definiranih specifikacija usluga TIITS definiraju se funkcijski procesi i izvedbene fizičke strukture gdje su ti procesi rezidentni. Izvedba treba biti takva da vrijedi )(: TIFTISSTI iITSTIITS ∈=

gdje je : TISS - podsustav i modeli TIITS

−)(TIFi funkcije odnosno funkcijski procesi sustava prometnih informacija TI

Napredni sustavi putnih informacija realizirani ITS tehnologijom omogućuju smanjenje neizvjesnosti vezanih za pripremu i provedbu putovanja do odredišta. Iako već niz godina u svim zemljama postoje institucije (društva, autoklubovi i dr.) koji prikupljaju i prezentiraju informacije o prometu stalno je rastući jaz između ponude i potražnje za tim informacijama kao što je prikazano na slici 6.2.2.

99

Sl.6.2.2 Rastući jaz između ponude i potražnje prometnih informacija Količina informacija koja se stvara u prometnom sustavu vrlo je velika zbog golemog broja mogućih događaja koji su u složenim međusobnim ( dinamičkim ) odnosima. Efektivnost i efikasnost postojećih rješenja bitno je manja u odnosu na očekivane performanse ITS putnih informacija. Vrijednost putne informacije za korisnika može se načelno izraziti kao složena funkcija za konkretan prostorno-vremenski okvir (s,t): Wp = f (relevantnost, točnost, ažurnost, promjenljivost)s,t Razina putne informiranosti donositelja odluke procijenit će se iz odnosa

MAX

RPI I

IL =

gdje je : −PIL razina putne informiranosti korisnika

−RI informacije kojim raspolaže korisnik

−MAXI potpuna informacija o putovanju i stanju prometnog sustava

ponuda

potražnja

100

8.3. ITS skupina usluga predputnog informiranja (Pre-Trip Information) PTI

8.3.1. Ciljevi i operativni koncepti sustava PTI

ITS usluga predputnog informiranja (Pre-Trip Information – PTI) prva je u funkcionalnom području informiranja putnika (Traveller Information –TIITS) Usluga PTI realizira se kao relativno samostalni komercijalni paket ili (češće) integrira s drugim uslugama u odgovarajućem tržišnom paketu (ITS market package) Svrha sustava PTI je pružiti korisnicima prije početka putovanja kvalitetne ažurne podatke odnosno informacije koje će omogućiti donošenje bolje odluke o :

- načinu putovanja - modu - ruti - vremenu polaska, itd

Informacije se mogu odnositi na :

- planiranje putovanja javnim prijevoznim sredstvima - stanje na cestovnim prometnicama - vremenske prilike (snijeg, kiša, led, magla, itd.) - mjesta mogućeg parkiranja (R&P terminali) - vozne redove u željezničkom, zračnom i vodenom prometu - turističke i ugostiteljske sadržaje - korisne obavijesti vezane uz putovanje i dr.

Predputne informacije su dostupne korisniku putem različitih medija odnosno telekomunikacijskih terminalnih uređaja:

- žičnih/fiksnih telefona - telefaksa i teleksa - radija - RDS/TMC (Radio Dana System/Traffic Managment Centre) - računala spojenog na internet - mobilnog (GSM) aparata i osobnih digitalnih pomoćnika (PDA) - javnog interaktivnog (elektroničkog) kioska -

Interaktivnim upitom korisnik dobiva željenu informaciju tako da može planirati putovanje ili način putovanja ovisno o (ne)prilikama na prometnici (zagušenje cesta, radovi, prekidi javnog prijevoza isl.). Drugi način dobivanja informacija radijski i televizijska distribucija informacija koje nisu adresirane i usmjerene na individualnog korisnika.

101

8.3.2. Zahtjevi korisnika i interesi stakeholdera za PTI

Rezultati istraživanja potreba korisnika i interesa stakeholdera za uslugama i informiranje prije početka putovanja strukturirano su prikazani u tablici 6.3.1. Tablica 6.3.1. Referent. oznaka

Korisnički zahtjevi (UR 1.x)

UR 1.1. sustav mora pružiti informacije o opasnostima i informacije žurnih službi (prva pomoć, vatrogasci, policija idr.) svim korisnicima

UR 1.2. sustav može pružiti mogućnost naplaćivanja informacija (osim navedenih žurnih službi)

UR 1.3. sustav može pružiti točne, pouzdane, vremenski ažurne i razumljive informacije o prometu i putovanju

UR 1.4. sustav može omogućiti korisnicima da planiraju svoje putovanje prema vlastitim kriterijima izbora moda prijevoza, vremena polaska/povratka, selekciju cestovnih ruta idr.

UR 1.5. sustav može poticati na korištenje javnog ptijevoza u skladu sa specificiranom politikom

UR 1.6. sustav može omogućiti alternativnu zamjenu moda prijevoza u slučajevima vremenskih neprilika, štrajkova, sportskih događaja i dr.

UR 1.7. sustav može biti usuglašen na lokalnoj, regionalnoj, nacionalnoj i međunarodnoj razini

UR 1.8. putne informacije trebaju uključivati podatke o cijenama, posebnim uvjetima, predviđenoj prometnoj situaciji idr.

UR 1.9. sustav može pružiti informacije o turističkim atraktivnostima, restoranima i drugim sadržajima koji mogu biti zanimljivi korisnicima

UR 1.10. sustav može pružiti informacije na više jezika prema korisnikovom izboru UR 1.11. sustav može pružiti informacije prilagođene krajnjem korisniku ili posredniku

(agenciji, radiopostaji i dr.) koji ih dalje distribuira Istraživanja provedena kroz KAREN-projekt dopunjena su i korigirana u skladu s preliminarnim istraživanjima provedenim u zemljama CEE (središnje i istočne Europe). Identificirani zahtjevi korisnika usuglašavaju se s interesima i prioritetima stakeholdera te preslikavaju u standardne usluge i u funkcionalne specifikacije podsustava/modula ITS-a. U formaliziranom zapisu radi se o preslikavanju iPTI FITSTCSRUR →°° )(

gdje je : −PTIUR korisničke potrebe/zahtjevi za uslugama predputnih informacija

−SR interesi/zahtjevi relevantnih stakeholdera (prijevoznika, lokalne samouprave, davatelja ITS usluga) −TC tehnološke mogućnosti −°)( operator asocijacije

−iFITS funkcionalni zahtjevi za i-ti podsustav ITS-a

102

Obvezni zahtjevi definiraju se pomoću riječi „mora“ dok za neobvezne zahtjeve koristimo termin „može“ odnosno „ima mogućnost“. Zainteresiranost pojedinih stakeholdera za realizaciju pojedinih zahtijeva prikazanih u tablici ocjenjuje se verbalnim procjenama: H- visoka M- srednja L - mala φ - nema zainteresiranosti

Tablica 6.3.2. Interesi stakeholdera za PTI Stakeholderi Zainteresiranost

H M L φ

Privatni korisnici-putnici * Prijevozničke tvrtke * Davatelji ITS usluga * Lokalna uprava * Ministarstva * Mrežni operatori * Proizvođači opreme * Posebni zahtjevi stakeholdera vezani su za :

- integraciju s postojećom telekomunikacijskom infrastrukturom - centralizirano i geografski distribuirano upravljanje sustavom - uključivanje postojećih sustava obavijesti (informacija ) u PTI - zajedničko javno i privatno financiranje sustava PTI

8.3.3. Funkcionalna specifikacija PTI

Funkcionalnom specifikacijom definira se što sustav treba raditi u skladu sa zahtjevima korisnika, ali uz respektiranje nekih ograničenja. To znači da se na logičkoj razini definiraju :

- funkcije, odnosno funkcijski procesi sustava PTI - performanse sustava - tehnološka (i tehnička ) ograničenja - ne-tehnološka ograničenja

Kad su funkcijski procesi formalno specificirani i provjerena je konzistentnost i koherentnost specifikacije (automatski ili manuelno) može se pristupiti softverskoj i hardverskoj realizaciji sustava. Preslikavanje logičkog modela u fizički model znači alokaciju specificiranih procesa (p-specs) na fizičke podsustave (opremu) prema funkcionalnoj sličnosti funkcijske specifikacije i lokaciji gdje će se izvršavati funkcija.

103

Identificirani korisnički zahtjevi za uslugom PTI preslikavaju se u funkcijske procese tako da postoji preslikavanje

FPTI

PTI

FP

FPnURPTIURPTI

Ω⊂

→.,...,1.

gdje je −nURPTIURPTI .,...,1. skup korisničkih zahtjeva za uslugama PTI

−→ simbol neizrazitog (mekog) preslikavanja

−PTIFP specifikacije funkcionalnih procesa PTI

−ΩF skup izvodivih rješenja

Sustav PTI treba podržavati dupleksnu interaktivnu real-time vezu između podsustava koji prikupljaju prometne i druge podatke sustava. Predputne informacije trebaju biti raspoložive za korisnika putem terminalnih sustava: telefona, telefaksa, radija, teleteksta, Interneta i javnih elektroničkih kioska. Vrijeme odziva sustava na upit treba biti :

3≤qiT (s) (za odmah dostupne informacije)

1≤qpT (min) (za informacije s pretraživanjem)

Kvaliteta sustava procjenjuje se vremenom odziva (prosječno u postotcima) te zadovoljstvo korisnika primljenim informacijama, odnosno njihovom uporabljivošću.

8.3.4.Tehnologija za realizaciju sustava PTI

Primijenjena tehnička sredstva i ljudski resursi uključeni u pružanje usluga predputnog informiranja dinamično se mijenjaju pod utjecajem razvoja informatičke i komunikacijske tehnologije. Ključne tehnologije koje omogućuju realiziranje predputnih informacija (enabling technologies) su informatičke tehnologije (centralna baza podataka, poslužiteljska računala, PC i dr.) i telekomunikacijske tehnologije (fiksna i mobilna telefonija, ISDN, GSM/UMTS, Internet, radio, TV-teletekst, RDS i dr.) Središnju funkciju u sustavu obavlja centralna baza podataka koja sadrži statičke i dinamičke informacije. Vrijeme ažuriranja ovisi o promjenama promatranih veličina tako da se npr. gustoća prometa treba pratiti svakih nekoliko minuta, promjena temperature u satima itd. Prometni podaci prikupljaju se u centralnu bazu podataka iz različitih izvora : prometnih centara, javnih prijevoznika, meteoroloških postaja, turističkih centara idr. Komunikacijsko povezivanje će biti realizirano stalnim (iznajmljenim) linkom određenog kapaciteta za dinamičke informacije. Informacije statičkog tipa mogu se prikupljati povremenim uspostavljanjem telefonske (modemske) ili ISDN veze ili drugim komunikacijskim medijima. Teleprometni tok koji se realizira na komunikacijskim linkovima sustava PTI određuje se prema općem izrazu:

)/(* sbitDI λϕ =

gdje je : −Iϕ teleprometni tok

−λ broj poziva ili poruka koje se samostalno prenose

−D prosječna duljina poruke (u bitima)

104

Veličina prometnog opterećenja treba biti tolika da razina kvalitete usluge bude u granicama normirane kvalitete. Korisnici mogu dobiti predputne informacije putem interaktivnog govornog ili tekstualnog upita (telefonom, faksom) internetskim pretraživanjem ili pak mogu primati informacije putem radija i televizije. Realizacija pozivnog telefonskog središta omogućuje učinkovit prihvat i obradu velikog broja poziva korisnika pomoću jedinstvenog pozivnog broja.Tehnologija se temelji na integraciji telefona i računala- CTI (Computer Telephone Integration). Dinamičan razvoj i širenje interneta (e-mail, web stranice i dr. ) čine ga vrlo pogodnom tehnologijom za realizaciju usluga informiranja putnika i vozača. Interaktivne usluge dobivene posredovanjem davatelja usluga naplaćuju se tako da cijena usluga može biti prema trajanju upita ili poziva. Tehnologije potrebne za realizaciju PTI dobro su poznate i potpuno raspoložive. Eventualni izazovi mogu biti u eventualno njihovom kombiniranju i integraciji tako da se postigne interoperabilan sustav koji je učinkovit i prilagođen korisnicima. Evaluaciju efektivnosti sustava predputnih informacija (EEPTI) treba izvesti u višedimenzionalnom kriterijskom prostoru tako da postoji preslikavanje nPTI E→Ω

gdje je : −ΩPTI skupina mogućih tehnoloških rješenja

−nE n-dimenzionalni kriterijski prostor evaluacije

Izravni učinci PTI sustava su (u zagradi su ocjene)

- smanjeno vrijeme putovanja i manja čekanja (H) - reduciranje stresnih situacija (M) - bolje planiranje putovanja (H) - povećanje sigurnosti (L) - podrška promjeni moda i korištenju javnog prijevoza (M) - povećanje osobne mobilnosti turista i posjetitelja (M) - manja potrošnja goriva (L) - smanjenje onečišćenja okoliša (L)

Recentna istraživanja provedena u londonskom telefonskom pozivnom središtu pokazuju da : - 62 posto korisnika usluga ponaša se prema primljenim informacijama i

preporukama - 5 posto korisnika preorijentira se na javni prijevoz - 8 posto donese odluku da ne putuje (zbog očekivanih problema)

Veliku popularnost imaju internet stranice koje pružaju stvarnovremenske prometne informacije s kalkulacijom vremena putovanja određenih odredišta, zračne luke isl.

105

8.4. ITS usluga putne informacije vozaču (ODI)

ITS usluge putnih informacija vozaču ODI (On-Trip Driver Information) jedna je od skupine usluga putnih informacija koja se realizira kao samostalni sustav ili integrirano s drugim informacijskim uslugama. Svrha usluge ODI je pružiti kvalitetnu informaciju vozaču (i putnicima) o prometnim uvjetima prije i nakon kretanja na put. Koristeći te informacije, vozač ili putnik u vozilu može donijeti bolje odluke o ruti i promjeni načina (moda) tako da ostavi osobni automobil na parkiralištu (P&R facility) i nastavi javnim prijevozom. Dio usluga ODI može biti vezan uz opasnosti i obavijesti žurnih službi te se tada distribuiraju svim vozačima bez posebne naknade. Sustav također omogućuje informiranje na zahtjev korisnika (ili za pretplaćenog korisnika), što se naplaćuje po unaprijed utvrđenoj tarifi. Putne informacije vozača se u pravilu odnose na :

- uvjete na prometnici - posebne događaje (utakmice, štrajk) koji utječu na odvijanje prometa - nastale promjene nakon što su dane predputne informacije - raspoloživa parkirna mjesta (P&R) nakon kojeg se može nastaviti putovanje javnim

prijevozom - alternativne rute i modove na mjestima njihova sučeljavanja - atraktivna turistička i zabavna događanja

Sustav ODI dio je sustava putnih informacija ( TIODI ⊂ ), ali je funkcionalno i tehnološki povezan s više drugih ITS informacijskih sustava konkretnog okruženja kako je prikazano na slici.

Sl. 6.4.1. Integracija ODI s drugim sustavima Usvajanjem pristupa i metode razvitka integriranih inteligentnih transportnih sustava trebat će intenzivirati povezivanje različitih grana i modova izvan cestovnog prijevoza.

106

To podrazumijeva funkcionalnu i strukturnu integraciju tako da vrijedi : ITSITS ITITIODI ⊂⊂

gdje je : −ITSTI nadsustav prometnih informacija (orijentiran na cestovni prijevoz)

−ITSITI integrirani prekrivajući sustav koji povezuje sve prometne grane

Usluge putnih informacija realiziraju se terminalnim uređajima ugrađenim u vozilo, prijenosnim GSM/UMTS uređajima ili pak prometnim znakovima i ekranima s promjenljivim porukama uz cestu. Posebno je razvijen radijski podatkovni sustav prometnih poruka (RDS/TMC -Radio Data System/Traffic Managment Centre) koji pruža putne informacije u svim zemljama zapadne Europe. Razvoj mobilnog interneta otvara niz novih mogućnosti pružanja usluga putnih informacija vozačima. U skladu s pristupom i načelima tehnologijskog marketinga potrebno je istražiti potrebe odnosno zahtjeve korisnika za uslugama putnih informacija OD te interese relevantnih stakeholdera u konkretnom okruženju. Povezujući rezultate istraživanja provedenih KAREN projektom s preliminarnim istraživanjem u zemljama srednje i istočne Europe (CEE) mogu se identificirati usuglašeni korisnički zahtjevi za uslugama (ODI) koje su naznačene u tablici 6.4.1. Tablica 6.4.1. Referentna oznaka

Korisnički zahtjev (UR 2.x)

UR 2.1. sustav mora pružiti obavijesti o opasnosti i informacije žurnih službi (prva pomoć, vatrogasci,policija isl.) svim korisnicima (vozačima i putnicima) bez naknade

UR 2.2. sustav treba omogućiti naplaćivanje informacija (osim ovih navedenih pod URODI.1)

UR 2.3. sustav treba biti u mogućnosti da ga aktivira drugi sustav TM UR 2.4. sustav može pružiti relevantne informacije vozaču tijekom putovanja što

uključuje uvjete na prometnici, vremenske neprilike i dr. UR 2.5. sustav može obavijestiti vozača kada nastupi značajna promjena dobivenih

predputnih informacija UR 2.6. sustav može preporučiti alternativnu rutu i način prijevoza kad detektira da

su se pojavili problemi na cestovnoj mreži UR 2.7. sustav može omogućiti prikaz alternativnih ruta na čvorištima ili mjestima

gdje su raspoložive turističke informacije UR 2.8. sustav može imati mogućnost ažurne kalkulacije prosječnog trajanja

putovanja između dviju fiksnih točaka UR 2.9. sustav može sugerirati pogodne rute biciklistima i pješacima UR 2.10. sustav može pružiti sigurnosne savjete u uvjetima vremenskih nepogoda i li

prometnih problema UR 2.11. sustav može podržavati različite načine prezentacije informacija, tekst, govor,

slika) korisniku) UR 2.12. sustav može omogućiti informiranje na jeziku koji korisnik odabere UR 2.13. sustav može biti usuglašen sa standardima „komunikacijski otvorenih

sustava“ Oupen System Interconnection UR 2.14. sustav može imati mogućnost informacija putem promjenljivih znakova VMS

odnosno displeja uz cestu

107

Posebni zahtjevi korisnika i interesi stakeholdera vezani su za : - integraciju s postojećim mobilnim telekomunikacijskim sustavima druge i treće

generacije (GSM i UMTS) - pružanje usluga na čitavoj ruti putovanja, uključujući i inozemstvo - zaštitu privatnosti korisnika - unaprjeđenje sustava plaćanja usluga - integraciju sa sustavom parkiranja - zajedničko financiranje razvoja sustava ODI

Marketinško-tehnološki usuglašeni zahtjevi korisnika za uslugama putnih informacija URODI preslikavaju se u funkcijske procese (FPODI)

Funkcionalnom specifikacijom sustava putnih informacija na razini logičkog modela definiraju se : - funkcijski procesi sustava ODI - tokovi podataka - posebna rješenja korisničkog sučelja - performanse odnosno „ dobrota“ sustava - tehnološka ograničenja - ne-tehnološka ograničenja (organizacijska, ekonomska, pravna i dr.)

Jasne i nedvosmislene poruke, lako razumljive korisniku predstavljaju imperativni

zahtjev. To je posebno važno za promjenjive znakove i poruke sa simboličkim prikazima (ikonama). Dominantne tehnologije kojima su realizirani postojeći sustavi putnih informacija vozaču u Europi su :

- VMS (promjenjivim znakovi) - RDS/TMC tehnologija - GSM i GPRS (paketni radio prijenos) - PDA (osobni digitalni pomoćnici) spojeni na mobilnu mrežu

RDS/TMC omogućuje da se informacije vozačima emitiraju usporedno s redovitim radijskim programom. Te poruke se primaju i dekodiraju na autoradiju s TMC funkcionalnošću. Korisnik može birati jezik bez obzira na to u kojoj se zapadnoeuropskoj zemlji nalazi. Vozač može selektirati informacije koje su od interesa za njegovu rutu i putovanje. Prije nego što budu radijski emitirane, putne informacije se prikupljaju u prometno-informacijskim centrima (TIC-Traffic Information Centers) te potom prenose do radijskih postaja i mrežnih GSM operatora. Promjenljivi znakovi i svjetleći paneli s putnim informacijama prikazuju određene poruke (prometna nezgoda, zagušenje, uvjeti, optimalna brzina) koje inicira određeni kontrolni centar.

108

8.5. ITS usluge putnih informacija o javnom prijevozu (OPI)

ITS usluga putne informacije o javnom prijevozu (On-Trip Public Transport Information) OPI pripada skupini putnih informacija TIITS. OPI se realizira kao relativno samostalni sustav ili integrirano s TIITS ili s drugim gradskim informacijskim uslugama. Svrha OPI je poticati veće korištenje javnog gradskog prijevoza boljim informiranjem korisnika tih usluga. Relevantne informacije o uslugama i sredstvima svih javnih prijevoznika (uključujući, autobus, željeznicu, metro, taxi, zajednička vozila i dr. ) raspoložive su korisnicima u njihovom domu, uredu, na ulici, kolodvoru ili na drugom mjestu. Komunikacija se ostvaruje telefonskim upitom u određeni centar, putem osobnog računala, i interneta i javnim interaktivnim terminalom dostupnim na javnim mjestima. Na autobusnim i tramvajskim postajama instaliraju se displeji koji pokazuju očekivano vrijeme čekanja i druge relevantne informacije. Bez odgovarajućeg informiranja putnika korištenje javnog prijevoza može biti znatno otežano za posjetitelje i turiste. Temeljna pitanja su :

- izbor odgovarajuće linije - gdje i kako platiti uslugu - vrijeme čekanja

Istraživanja pokazuju da je razina psihološke napetosti koja postoji pri čekanju bitno smanjena ako putnik ima informacije o očekivanom trajanju čekanja. Tako npr. čekanje autobusa, ako putnik zna da će trajati deset minuta, izaziva manju napetost i nelagodu nego čekanje od tri minute ako putnik ne zna kada treba očekivati autobus. Praktična realizacija ITS usluge putnih informacija o javnom prijevozu u pravilu se integrira s drugim sustavima putnih informacija odnosno urbanim informacijskim sustavima. Povezanost sustava OPI s drugim sustavima i urbanim informacijskim sustavima naznačena je na slici 6.5.1.

Sl.6.5.1. Povezanost OPI s drugim sustavima

109

Primjenom načela, metoda i alata tehnologijskog marketinga omogućena je kvalitetna identifikacija korisničkih potreba i zahtjeva za uslugama OPI. Nakon usuglašavanja s interesima drugih stakeholdera i tehnološke prilagodbe oni se preslikavaju na funkcijske procese tako da vrijedi OPIOPI FPTCSRUR →°° )(

gdje je : −OPIUR korisnički zahtjevi za uslugama putnih informacija o javnom

prijevozu −SR interesi relevantnih stakeholdera (javnog prijevoznika, gradske uprave, davatelja infoservisa i dr.) −TC tehnološke mogućnosti −OPIFP funkcijski procesi kojima se ostvaruje usluga za korisnika

)(° - operator asocijacije

Rezultati dosadašnjih istraživanja korisničkih potreba i zahtijeva korisnika vezanih za ITS usluge OPI predstavljeni su tablici 6.5.1. Tablica 6.5.1. Referentna oznaka

Korisnički zahtjev (UR 3.x)

UR 3.1. sustav treba omogućiti informiranje putnika o uslugama javnog prijevoza (autobusi, metro, željeznica, taksi, zajedničko vozilo, zrakoplov i dr.)

UR 3.2. sustav može omogućiti prikaz općih (dinamičkih) informacija u vozilu (informacije o vremenu prispijeća, naziv sljedeće postaje i dr.)

UR 3.3. sustav može omogućiti prikaz općih (dinamičkih) informacija i osobnih sigurnosnih informacija o refrakcijskim točkama različitih modova prijevoza (autobus, metro, vlak)

UR 3.4. sustav će pružiti informacije tako da budu jasne, čitljive, razumljive i brzo shvatljive za korisnike

UR 3.5. sustav će davati informacije na domaćem jeziku, uz mogućnost izbora jezika na određenim lokacijama gdje je potrebno

Konkretna razrada funkcijske specifikacije u osnovi je analogna već prikazanim funkcijskim specifikacijama. Integracijom OPI s drugim ITS i informacijskim (urbanim) servisima moguće je postići mnogo veću kvalitetu usluge za krajnje korisnike. Temeljne informatičke i komunikacijske tehnologije za realizaciju sustava putnih informacija o javnom prijevozu su poznate i operativno raspoložive. Postavljeni su i određeni standardi glede veličine displeja na postajama (bus/tram stop displays) i opremi u vozilu (on board equipment) Središnju ulogu u sustavu OPI ima središnja baza podataka koja prikuplja statičke podatke (vozni redovi, tarife), te dinamičke podatke (odstupanje od voznog reda, očekivano vrijeme čekanja). Udaljeni terminalni uređaji za prikaz informacija spojeni su na središnju bazu podataka sustava OPI žičnim vezama (PSTN/ISDN) i bežičnim vezama (GSM, GPRS, RDS/TMC).

110

Osnovno prikaz tehnologije kojim se realiziraju sustav OPI dan je na slici 6.5.2..

Sl. 6.5.2. Koncept tehnološke realizacije sustava OPI Kućni ili uredski terminal za pristup u OPI-sustav u pravilu je osobno računalo PC spojeno s internetom (posredstvom telefonske linije ili ISDN kanala). Usluge OPI informacija mogu se pružiti bez naknade uz cijenu određenu trajanjem konekcije. Uredski terminali spojeni su na središnju bazu podataka najčešće stalnom linijom (permanent link). Sučelja (human machine-interface) dobro prilagođena korisniku neophodan su zahtjev pri realizaciji sustava informiranja OPI. Razina prilagođenosti određena je fuzzy pokazateljem dobrote sučelja OPI.

U

D

N

NG =µ

gdje je : −µG fuzzy pokazatelj dobrote sučelja OPI ( poprima vrijednosti od 0 do 1)

−DN broj uspješnih interakcija/pristupa u sustav OPI

−UN ukupan broj interakcija/pristupa u sustav OPI

Ukupna kvaliteta sustava OPI određena je ne samo kvalitetom sučelja nego i kvalitetom informacijskih sadržaja koji se pružaju korisnicima.

111

8.6. Osobne informacijske usluge PIS

Osobne informacijske usluge (Personal Information Services) PIS definiraju se kao posebna temeljna usluga prema ISO TC 204. U američkoj ITS arhitekturi nije definirana takva usluga nego je njezin sadržaj obuhvaćen u pojedinim uslugama unutar skupine „Trevel and Transport Managment“. U skladu s europskom koncepcijom KAREN i ISO specifikacijama može se reći da su osobne informacijske usluge PIS specijalni slučajevi usluga koje se realiziraju drugim sustavima u okviru TI (Traffic Information). Može se stoga ustvrditi da sustav PIS čine komponente odnosno podsustavi koji obavljaju usluge osobnih putnih informacija tako da vrijedi )(: PISFTISSPIS jITSTI ∈=

gdje je : −TISS podsustavi i moduli (fizički, logički, institucionalni) kojim se

realiziraju različite usluge putnih informacija TI (Traffic Information) −ITSTI integrirani sustav putnih informacija na razini ITS nadsustava

−)(PISF j funkcije (funkcijski procesi) PIS

Korisničke potrebe i zahtjevi za uslugama PIS odnose se na pružanje ažurnih, pouzdanih, točnih i lako razumljivih putnih i / ili prometnih informacija koje imaju dodatnu vrijednost za individualnog korisnika. Posebni zahtjevi mogu se odnositi na privatnost, sigurnost i zaštitu korisnika. Opis korisničkih potreba i zahtjeva za uslugama PIS predstavlja posebne slučajeve usluga PTI,ODI,OPI i RGN. Njihovim preslikavanjem u konkretne funkcijske procese dobiva se funkcijska specifikacija koja sadrži :

- funkcijske procese sustava PIS - tokove podataka (informacija) - posebna rješenja zaštite privatnosti - performanse odnosno „dobrotu“ sustava PIS - tehnološka ograničenja - netehnološka ograničenja (privatnost, troškovi)

Podsustavi i moduli u kojima su rezidentni funkcijski procesi PIS trebaju biti otvoreni za komunikaciju s drugim informacijskim sustavima uz definiranu zaštitu osobnih informacija.

112

SEDMO PREDAVANJE

SADRŽAJ

SEDMO PREDAVANJE ............................................................................................................ 112

9. LOKACIJSKE I NAVIGACIJSKE ITS USLUGE .............................................................. 113 9.1. Svrha sustava i korisnički zahtjevi ................................................................................ 113

9.2. Zahtjevi korisnika i funkcijska specifikacija usluga ..................................................... 113 rutnog vodiča i navigacije RGN .......................................................................................... 113

9.3. Struktura sustava za lokaciju i navigaciju vozila ........................................................... 115 9.4. Primjena GPS i DGPS u ITS aplikacijama .................................................................... 120 9.5. Tehnologija za realiziranje sustava RGN ..................................................................... 123

10. INTELIGENTNI TRANSPORTNI TERMINALI I SUČELJA ......................................... 124

10.1. Pristup ITS reinženjiranju terminalnih sustava ............................................................ 124 10.2. Usklañivanje veličine kapaciteta i prometnog opterećenja ........................................... 126

10.3. Prilagoñavanje postojećih informacijskih sustava rješenjima ITS-a ............................ 128

113

9. LOKACIJSKE I NAVIGACIJSKE ITS USLUGE

9.1. Svrha sustava i korisnički zahtjevi

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

skupini putnih informacija ( ITSTI ). Usluge RGN može se realizirati putem relativno

samostalnog sustava kao dijela integriranog sustava putnih informacija ( ITSTI ) ili u

okviru sustava Lokacije i navigacije. Navigacijski sustavi vozila mogu se temeljiti na : - zemaljskim sustavima (korištenjem GSM, UMTS i drugih sustava) - satelitskim navigacijskim sustavima (GPS, GLONASS, EutelTracks idr.) koji omogućuju

pokrivenost na onim područjima koja zemaljski sustavi ne pokrivaju. Praćenje i usmjeravanje (rutiranje) vozila i putnika preko mobilnih ćelijskih

telekomunikacijskih sustava postaje sve aktualnije zbog dinamičkog razvoja i dostupnosti tih sustava.

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

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

9.2. Zahtjevi korisnika i funkcijska specifikacija usluga

rutnog vodiča i navigacije RGN

Slično drugim ITS uslugama, zahtjeve korisnika RGN usluga neophodno je istražiti i specificirati tako da se mogu izvesti odgovarajuće funkcijske specifikacije sustava RGN kao samostalnog sustava ili dijela šireg integriranog sustava. Ključne koristi od sustava RGN imat će individualni korisnici i davatelji usluga, dok će neposredni dobici za druge stakeholdere biti znatno manji.

Prema rezultatima provedenih istraživanja u projektu KAREN i preliminarnim istraživanjima u zemljama srednje i istočne Europe (CEE) u tablici je prikazan dio usuglašenih zahtjeva za uslugama RGN.

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

114

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 )

Ako vozač zahtijeva dinamičko rutiranje, tada je potrebno ostvariti komunikaciju sa središnjim centrom koji prikuplja stvarnovremenske podatke i temeljem toga kalkulira najbolju rutu do željenog odredišta. To funkcionalno znači da proces a) šalje zahtjev procesu b) gdje se dalje aktiviraju procesi vezani za lokaciju i proračun rutiranja. Ako se ne može realizirati dinamičko rutiranje, tada proces a) šalje zahtjev prema procesu c) kojim se realizira autonomno navođenje vozila.

Tabela 7.2.1. korisnički zahtjevi RGN usluga

Referentna oznaka

Korisnički zahtjevi

UR 6.1 sustav će vozačima preporučiti rute do specificiranog odredišta UR 6.2. sustav može identificirati vozila u cestovnoj mreži UR 6.3. sustav može imati mogućnost modifikacije navigacijskih instrukcija u slučaju

pogrešnog skretanja UR 6.4. sustav može pružiti rutnu informaciju o dolasku do P&R lokacije sa slobodnim

mjestima za parkiranje UR 6.5. sustav može imati mogućnost uključivanja stvarnovremenskih informacija

preporučene rute UR 6.6. sustav može izračunati očekivano vrijeme putovanja određenom rutom do

odredišta UR 6.7. sustav može imati mogućnost pružanja navigacijske informacije prema više

kriterija i posebnim „odredištima od interesa“ UR 6.8. sustav može pružiti rutne informacije vizualnim i govornim instrukcijama UR 6.9. sustav može biti logički strukturiran tako da je vrlo olakšan pristup do

najčešće korištenih funkcija UR 6.10. sustav može podržavati dvosmjernu podatkovnu i govornu komunikaciju sa

vozilom

Istraživanja pokazuju da je aktivnost RGN sustava u prvom redu vezana za gradsko okruženje. Korisnici očekuju prilagođeno sučelje (Human Machine Interfaces) tako da unos željene destinacije bude jednostavno izveden selekcijom iz integriranog indeksa naziva ulica ili lokacija. Marketinško-tehnološki usuglašeni zahtjevi korisnika za uslugama RGN preslikavaju se u podržavajuće funkcijske procese tako da vrijedi RGNRNG FPUR →

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

115

9.3. Struktura sustava za lokaciju i navigaciju vozila

Moderni lokacijski i navigacijski sustav se sastoji od nekih ili svih modula koji su prikazani na slici 7.3.1.

Model koji je prikazan na slici može imati različite oblike. Ovi moduli mogu biti implementirani sa različitim hardverom i softverom. Baza podataka digitaliziranih karata sadrži informacije u unaprijed definiranom formatu, tako da se može obrađivati sa kartama vezanim funkcijama koje upravo osiguravaju identificiranje i određivanje lokacija, razvrstavanje prometnica, prometne regulacije i putne informacije. Stoga karta predstavlja geometriju površine Zemlje, te mi moramo poznavati relevantne koordinatne sustave korištene u različitim bazama karata radi pravilnog korištenja funkcionalnih veza različitih karata. Modul za planiranje rute omogućava proces planiranja rute prije i tijekom vožnje. To je jedano od temeljnih izlaznih rješenja područja navigacije vozila. Planiranje ruta se može dalje klasificirati u dvije grupe i to planiranje skupno za više vozila , gdje se planira rute između više destinacija za sva vozila na promatranom segmentu mreže, i pojedinačna ruta za svako vozilo posebno, gdje plan za pojedinačnu rutu je preciziran za pojedinačno vozilo na promatranoj lokaciji.

POZICIONIRANJE USKLAðIVANJE KARTE

BAZA DIGITALIZIRANE KARTE

BEŽIČNE KOMUNIKACIJE

SUČELJE ČOVJEK-STROJ

UPRAVLJANJE RUTOM

PLANIRANJE RUTE

Sl. 7.3.1. Osnovni model sustava za lociranje i navoñenje

116

Cilj je pronaći najkraći puta od izvora A do cilja B putovanja za postojeće prometne uvjete na mreži za što je razvijen veći broj algoritama i postupaka. Planiranje putovanja je proces koji pomaže vozačima planiranje rute tokom putovanja, koja se temelji na osiguravanju karte za bazu podataka karata, ako je dostupna, u realnom vremenu primanje informacija o prometu preko bežične komunikacijske mreže. Promjenljive koje služe kao kriteriji za optimiziranje u planiranju ruta od kojih zavisi kvaliteta usluge su rastojanje, vrijeme putovanja, brzina , broj skretanja , prometna svjetla i promjenljive prometne informacije. Modul pozicioniranja objedinjuje različite podatke dobivene od senzora ili koristi radio signale za automatsko rješavanje pozicije vozila ili putem mobilnog uređaja za identifikaciju puta kojim se putuje osigurava pristup svakoj dionici puta. Modul za pozicioniranje je ključna komponenta svakog sustava za lokaciju i navigaciju vozila. Pomoći vozaču, bilo da se radi o određivanju lokacije vozila ili pomaganje pri manevriranju vozilom moraju biti izvedene veoma precizno. Radi toga, precizno i pouzdano pozicioniranje vozila je preduvjet za bilo koji dobar sustav lokacije i navigacije vozila. Pozicioniranje uključuje određivanje koordinata vozila na površini zemlje. Ne može se samo jednim senzorom odrediti pozicija vozila i informacija o lokaciji sa potrebnom točnošću za sustav lokacije i navigacije vozila. Općenito rješenje je objedinjavanje informacija od različitog broja senzora . Prema tome modul za pozicioniranje tipično integrira različite senzore, čije komponente međusobno djeluju zadovoljavajući zahtjeve sustava. Opći senzor pozicije i pravca je veoma važan za rješavanje problema lokacije i navigacije. Opći senzor može osigurati informaciju o poziciji vozila uzimajući u obzir površinu Zemlje. Najviše korištena tehnologija za određivanje opće pozicije vozila je magnetni kompas i GPS (Global Positioning System ). GPS se sastoji od 24 satelita u šest orbita sa po četiri satelita u orbiti. Relativni senzor ne može odrediti opći smjer ili poziciju respektirajući referentni koordinatni sustav.

Sl.7.3.2. Globalni pozicijski sustav

117

GPS (Global Positioning System ) satelitski bazirani radio navigacijski sustav. Sastoji se od tri dijela:

- sateliti (prostorni segment) - korisnički segment (prijemnik) - kontrolni segment ( regulacija i upravljanje)

Tehnologija određivanja lokacije odnosno pozicije cestovnog vozila preko satelita u osnovi je ista kao pri određivanju pozicije broda ili zrakoplova. Satelitski prijamnik u vozilu treba imati optičku vidljivost s barem četiri satelita tako da se može iz vremena 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 „globalni navigacijski satelitski sustav“ GNSS (Global Navigation Satelite System) pokriva ta tri sustava te nove slične sustave koji će biti lansirani. Preciznost određivanja pozicije kod diferencijalnih sustava je u okviru 1,5 metara. Ako je vozilo u podzemnoj garaži, tunelu ili zaklonjeno zgradama, tada se koriste drugi komplementarni načini :

- žiroskop ili inercijalni sustavi - preslikavanje ili izračuni iz digitalnih karata - pomoću terminala mobilne ćelijske mreže

Modul baza podataka digitaliziranih karata omogućava realiziranje mnogih funkcija sustava za lociranje i navođenje vozila. Da bi to mogao ostvariti sustav treba osigurati :

1. prikaz karte u čitljivom i razumljivom obliku 2. Lokaciju adresa ili odredište koristeći adresu ulice ili blisku dionicu 3. izračunavanje rute putovanja 4. vođenje vozača duž izračunate rute 5. usklađivanje putanje vozila utvrđenu na temelju senzora na vozilu sa poznatom mrežom

prometnica, te vršeći stalno usklađivanje iste. 6. osigurava putne informacije za upravljanje putovanjem, informacije o stanju u prometu,

hotelima restoranima. Uspješno rješavanje kompleksnog problema lokacije i navigacije vozila traži od sustava da prvo ignorira nisku razinu detalja i da se koncentrira na glavna svojstva problema ulazeći u detalje kasnije. Ova ideja od jednostavnijeg koraka do generaliziranja problema je višerazinski zahtjev koji je fokusiran na različite razine detalja. Ova tehnika je veoma uspješna u smanjenju kompleksnosti problema. Ovakav pristup rješavanju problema osigurava hijerarhijski organizirana baza karata koja je organizirana u četiri razine 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.

118

Modul za usklađivanje karte ima veoma važnu ulogu u sustavu lokacije i navigacije vozila. Korištenje digitalnih karata za sustav pozicioniranja mora osigurati pouzdanost i preciznost. Osiguranje podrške vozaču pri manevriranju ili korigiranju pozicije vozila na karti radi korigiranja grešaka u sustavu lokacije i navigacije vozila zahtijeva precizno poznavanje pozicije vozila. Usklađivanje karte je postupak usklađivanja pozicije (ili -putanje) izmjerene ili dobivene od modula za pozicioniranje te povezivanje tako dobivene pozicije sa lokacijom na karti koja se nalazi u bazi podataka karata. Ova tehnika može povećati točnost za modul pozicioniranja pod uvjetom da je baza podataka karata razumljiva i precizna. Tipični zahtjev za preciznošću na ulicama u urbanim područjima je 15 metara.

Sl. 7.3.3. Sustav usklađivanja karata sa pozicijom vozila Veličina nesigurnosti u sustavu usklađivanja karte može se proširiti na nemogućnost izračuna pozicije (ili putanje) sa pozicijom koja je očitana na karti. Kada se ne može odrediti sigurna pozicija vozila na karti ( zaseban segment puta) može se odrediti opća pozicija vozila, te se ponovno izvršiti usuglašavanje sa pozicijom na karti. Ovo će eliminirati kumulirane greške do sljedećeg koraka usuglašavanja karte. Ovakvo provođenje procesa za svaki uzastopni krug osigurava veću preciznost određivanja pozicije za sustav. Modul za upravljanje vozilom na ruti realizira proces vođenja vozača duž rute. Upravljanje rutom je proces vođenja vozača duž rute generiran od strane modula za planiranje ruta. On koristi izlaze od modula za planiranje ruta, i sustava za pozicioniranje, kojeg koriste vozila na ruti.

119

Dodavanje na modul baze podataka o kartama, sustav za pozicioniranje može biti usuglašen sa modulom za pozicioniranje i modulm za usuglašavanje karata. Upravljanje rutom je proces upravljanja vozača duž rute koji generira modul planiranja putovanja. On zahtijeva pomoć od preciznog pozicioniranja i baze podataka karata koja može prepoznati trenutnu poziciju vozila te generirati upravljačke upute u realnom vremenu koje se često mijenjaju. Vođenje može biti prije putovanja ili u realnom vremenu tijekom putovanja. Pred putno vođenje može biti vozaču prezentirano u obliku printanog izvještaja. Pisana izvješća mogu biti istovjetna za putničke agencije, instrukcije za promjenu smjera. Ove upute uključuju promjenu smjera, nazive ulica, dionice putovanja. Traženje baze karata, preciznog modula za pozicioniranje, zahtjeva izračunavanja u realnom vremenu osiguravajući tražene koristi. Povezanost modula za upravljanje rutama i ostalih modula je prikazano na slici

Modul sučelje čovjek –stroj osigurava povezivanje sredstava za određivanje lokacije sa navigacijskim računalom i uređajem. Ovaj subjekt je sredstvo koje utječe na uvjete rada i povezan je sa utjecajem ljudskog faktora. Dizajn ovog sučelja treba osiguravati sljedeće principe: 1. sučelje mora biti dizajnirano tako da se može spojiti s drugim podsustavima 2. kontrola i displeji moraju funkcionirati kako ljudi očekuju 3. Kontrola i prikaz moraju biti u obliku teksta, od lijeva ka desnu i od vrha ka dnu 4. Sučelje može minimizirati potrebe za pamćenjem korisnika 5. Operacije koje se najčešće imaju veliki utjecaj na sigurnost moraju se jednostavno

koristiti 6. Upravljanje, prikazivanje i elementi informacije koji se zajedno koriste moraju biti

poredani zaredom jedan do drugog

POZICIONIRANJE USKLAðIVANJE KARTE

BAZA DIGITALIZIRANE KARTE

BEŽIČNE KOMUNIKACIJE

SUČELJE ČOVJEK- STROJ

MANEVRIRANJE VOZILA UPRAVLJANJE RUTOM PRAĆENJE RURE

PLANIRANJE RUTE

Sl. 7.3.4. Veze sustava za upravljanje rutom i ostalih modula sustava za pozicioniranje i navigaciju vozila

120

Modul bežičnih komunikacija je važna komponenta za poboljšanje performansi i funkcioniranja sustava za lokaciju i navigaciju vozila. To osigurava mogućnost predstavljanja potrebnih informacija za vozila, uzimajući u obzir podatke neophodne za sustav upravljanja transportom. Više kvalitetnih servisa omogućava vozačima korištenje komunikacijskih tehnologija. Na primjer, vozač i sustav navigacije u vozilu mogu primati ažurirane informacije o prometu pomažući mu pri manevriranju u prometu, prometni kontrolni centri stvaraju tekuća prometna izvješća za vozila za prometno upravljanje i predviđanje, prometni kontrolni centri mogu određivati lokaciju i pomagati navigaciju vozila na mreži.

Sl. 7.3.5. Bežične komunikacije sustava RGN Sustav autonomne lokacije i navigacije može biti izveden sa različitim razinama kompleksnosti.

9.4. Primjena GPS i DGPS u ITS aplikacijama

Ovisno osnovnoj inačici usluge RGN (autonomni, centralno-dinamički ili dualni način rada) primjenjuju se različite tehnologije rada odnosno tehnička rješenja prilagođena čovjeku. Neka od tehničkih rješenja dostupna su kao gotovi proizvodi na tržištu, odnosno ugrađuju se kao dodatna oprema u vozila. Sučelje čovjek-stroj (HMI-Human Machine Interface) vrlo su značajna za učinkovitost i sigurnost usluge rutiranja i navigacije.

Autonomni rutni vodič (Autonomous Route Guidance) izračunava optimalne rute na „on-board“ računalnoj opremi u vozilu uz korištenje „on-board“ digitzalne mape. Vozač upisuje cilj putovanja, a navigacijsko računalo određuje najbolji put na temelju postojeće lokacije vozila (koju daje GPS ili DGPS prijamnik) i digitalne mape. Ako na raskrižju vozač pogrešno skrene, navigacijska oprema prepoznaje i daje novi plan puta.

121

U centraliziranom dinamičkom rutnom vodiču ( Centraliesed Dynamic Route Guidance) obrada zahtijeva obavlja se u središnjem računalu prometnog informacijskog centra koje raspolaže dinamičkim podacima o stanju prometa. Nakon zahtjeva iz vozila u središnjem računalu izračunava se optimalna ruta i skup uputa šalje se natrag vozilu na svakom raskrižju. Vozilo je opremljeno duplerskim komunikacijskim sustavom te koristi infracrvene usmjerivače (infrared beacons) raspoređene na gradskim raskrižjima. Digitalna mapa u opremi vozila nije neophodna. Dualni mod rutnog vodiča (Dual Mode Route Guidance) je kombinacija autonomnog i centraliziranog rutnog vodiča. Ako autonomni navigacijski sustav dopunjen RDS/TMC prijamnikom tako da se prometne poruke dekodiraju i lociraju na digitalnoj mapi, tada je to tzv. dualni mod rutnog vodiča. Takav sustav omogućuje uvažavanje stvarne prometne situacije na ulicama i izbjegavanje ulica i zona s prometnim zagušenjem. 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 tek vrlo grubo prostorno pozicioniranje (+/- 100 m). Za preciznije pozicioniranje i lociranje vozila na digitalnoj mapi (uključivo s prikazom ulica) potrebna je dodatna oprema. Tehnikom pozicioniranja određuju se koordinate vozila u odnosu na neku referentnu točku. Ako je poznata početna lokacija i sva premještanja vozila u 2D prostoru, moguće je integrirati prijeđenu udaljenost i smjer putovanja u odnosu na poznatu lokaciju. Radi postizanja veće točnosti primjenjuju se višesenzorski sustavi s relativnim senzorima (senzori na kotačima, žiroskopi idr.) Modul digitalne mape podržava funkcije prikaza vektorski kodirane cestovne mreže, lociranje odredišta, prijeđene kilometre, vođenje određenom rutom i davanje putnih informacija. Određivanje optimalne rute od željenog odredišta (prema kriterijima nakraće udaljenosti, najkraćeg vremena itd.) obavlja se na on-board računalu temeljem podataka iz digitalne mape. Visoka razina funkcionalnih zahtjeva koju mora ispuniti sustav autonomne lokacije i navigacije su : 1. Sustav treba imati sposobnost prepoznavanje trenutne pozicije 20 m od stvarne lokacije

za 90 % vremena putovanja. 2. Sustav treba imati sposobnost prevesti 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

operatora vozila. 4. Sustav mora osigurati primanje zahtjeva odredišta putovanja 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 nalazi van rute kada je van planirane

dionice puta. 7. Sustav mora osigurati ispravno funkcioniranje i kada se nalazi van planirane rute , te

osigurati generiranje nove rute.

122

Centralizirani sustav lokacije i navigacije putem glavnog računala (Host) koje se sastoji od jednog ili više uređaja, vrši određivanje lokacije i osigurava informacije za upravljanje ili savjetovanje jednog ili više vozila ili uređaja. Kod jednostavnijih sustava, jednostavni (jednosmjerna komunikacija ) zahtjevi za utvrđivanje lokacije uključuju funkciju lokacije, modul sučelja čovjek-stroj i modul bežične veze. U mnogo kompleksnijim sustavima, host može osigurati potpuno dvostruku podršku navigaciji ( dvosmjerna komunikacija između hosta i pokretnog uređaja), potpunu integraciju prometnih podataka koja osigurava dinamičko upravljanje na ruti koje se temelji na stvarnovremenskim informacijama. Mobilna jedinica može imati funkcije lokacije i navigacije različite razine. Centralizirani sustav lokacije i navigacije koriste :

- služba E 911 poziv za pomoć - služba pomoć na cestama - žurne službe ( policija, protupožarna služba, hitna pomoć) - javni transport ( praćenje kretanja autobusa) - privatni servisi (taxi, špedicija,..) - putne informacije (upravljanje vozilima na ruti, tutističke informacije, servisne

informacije) Tri su glavna ograničenja razvoju ovog sustava: - sposobnost lociranja i navigacije - točnost lokacije i učestalost ažuriranja lokacije - izbor tehnologije bežičnih komunikacija Sustav za automatska traženje lokacije vozila (Automatic vehicle location AVL) , vrši brzo pozicionira vozilo na dionici puta i šalje informaciju hostu putem komunikacijske infrastrukture. Host može imati različite oblike kao što su dispečerski centri, centri za putno informiranje, centri za upravljanje prometom.

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 otpremu informacija (ovisno da li je jednosmjerni ili dvosmjerni sustav komunikacije ). Postoje sustavi gdje se u vozilu nalazi pored sučelja stroj-čovjek i sustav sa bazom podataka karata i sustav za usuglašavanje karta tako da se određene operacije obavljaju u host računalu a drugi dio operacija se obavlja u samom vozilu.

Centralizirani dinamički rutni vodič dodatno zahtijeva duplersku komunikaciju sa središnjim računalom u prometno informacijskom centru. Takva komunikacija se realizira :

- korištenjem GSM/GPRS veze - bežične (infracrvene) komunikacije s usmjerivačima (becons) smještenim na

raskrižjima Vozač će komunicirati s pozivnim središtem te postaviti zahtjev koji će biti određen u središnjem računalu. Instrukcije vozaču mogu biti verbalne ili u drugom obliku pri korištenju nove generacije mobilnih sustava UMTS. Relevantne već definirane norme i tehničke preporuke za sustav RNG su

- ISO ENV 14285 (Geographic Data Files) - CEN TE 278 WG7 WI 7.3.1. (Geographic Road Data-Location Catalogues) - ISO EN 15005 1-2 (Road Vehicle Man Machine Interface-dialogue management) - ISO EN 15006 1-2 (Road Vehicle Man Machine Interface –auditory information) - ISO EN 15007 1-2 (Road Vechicle Man Machine Interface – visual presentation of

information)

123

9.5. Tehnologija za realiziranje sustava RGN

Globalni pozicijski sustav GPS (Global Position System) satelitski je radionavigacijski sustav koji se koristi u različitim ITS aplikacijama vezano za određivanje položaja na površini i u prostoru oko površine. To uključuje: određivanje pozicije i najbliže točke ili vozila (taksi, interventna vozila, dostavna vozila) povezivanje GPS antene s navigacijskim sustavom i vođenjem do odredišta (GPS guidance), sigurnosne aplikacije i zaštitu vozila i vozača, itd. GPS ima ukupno 24 satelita s visinom putanje od 20.183 km uz vrijeme obilaska Zemlje od 11 sati i 58 minuta. U svakom trenutku korisniku je na raspolaganju 6 do 11 satelita tako da prijamnik za pozicioniranje odabere četiri najpovoljnija. U ITS aplikacijama mogu se koristiti precizniji diferencijski GPS sustav (Diferential Global Positiitioning System). DGPS je vrsta relativnog pozicioniranja gdje monitorska stanica (poznatog položaja) prima satelitske signale i izračunava pogreške. Taj podatak priopćava se korisnicima u određenom području polumjera od stotinjak kilometara. Da bi točnije izračunao svoju poziciju, korisnik treba posjedovati prijamnik za DGPS poruke uz odgovarajuće programe za njihovu obradu i prezentaciju. Određivanje položaja korisnika GPS sustava temelji se na mjerenju vremena preleta signala od satelita iz čega se izračunava udaljenost prema izrazu: prtcl *=

gdje je: −l udaljenost od satelita do korisnika −c brzina svjetlosti u vakumu −prt vrijeme proleta signala

GPS postaje normalna dopunska oprema od početka ovog desetljeća poput „air-condition“ ili CD-R opreme. U pravokutnom koordinatnom sustavu razmak (I) između pozicije GPS korisnika i satelita iznosi:

SK PPI −=

gdje su −KP koordinate korisnika a −SP koordinate satelita

Ako su poznate pozicije triju satelita i točno vrijeme odašiljanja signala to sa satelita može se iz sustava jednadžbi odrediti korisnikova pozicija. Vrlo je značajna vremenska 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 L1=1575,42 MHz L2=1227,60 MHz Za modulaciju se koriste dva koda:

- P-kod (precision) - C/A kod (Coarse Acquisition)

124

Brzina protoka bita C/A iznosi 1,023 Mb/s i namjera mu je da posluži širokom krugu korisnika (uz manju preciznost). P-kod ima brzinu protoka bita 10,23 Mb/s i veliku preciznost, namijenjen je ponajprije za specijalne korisnike. Kodovima se mogu koristiti oni koji raspolažu generatorom istoga koda kao i satelitski odašiljač, pri čemu je neophodna sinkronizacija generatora. Iz podataka o putanjama satelita GPS prijamnik odabire četiri najpovoljnija satelita i generira njihove kodove radi uspoređivanja s kodovima satelita.

10. INTELIGENTNI TRANSPORTNI TERMINALI I SUČELJA

10.1. Pristup ITS reinženjiranju terminalnih sustava

Polazeći od temeljnih zamisli ITS-a i poznajući prometno-inženjerske i transportno-tehnologijske probleme u transportnim terminalima moguće je pristupiti bitnom poboljšanju performansi i reinženjiranju tog sustava. Transportni terminalni sustavi općenito predstavljaju početne i završne odnosno tranzitne točke transportnog procesa gdje putnik, roba ili pošiljka ulazi u sustav ili izlazi iz sustava odnosno mijenja mod prijevoza. Budući da se u terminalu mijenja i mod prijevoza, može se govoriti o intermodalnim transportnim terminalima (intermodal transport terminals ) za putnike i različite vrste terminala. U telekomunikacijskom prometu naziv terminal odnosi se na korisnički uređaj : telefon, telefax, mobitel, PC komunikator itd. Primjeri transportnih terminalnih sustava i tranzitnih sustava su : - kolodvori i postaje u cestovnom prometu - kolodvori i postaje u željezničkom prometu - zračne luke - morske luke - robno-transportni terminali - logističko-distribucijski centri - kurirski „hubovi“ - Park&Ride sustavi

Uvođenje ITS funkcionalnosti u transportne terminalne sustave može bitno podići razinu performansi kvalitetu usluga što se može mjeriti :

- većom produktivnošću prijevoznika i davatelja terminalnih usluga - smanjenjem čekanja i vremenskih gubitaka za putnike - smanjenje zagušenja prometnica - povećanje sigurnosti i zaštićenosti putnika i tereta

Pri temeljitom redizajniranju (reinženjiranju) postojećih sustava potrebno je analizirati prijevozne zahtjeve i volumen prometa u određenom vremenu te trenutačne intenzitete protoka putnika, transportnih događaja i tereta.

125

Sve dok je raspoloživi kapacitete ili propusna moć (C) u vremenu promatranja (T) manji od ukupnog volumena prometa za promatrano razdoblje (T), postoji mogućnost poboljšanja postojećeg sustava vremenskom preraspodjelom. Osim toga moguće je sustavnim upravljanjem potražnjom djelovati na prilagodbu polaznog vremena i promjenu moda prijevoza do odredišta. Performanca sustava predstavlja mjeru nekog zahtijevanog ponašanja. Transportni terminali su stvarnovremenski sustav tako da se procjena performansi temelji na veličinama ostvarenih outputa i pravovremenosti. U skladu s poopćenim modelom prometnog sustava u terminalnim podsustavima putnik, roba i informacija ulaze u sustav, adaptiraju se za prijevoz ili prijenos mrežom te u krajnjem terminalu napuštaju sustav uz obavljenu transportnu uslugu. Za sustavski opis funkcija terminala koriste se input-output dijagrami procesa prilagođeni konkretnom kontekstu. Pri tome je potrebno postići potrebnu razinu dekompozicije i detaljiziranosti prikaza prilagođenoj informatičkoj obradi. Transportni entiteti (putnici, roba, informacije) te prometni entiteti ( vozila idr.) čine osnovne inpute u procese koji se odvijaju u terminalu. Putnik može imati elektroničke načine plaćanja cestarine (kontaktne i beskontaktne kartice), roba i pošiljke mogu se pratiti preko elektroničkih čipova ili „tragova“ kao dio sustava Track&Trace. Facilitatori procesa su odgovarajuća infrastruktura, objekti i uređaji koji omogućuju obavljanje temeljnih i dodatnih funkcija terminala. Izlaz iz procesa su ukrcana i ispravna vozila sa korisnim teretom te nepoželjni outputi: otpad, onečišćenja idr. Proces mora biti vođen odnosno kontroliran tako da se osigura odvijanje željenih transformacija inputa u outpute. Uspješnost funkcioniranja iskazuje se performansama odnosno kvalitetom usluga za krajnje korisnike.

Sl.8.1.1. Input-output model procesa u terminalu

126

Performanse terminala međusobno se isprepliću s pokazateljima kvalitete usluga za krajnje korisnike (barijere pristupa, čekanje, sigurnost posluživanja, udobnost , itd. ) Performanse terminala općenito se mogu iskazati pokazateljima kao što su :

- dostupnost (barijere pristupa terminalu) - učinkovitost odvijanja procesa - prosječno čekanje u procesu terminalnog posluživanja Tp - varijabilnost trajanja posluživanja (Var(Tp)) - razina sigurnosti odvijanja procesa u terminalu - troškovi funkcioniranja terminala - pouzdanost - kvaliteta sučelja

Razina performansi terminala i kvaliteta usluge za korisnika bitno ovise o veličini prometnog opterećenja i varijabilnosti dolazaka korisnika i vozila. Veća varijabilnost dolazaka bitno smanjuje razinu performansi terminala uz isto prometno opterećenje.

10.2. Usklađivanje veličine kapaciteta i prometnog opterećenja

ITS rješenja adaptivnog vođenja procesa u terminalnim podsustavima mogu bitno poboljšati razinu korištenja kapaciteta i kvalitetu usluge za korisnike. Osnovni zahtjev da terminal treba dizajnirati tako da zadovolji korisničke (prometne zahtjeve) uz odgovarajuće odmjeravanje (trade-off) kvalitetu usluga i troškova funkcioniranja za mrežnog operatora odnosno davatelja usluga. Kapacitet posluživanja je relativno fiksan i ne može se mijenjati brzom promjenom potražnje. No postoje različite mogućnosti smanjenja varijacija potražnje i sprečavanje preopterećenja vremenskom preraspodjelom prometa. Za usklađivanje kapaciteta i potražnje važno je poznavanje dnevnih varijacija prometa mjerenih u kratkim intervalima raspon vrijednosti iznosi : minmax QQR −=

gdje je : R- raspon gustoće prometnih entiteta −minQ minimalna gustoća prometnih entiteta

−maxQ maksimalna gustoća prometnih entiteta

Potražnja se promatra za određeni prostorno-vremenski okvir odnosno odgovarajuću rezolucijsku razinu, npr. satna ili dnevna potražnja jedne klase usluga na jednom terminalnom sustavu. Ako postoji nqqq ,...,, 21 podataka utemeljenih na n-opažanja, tada se srednja vrijednost

varijable (gustoća ili koncentracija) iznosi

nin

q

q

n

ii

,...,2,11 ==∑

=−

127

uz varijaciju

1

)(1

2

2

−

−=∑

=

−

n

qqn

ii

σ

Ako se prati duljina repa , tada je potrebno uzeti u razmatranje vrijeme it kroz koje se rep

održava tako da se srednja vrijednost −

Wl određuje kako slijedi

niT

tll

n

iiWi

W ,...,2,1*

1 ==∑

=−

gdje je :

∑=

=n

iitT

1

Sl. 8.2.1. Varijacija dnevne potražnje u terminalu

Raspon između minimalne Qmin i maksimalne Q max potražnje tijekom dana odnosno tjedna može biti vrlo visok. Ako bi se kapaciteti terminala dizajnirali prema prosječnoj dnevnoj potražnji kvaliteta usluga bi bila neprihvatljivo niska, ali bi iskorištenje kapaciteta bilo vrlo visoko.

128

Stoga je potrebno izabrati onaj kapacitet koji će uz zadovoljenu kvalitetu usluge osigurati očekivano korištenje kapaciteta tako da vrijedi :

normi

R

SLSL

QCQ

οο >

<<−

max

gdje je

−−Q prosječna potražnja za reprezentativni dan

−maxQ maksimalna potražnja tijekom dana

−RC propusna moć ili kapacitet koji zadovoljava prometne zahtjeve uz prihvatljivu

degradaciju kvalitete pri vršnom opterećenju U postupku rješavanja problema izbora kapaciteta i upravljanja procesima prometni inženjeri i menadžeri moraju koristiti odgovarajuće odmjeravanje učinka i troškova dodatnog kapaciteta. Ključni pokazatelji razine usluga terminala za korisnika su :

- dostupnost terminala odnosno vrijeme pristupa do terminala - vrijeme provedeno u sustavu (na čekanju+posluživanje) - zadovoljavajuća cijena usluga - redovitost i pouzdanost usluge - sigurnost i zaštićenost - udobnost

Svaki korisnik različito ponderira pojedine pokazatelje tako da neki prvenstveno preferiraju udobnost i sigurnost dok je drugima najvažnija cijena. Subjektivne procjene kvalitete korisnik donosi temeljem vlastitih perferencija i očekivanja. Objektivne procjene pojedinih pokazatelja moguće su mjerenjem i motrenjem odgovarajućih veličina u procesu (vrijeme provedeno u terminalu, vrijeme čekanja, početak i završetak posluživanja itd.)

10.3. Prilagođavanje postojećih informacijskih sustava rješenjima ITS-a

Pri uvođenju ITS-a, u terminalnom sustavu će, u pravilu, već postojati neka rješenja informacijskog sustava podržanog računalima. U taj sustav su investirana sredstva i ljudi su se navikli s instaliranim sustavom tako da postoji otpor promjenama. Kod ITS reinženjiranja potrebno je terminalni informacijski sustav definirati, razvijati i implementirati kao interni dio ITS-a. Za razvoj informacijskog sustava za inteligentni terminalni sustav u pravilu će se koristiti objektno orijentirani pristup i metode. Reinženjiranje znači temeljno preispitivanje načina funkcioniranja sustava pri čemu se ne treba preopterećivati postojećim rješenjima. U skladu s konceptom životnog ciklusa potrebno je definirati temeljne zahtjeve, postaviti konceptualni model i razvijati sustav koji će zadovoljiti zahtjeve uz odgovarajuće odmjeravanje troškova i koristi.

129

Pri modeliranju procesa najviša razina je dijagram konteksta kojim se definira obuhvat promatranja i određuju granice sustava od interesa. Funkcionalni procesi u terminalu dekomponiraju se sve dok se ne dobiju tzv. primitivne funkcije odnosno aktivnosti koje dalje ne treba razlagati. U analizi i projektiranju procesa u terminalnim sustavima potrebno je povezati prometno inženjerska znanja sa primjenom analitičko dizajnerskih tehnika. Postoji veći broj metoda i tehnika koje su primjenjive u modeliranju procesa u terminalima uz odgovarajuću informatičku podršku. Terminalni sustav je stvarni, dinamički sustav koji obavlja određene funkcije odnosno procese.

Sl.8.3.1. Terminalni informacijski sustav Ulazi iz okoline mijenjaju stanje terminalnog sustava. Stanje sustava treba opisati sintezom informacija o prošlosti kako bi se djelovanjem mogli postići poželjni izlazi. Promatranjem ili mjerenjem prometnih veličina u terminalnom sustavu dolazi se do informacije o stanju sustava. U bazama podataka sadržani su podaci koji opisuju sustav. Odgovarajući programi generiraju izlaze iz baze podataka u obliku izvještaja, podrške odlučivanju i dr. Model procesa i model podataka mogu se projektirati relativno neovisno pri čemu projektiranje modela procesa može prethoditi modelu podataka ili obrnuto. Dekompozicija funkcija (procesa) u terminalnom sustavu načelno je prikazana na slici.

130

Sl.8.3.2. Dekompozicija procesa u terminalu Svaki pravokutnik označava proces, a ulazni i izlazni tokovi predstavljaju tok podataka. Tok s gornje strane naziva se „upravljanje“ (control) i definira uvjete pod kojima se izvodi proces. Osim modela podataka i modela procesa, potrebno je modelirati i model resursa gdje su : računalna oprema, stručno osoblje i organizacija.

131

OSMO PREDAVANJE

SADRŽAJ

OSMO PREDAVANJE .............................................................................................................. 131 11. INTELIGENTNE PROMETNICE I VOZILA ................................................................... 132

11.1. Inteligentne prometnice .............................................................................................. 132

11.2. Inteligentna vozila ...................................................................................................... 135

12. INTELIGENTNO UPRAVLJANJE PROMETOM I TRANSPORTOM ............................ 137

12.1. Zadaća inteligentnog upravljanja prometom i transportom .......................................... 137

12.2. Funkcionalno područje upravljanja prometom u ITS arhitekturi .................................. 139

12.3. Relevantne veličine prometnog toka koje se koriste u upravljanju prometom (MT) .... 141 12.4. Prilagodba općih modela prometnog toka ................................................................... 144 12.5. Višerazinski diskontinuirani model prilagoñen ITS kontekstu ..................................... 146

12.6. Tipovi i posljedice zagušenja ...................................................................................... 147

12.7. Individualno i centralizirano voñenje protoka ............................................................. 149 12.8. Adaptivno upravljanje prometom na semaforiziranim raskrižjima ............................... 151

12.9. Šok valovi u prometnom toku ..................................................................................... 152

12.10. Koncept virtualnog cestovnog vlaka ......................................................................... 153 12.11. Upravljanje gradskim prometom s prioritetima javnog prijevoza............................... 154

13. ITS FUNKCIONALNOSTI ZA NACIONALNU SIGURNOST I ZAŠTITU .................... 156 13.1. Nacionalna sigurnost i zaštita kao funkcionalno područje ITS-a .................................. 156

13.2. Razvoj integralnog sustava sigurnosne supervizije i nadzora incidenata ...................... 157 13.3. Poboljšanje sigurnosti u prometu primjenom ITS rješenja .......................................... 157

132

11. INTELIGENTNE PROMETNICE I VOZILA

11.1. Inteligentne prometnice

Inteligentna prometnica predstavlja kibernetsku i informatičku nadgradnju klasičnih prometnica tako da se osim osnovnih fizičkih funkcija ostvaruje bolje informiranje vozača, vođenje prometa, sigurnosne aplikacije, itd. Sustavi koji služe prikupljanju prometnih podataka, mjerenju i prometnoj signalizaciji promatraju se kao dio ITS informacijskog sustava na prometnicama. Telekomunikacijski sustav omogućuje razmjenu podataka, govora ili video informacija između korisnika (izdvojenih jedinica) i centralnih jedinica. Upravljački sustav temeljem prikupljenih informacija i ugrađenog ekspertnog znanja donosi odluke vezane za dinamičko (adaptivno upravljanje prometom). Osnovna fizička struktura informacijsko-komunikacijskog sustava (ICS) prometnica prikazana je na slici.

Sl.8.1. Osnovna fizička struktura informacijsko- komunikacijskog sustava prometnica Na terminalnu informacijsko-komunikacijsku jedinicu priključuje se različiti senzori, mjerači ,video kamere, prometna signalizacija i druga oprema pri čemu se obavlja prilagodba prikupljenih podataka za prijenos po žičnom i bežičnom komunikacijskom sustavu. Da bi se osigurao siguran i zaštićen prijenos podataka, nužno je da uz osnovni informacijski tok bude osiguran zadovoljavajući dodatni kapacitet potreban za zaštitu korekciju pogrešaka prijenosa.

133

Teleprometna analiza polazi od osnovnog izraza dou ϕϕϕ +=

gdje je : −uϕ ukupni informacijski tok na prijenosnom sustavu

−oϕ osnovni (korisni) tok informacija

−dϕ dodatni zaštitni tok informacija

Teleprometno opterećenje prijenosnog linka a možemo odrediti iz izraza

C

a uϕ=

gdje je : C – kapacitet prijenosnog sustava Središnja upravljačka jedinica prikuplja i obrađuje informacijske tokove od terminalnih jedinica te upravlja ponašanjem prometnog sustava temeljem ekspertnih znanja i prometnih pravila. Upravljanje ponašanjem inteligentnog sustava prometnica uključuje sposobnost učenja iz prikupljenih podataka. Automatizirana prometnica postiže se upravljačkom i informacijsko-komunikacijskom nadgradnjom klasične prometnice. Time se postiže veća protočnost, sigurnost učinkovitost prijevoza. Postojeći informacijsko komunikacijski sustavi za telemetriju, i telekontrolu i telekomandu moraju se nadograditi ITS funkcionalnostima. ICS sustav za telekontrolu služi utvrđivanju ispravnosti rada uređaja na daljinu odnosno za kontrolu maksimalnih vrijednosti pojedinih veličina. ICS sustav za telemetriju omogućuje mjerenje odgovarajućih veličina na daljinu. ICS sustavi za telekomandu služe upravljanju prometom odnosno za regulaciju rada uređaja na daljinu (uključivanjem, isključivanjem i drugim radnjama). Klasični SOS telekomunikacijski uređaji postavljeni uz autoceste služe vozačima da u slučaju kvara ili druge potrebe upute poziv za hitnu pomoć. Telefonski SOS uređaji su fizički postavljeni kao telefonski pozivni stubići duž autoceste na međusobnom razmaku od 1,5 do 2,5 kilometara. Spojeni su sa SOS centralu pomoću bakrenih parica, svjetlovoda odnosno fiksne GSM mreže (F-GSM). ITS funkcionalnosti automatizirane prometnice uključuju:

- mjerenje prometa i klasifikaciju vozila te analizu prometnog toka - videonadzor i daljinsko upravljanje protočnošću prometnica - naplatu cestarine putem „pametnih“ kartica - telekontrolu gabarita (primjenom lasera i optičkih rešetki) - poboljšanje vidljivosti u tunelima - telekontrolu pojave dima i vatre - telemetriju meteoroloških uvjeta (temperatura, vlažnost, brzina vjetra, snijeg, kiša) - upravljanje promjenljivom prometnom signalizacijom, infopanoima,semaforima i

radiokomunikacijskim porukama - navigacijske upute o trenutačno optimalnim prometnim smjerovima - uključivanje i regulaciju rasvjete - automatsko uključivanje gašenja požara u tunelu

Ovisno o postojećoj razini opremljenosti cestarskih objekata IC infrastrukturom, potrebno je razvijati rješenje automatizirane prometnice prilagođen kontekstu polazeći od dobro razrađenih sustavskih i korisničkih zahtjeva prema metodologiji sustavskog inženjerstva.

134

Učinci ITS rješenja mogu se promatrati kroz :

- poboljšanje protočnosti - poboljšanje sigurnosti - poboljšanje udobnosti i zaštićenosti vozača i putnika - ekološka poboljšanja

Poboljšanje protočnosti može se odrediti stavljanjem u omjer pred-ITS rješenja i ITS rješenja vođenja prometa na određenoj dionici ceste, tunelu, mostu i sl. tako da vrijedi oITS ϕϕϕ −=∆

gdje je : −∆ϕ poboljšanje protočnosti (u apsolutnom iznosu)

−ITSϕ protok uz ITS rješenje

−oϕ protok bez ITS rješenja

Koeficijent poboljšanja protočnosti određen je izrazom

[ ]%100*10

−=

ϕϕ ITS

PPK

Za analizu protočnosti važno je odrediti što se uzima kao prometni reprezentant odnosno mjerodavno prometno opterećenje za prometno-tehničko dimenzioniranje. Ne uzima se maksimalno satno opterećenje tijekom godine jer bi to imalo za posljedicu predimenzioniranje i nedovoljno iskorištenje kapaciteta. Na cestovnim prometnicama uzima se kao mjerodavno tek trideseto do šezdeseto po veličini satno opterećenje. Primjenom ITS rješenja upravljanja potražnjom odnosno integralnog upravljanja prometom moguće je vremenskom preraspodjelom postići znatno bolji odnos učinka i ulaganja nego fizičkom dogradnjom prometnica. Redukcijski koeficijent koji definira propusnu moć ceste s više prometnih traka bit će znatno smanjen primjenom ITS-a sustava koji podržavaju prestrojavanje, obilaženje i omogućuju bolje vođenje tokova vozila uključivo s žurnim službama. Propusna moć ceste s više prometnih trakova primjenom ITS rješenja određen je izrazom ITSITSn n ϕγϕ **=

gdje : −nϕ propusna moć ceste s više prometnih trakova

−ITSγ redukcijski koeficijent za prometnicu s ITS opremom

−n broj prometnih trakova −ITSϕ prometni tok jednog prometnog traka s ITS rješenjem

Vrijednosti koeficijenta utjecaja više prometnih trakova na propusnu moć za cestovnu prometnicu prikazani su u tablici . broj prometnih trakova 1 2 3 4 koeficijent γ 1,0 0,9 0,75-078 0,6-0,65 koeficijent γITS 1,00 >0,9 >0,78 >0,65

135

Pri određivanju stvarne propusne moći potrebno je uzeti u obzir utjecaje : - širine prometnog traka - strukture prometa - vidljivosti - udaljenost bočnih smetnji

Povećanje razine usluge (LS) za krajnjeg korisnika mjeri se :

- smanjenjem vremena putovanja - slobodom manevriranja - povećanjem sigurnosti vožnje - povećanje udobnosti vožnje - smanjenje prekida prometnog toka - smanjenjem troškova korištenja vozila

11.2. Inteligentna vozila

Inteligentna vozila (IV) imaju dodatne funkcionalnosti kojima se postiže prikupljanje i obrada podataka iz okruženja te automatizirana prilagodba kao pomoć ili zamjena čovjeka-vozača. Područje inteligentnih vozila bilježi dinamičan rast u koji su uključeni različiti akteri od automobilske industrije, javnih prijevoznika, elektroničke industrije i vojnog sektora. Inteligentna vozila nude znatne mogućnosti za povećanje sigurnosti, operativne učinkovitosti i udobnosti vozača tako da se IV sustavi proglašuju ključnim sljedećim valom (next wave) za ITS. Vozila koja se mogu autonomno voditi autocestom ili u urbanom području postaje realnost.

Oprema koja se ugrađuje na inteligentno vozilo prikazana je na slici .

Sl.8.2. Oprema inteligentnog osobnog vozila

136

Postojeće IV aplikacije u osnovi se mogu podijeliti na : - upozoravanje vozača - djelomična kontrola vozila i podrška vozaču - potpuno automatsko vođenje vozila

Upozoravanje vozača (collision warning systems) uključuje funkcije kao što su upozoravanje na opasnost čelnog sudara, izlijetanje s ceste, opasnosti pri prestrojavanju vozila, detekcija pješaka, upozoravanje vozača teških teretnih vozila. Ako vozač neadekvatno reagira na svjetlosna ili zvučna upozorenja, sustavi mogu preuzeti kontrolu nad upravljanjem ili zaustavljanjem vozila. Sustavi pomoći vozaču uključuju funkcije adaptivne prilagodbe brzine, držanja pravca i preciznog manevriranja. Rješenja inteligentnog vozila uključuju: automatsko upravljanje vozilom, držanje sigurnosnog razmaka te elektroničko vođenje autobusa i teretnih vozila posebnim prometnim trakom. Inteligentna pomoć parkiranju već se serijski ugrađuje u vozila i omogućuje bočno i stražnje parkiranje na željeno mjesto tako da su vozačeve ruke potpuno slobodne jer se upravljač sam okreće. Kontrola potrošnje goriva je važna pri kombiniranoj uporabi benzinskog i elektro motora pri čemu vozač može kontinuirano pratiti energetsko stanje vozila na središnjem ekranu. Inteligentni sustavi vozila mogu biti autonomni (instrumenti i inteligencija smješteni u vozilo ) ili kooperativni gdje asistencija dolazi od prometnice i/ili drugih vozila. U početnoj fazi razvoja očekuje se da će automatizacija niske razine (low speed automation) postati uobičajeni dio opreme osobnog automobila i teretnih vozila. ITS funkcionalnosti inteligentnog vozila ostvaruje se putem telematičke opreme koja se nadograđuje na osnovnu opremu i uređaje motornih i priključnih vozila. Pri tome je nužno osigurati usklađenost s propisima i pravilnicima o tehničkim uvjetima vozila u prometu na cestama odnosno drugim prometnicama. ITS prilagodba uključuje :

- uređaj za upravljanje vozilom - uređaj za zaustavljanje vozila - uređaje za osvjetljavanje ceste - uređaj za davanje svjetlosnih znakova - uređaje za omogućavanje normalne vidljivosti - uređaje za kretanje vozila unatrag - uređaje za kontrolu i ispuštanje ispušnih plinova - uređaje za spajanje vučnog i priključnog vozila - ostale uređaje i opremu na vozilu

137

12. INTELIGENTNO UPRAVLJANJE PROMETOM I TRANSPORTOM

12.1. Zadaća inteligentnog upravljanja prometom i transportom

Vođenje prometnog toka (traffic control) i „inteligentno upravljanje prometom“ (integrated traffic and transport management) u ITS okruženju razlikuju se u pristupu, sadržaju i razini inteligencije. Termin upravljanje prometom ne obuhvata potpuno sadržaj izvornog termina traffic and transport management, no pojednostavljuje uporabu termina i izvedenice. Navođenje svih ključnih sadržaja „menadžmenta“ (planiranje,organiziranje, vođenje,kontrola) bilo bi nepraktično. 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 tmm MTPVCfv ),,(=

gdje je : −mv brzina na mreži

−mC operativni kapacitet mrežnih elemenata

−PV prometni volumen −MT upravljanje prometom −t vremenski okvir promatranja Operativni kapacitet prometne mreže određen je razinom investiranja (Inv) ili izgrađenosti osnovne infrastrukture i kvalitetom upravljanja prometom (MT) tako da vrijedi tm MTInvfC ),(=

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 nego dinamička veličina. Prijevozna potražnja (D) ovisit će o rasporedu aktivnosti (Akt) (gospodarskih, društvenih itd.) te o razini usluge koju pruža prometnica koja je zavisna o: - očekivanoj brzini - čekanjima - sigurnosti - ekološkim čimbenicima

138

Općenito vrijedi ),( LoSAktfD =

Ako se promatra samo brzina ili vrijeme putovanja određenom dionicom (tp=l/v), tada je potražnja ),( mR vAktfD =

Inteligentnim upravljanjem povećava se operativni kapacitet tako da vrijedi : MM CC >`

odnosno

M

MIM C

Ck

`

=

Inteligentno upravljanje označava pristup, metode i tehnička pomagala koja

omogućuju dinamičko prilagođavanje potražnje, adaptivno vođenje tokova i djelovanje 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 prikupljenih od senzora

Ključne operativne zadaće ITSMT 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, verskih, zabavnih događanja - kontrola nepovoljnih utjecaja na odvijanje prometnog toka (vremenske neprilike,

agresivna vožnja ) - preraspodjelom modova prema korištenju učinkovitijih modova javnog prijevoza Nakon identifikacije i specifikacije potreba razrađuje se arhitektura sustava MT za određeni prostorno-vremenski obuhvat. Nakon detaljnog dizajna ITSMT slijedi testiranje

prototipa te implementacija cijelog sustava. Važno je uočiti da vođenje prometnog toka (TFC) predstavlja samo jedan od podsustava upravljanja prometom u ITS okruženju ( ITSMT ) tako da vrijedi :

ITSMTTFC ⊂

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 ITSMT .

Osim upravljanja tokovima vozila, MT sadrži upravljanje potražnjom, koordinaciju urgentnih službi, davanje prioriteta javnom prijevozu, upravljanje incidentnim situacijama i posebnim događajima (sportske manifestacije, politički skupovi, itd.)

139

Sprečavanje zagušenja i adaptivno vođenje toka vozila predstavlja jedno najznačajnijih područja primjene ITS-TM aplikacija. Za efektivno i efikasno vođenje prometnog toka potrebno je dublje poznavanje relevantnih veličina te načina prikupljanja i obrade stvarnovremenskih podataka kako bi se različitim oblicima distribucije informacija djelovalo na prometni tok. Produbljeno poznavanje teorije prometnog toka i temeljnih načela vođenja kompleksnih sustava ključno je za razvoj brojnih ITS aplikacija, kako na autocestama i arterijama tako i na drugim dijelovima prometnog sustava.

12.2. Funkcionalno područje upravljanja prometom u ITS arhitekturi

U europskoj i američkoj ITS arhitekturi definirano je posebno funkcionalno područje upravljanja prometom MT (manage traffic). Prema europskoj KAREN-FRAME arhitekturi funkcionalno područje MT podijeljeno je u pet funkcija visoke razine koje su u pravilu kompleksne tako da se dekomponiraju u određeni broj funkcija niže razine. Funkcije visoke razine za MT jesu :

1. vođenje prometnog toka 2. upravljanje incidentnim situacijama 3. upravljanje potražnjom 4. pružanje meteoroloških informacija 5. održavanje cesta

Opis funkcija više razine sastoji se od dvaju osnovnih dijelova:

- pregledni prikaz svrhe funkcije - liste komponenata funkcije

SL.9.1.

140

Npr. Funkcija vođenja prometnog toka predstavljena je sljedećim jezičnim (shall language) opisom : „MT funkcija visoke razine pružat će resurse za vođenje prometnog toka vozila cestovnom mrežom, MT uključuje funkcionalnosti za vođenje gradskog i međugradskog prometa, resursi će omogućiti prikupljanje podataka o zauzimanju kapaciteta cestovne mreže i davanju prioriteta za određena vozila.“

Komponente funkcije vođenja prometnog toka su :

- vođenje gradskog prometa - vođenje međugradskog prometa - vođenje prometa na mostovima i tunelima

Korištenje odgovarajućeg jezičnog formata omogućuje verifikaciju da je arhitektura kompletna i konzistentna te da funkcije sadrže željena funkcionalna svojstva. Funkcije visoke razine rijetko zadovoljavaju korisničke potrebe no uvijek zadovoljavaju zahtjeve nižih funkcija. Funkcije niže razine opisuju funkcionalnosti koje se dijele u niže funkcije tako da predstavljaju najnižu razinu funkcionalnosti u ovom funkcionalnom području. Opis funkcija niže razine sadrži četiri dijela:

- pregled i prikaz - lista ulaznih i izlaznih tokova podataka - detaljni funkcionalni zahtjev - lista potreba stakeholdera koje su zadovoljene tom funkcijom

Svi funkcionalni tokovi podataka (functional data flows) imaju nazive koji počinju dogovorenim slovnim kodom i slijede slobodnim tekstualnim opisom koji inicira sadržaj. Slovni kod zadovoljava pravila koja su definirana u ITS funkcionalnoj arhitekturi. Npr. tokovi podataka koji se odnose na pojedina funkcionalna područja počinju prvim slovima naziva tog područja: mt – manage traffic mffo – manage freight and fleet operations mpto – manage public transport operations Kada tokovi podataka povezuju funkcije u jednom funkcionalnom području s funkcijama drugog funkcionalnog područja, tada se koriste početna slova polaznog i dolaznog područja. Npr. tok podataka od funkcionalnog područja upravljanja javnim prijevozom (mpto) prema funkcionalnom području upravljanja prometom (mt) imat će sljedeći oblik: mpto.mt_service_information Tokovi podataka između terminatora odnosno aktera imaju vlastitu hijerarhiju i pravila pri određivanju naziva toka podataka : pravilo 1. Nazivi tokova podataka između terminatora i jezge ITS-a počinju sa :

- prema (to) - od (from) - prema/od (to/from) nakon čega slijedi puni naziv terminatora, npr: - od vozača - prema/od vozila

141

pravilo 2. Kada tok podataka povezuje funkciju s terminatorom ili njegovim akterom, tada je početno slovo „f“ nakon kojeg slijedi akronim terminatora za tokove od terminatora, odnosno početno slovo „t“ nakon kojeg slijedi akronim terminatora za tokove prema terminatoru; pravilo 3. Tokovi podataka unutar funkcionalnog područja slijede različite konvencije kao što je : - t (inicijalni terminator)- slobodni tekstualni naziv - f (incijali terminatora). slobodni tekstualni naziv

Unutar funkcionalnog područja i funkcija visoke razine koriste se skladištenje podataka (data stores). Skladišta podataka imaju svoje nazive i brojčane oznake. Naziv indicira tip podataka koji je pohranjen. Brojčana oznaka sastoji se od dva broja gdje prvi broj označava broj funkcionalnog područja, a druga oznaka redni broj skladišta podataka određenog funkcionalnog područja. Skladište podatka koristi se u funkcionalnom području upravljanja prometom. Ono sadrži zapise o svim aktivnostima održavanja koje će izvoditi uključivo i one koje još nisu završene. Podaci o skladištenju uključuju:

- lokaciju - tip opreme - tip kvara ili oštećenja - opis kvara ili oštećenja - vrijeme i datum održavanja

Podaci pokrivaju sve tipove opreme uključujući opremu ugrađenu u kolnik, opremu uz cestu i opremu na centralnim lokacijama. Zahtijeva se da svako skladište podataka sadrži mogućnost rada, odnosno upravljanja podacima , npr. kontrola upisa, kreiranje žurnala, itd. Komunikacijski zahtjevi vezani za razmjenu podataka među različitim funkcijama definiraju se fizičkom arhitekturom.

12.3. Relevantne veličine prometnog toka koje se koriste u upravljanju prometom (MT)

U skladu s polaznom hipotezom da ITS koristi doprinose generičke teorije prometa i modele prometnog i transportnog inženjerstva, mogu se u kontekstu ITS-a promatrati sljedeće relevantne veličine za opisivanje prometnih tokova: 1. protok vozila 2. gustoća prometnog toka 3. brzina prometnog toka (prostorna i vremenska) 4. vremenski razmak ili interval slijeđenja vozila 5. prostorni razmak slijeđenja vozila Protok vozila predstavlja broj vozila N koja prolaze određenu točku prometnice dx tijekom zadanog vremena T ( tipično 1 sat voz/sat ili drugom vremenu ovisno o prometnom sustavu).

142

Sl. 9.3.1. Protok vozila (voz/h) Maksimalna vrijednost toka koji se može postići predstavlja propusnu moć ili maksimalni operativni kapacitet mrežnog elementa tako da vrijedi:

MM

MM

C

C

≤<

=

ϕ

ϕ

0

)max(

gdje je : −MC operativni kapacitet mrežnog elementa

−Mϕ protok na mrežnom elementu

Gustoća toka vozila na cestovnoj dionici definirana je kao ukupan broj vozila N koja se u trenutku promatranja dt nalaze uzduž određene dionice (duljine) ceste duljine M. Gustoća se praktično utvrđuje brojenjem vozila iz zračne snimke ili posredno mjerenjem protoka i vremenskih razmaka između vozila.

143

Sl.9.3.2. Gustoća prometnog toka (voz/km)

Kao ekvivalent gustoći u ITS okruženju rabi se veličina vremenskog zauzimanja kapaciteta koja neposredno mjeri u točki odnosno vrlo kratkim zonama detekcije vozila na kolniku. Zauzimanje (occupancy) je definirano kao postotak vremena kada je zona detekcije (induktivna petlja ili mikrovalni emiter) pokrivena vozilom. Značenje termina koncentracija često se poistovjećuje s gustoćom, no postoje određene razlike. Koncentracija je širi pojam koji uključuje i gustoću (density) i zauzimanje trake (lane occupancy) . Gustoća je mjera koncentracije entiteta u prostoru dok se zauzimanje mjeri u točki/presjeku i predstavlja mjeru koncentracije u vremenu. Mjerenje gustoće zahtijeva promatranje trenutačnog broja vozila uzduž cestovnog traka. Zauzimanje kapaciteta (traka) mjeri se u točki ili na vrlo kratkoj udaljenosti tako da se utvrđuju vremena Ts u određenom periodu promatranja T. Za točnost mjerenja treba uvesti u račun širinu induktivne petlje odnosno senzora ugrađenog u kolnik. Brzina prometnog toka može se izraziti kao srednja prostorna brzina Vs ili srednja vremenska brzina Vt. Srednja prostorna brzina može se odrediti prema izrazu

∑=

=n

ii

s

tn

lV

1

1

gdje je : −l udaljenost koju pređu vozila −n broj vozila (i=1,...,n)

−it vrijeme potrebno vozilu i da prijeđe udaljenost l (i

i v

lt = )

−iV brzina pojedinog vozila

144

Zauzimanje prometnog traka ili općenito „kanala“ (prometnice) kojim prolaze prometni entiteti (vozila, pješaci,paketi, itd.) može se odrediti prema izrazu:

T

t

k

N

ii

Z

∑=

gdje je : −∑N

iit zbroj pojedinačnih vremena kada se vozila i=1,...,N

nalaze nad detektorom −T vrijeme promatranja

12.4. Prilagodba općih modela prometnog toka

Osnovne analitičke relacije i tzv. fundamentalni dijagrami pokazuju odnos protoka (q), gustoće (g) ili koncentracije vozila (k) i brzine (v) u idealiziranim uvjetima jednosmjernog jednoniznoga homogenog toka vozila. U ITS analizi i sintezi upravljanja prometom može se krenuti od tih jednostavnih izraza koji se prilagođuju konkretnom ITS kontekstu. Temeljna jednadžba stacionarnog prometnog toka vozila predstavljena je izrazom : sVgq *= (voz/h)

gdje je : −q srednji protok vozila (vozila/h)

−g srednja gustoća toka odnosno koncentracija k (voz/km)

−sV srednja prostorna brzina (km/h)

Sl.9.4.1.Osnovni dijagram prometnog toka (zavisnost protoka i gustoće)

145

U praksi prometni tok nije jednolik, nego varira u prostoru i vremenu. To znači da svojstva iskazana veličinama protoka, brzine i gustoće nisu apsolutni brojevi nego parametri statističke distribucije.

Sl.9.4.2. Zavisnost protoka i srednje prostorne brzine ITS rješenja upravljanja prometom mogu povećati protok i/ili brzinu uz istu koncentraciju prometnih entiteta u određenom dijelu prometnice.

Sl.9.4.3. Zavisnost protoka , gustoće i srednje prostorne brzine

146

Osim povećanja protoka i brzine , ITS rješenja djeluju na povećanje sigurnosti odvijanja prometa, odnosno kretanja vozila koja dijele kapacitet određene prometnice. Indeks povećanja sigurnosti može se izraziti općim izrazom

%100*10

−=

ITSSP R

RI

gdje je : −SPI indeks sigurnosti prometa

−0R rizik bez ITS rješenja na određenoj prometnici

−ITSR rizik uz primjenu ITS rješenja na određenoj prometnici

U udžbenicima cestovnog prometnog inženjerstva pravi se bitna razlika između prometnog

volumena (traffic volume) i veličine protoka (rate of flow). U pitanju su dvije različite mjere budući da se protok (rate of flow) promatra u intervalu kraćem od jednog sata, ali se izražava po jednom satu (voz/sat). Npr. volumen od 300 vozila u 15 minuta implicira protok od 1200 voz/h. iako 1200 vozila nije prošlo mjernu točku tijekom jednog sata.

12.5. Višerazinski diskontinuirani model prilagođen ITS kontekstu

Za ITS aplikacije upravljanja prometom odnosno protokom vozila posebno su značajni višerežimski (diskontinuirani) modeli. Višerazinski modeli prvotno su uvedeni da bi se umanjile neke nelogičnosti i nesuglasja između klasičnih modela i empirijskih podataka pri tokovima veće i manje gustoće. Dvorežimski model brzina-gustoća kombinira: - logaritamski model za gustoće veće od gustoće zasićenja toka )( ztgg > .

- eksponencijalni model za gustoću manje od gustoće zasićenja toka )( ztgg <

Osim dvorežimskog modela za ITS modeliranje značajan je tzv. petorežimski model brzina-gustoća. Taj model načelno definira pet stupnjevanih režima prometnog toka s određenim vrijednostima gustoće toka i srednje prostorne brzine. Relacije između brzine i gustoće odnose se na realne tokove koji su bliski idealnim putnim uvjetima (pružanje dovoljno širokog cestovnog toka po pravcu, bez bočnih smetnji, bez ometajućih teretnih vozila.) Orijentacijske vrijednosti gustoće toka u pojedinim režimima protoka izražene u pcpkm (osobna vozila po kilometru) su :

- režim I : [ ]kmvozgI /60 << mala gustoća pri kojem je potpuno neometano

kretanje vozila

režim II : [ ]pcpkmgII 346 << gustoća od 34 voz/km se uzima kao minimalna

(početna) granica zasićenog toka

- režim III : [ ]kmvozg III /4034 <<

- režim IV : [ ]kmvozg IV /8040 <<

- režim V : [ ]kmvozgV /12080 <<

147

U režimu I brzina vozila nije pod utjecajem gustoće toka , odnosno vladaju uvjeti slobodnog toka. Za opisivanje zakonitosti takvog kretanja relevantne su karakteristične interakcije put-vozač-vozilo-ambijent a ne gustoća toka. U režimu II brzina vozila je već pod utjecajem gustoće toka i vladaju uvjeti stabilnog do polustabilnog toka U režimu III određen je donjom i gornjom granicom tzv. zasićenog toka što uključuje i točku maksimalnog protoka. Režim IV počinje nakon granice zasićenog toka max,tzg i proteže se do granice forsiranog

toka s naznačenim kolebanjem protoka vozila. Vrijednost gustoće forsiranog toka takve su da još uvijek postoji znatna ovisnost brzine o gustoći ali nastaju i privremeni zastoji. Približna vrijednost gustoće forsiranog toka u približno idealiziranim uvjetima iznosi

[ ]kmvozgF /80≈ odnosno vrijedi relacija

max,*2 tzF gg =

Režim V nastaje pri gustoćama koje su veće od Fg . U tom režimu praktično nema izravne

ovisnosti brzine o gustoći jer se uglavnom ne ostvaruje kontinuirano kretanje i dominantno je za zaustavljanje zbog međusobnog ometanja . U kontekstu ovog razmatranja može se zaključiti da modeliranje, planiranje, projektiranje i vođenje prometa cestovnom prometnicom zahtijevaju vrsno poznavanje zakonitosti kretanja automobilskih entiteta konkretnom prometnicom u promjenljivim uvjetima realnog okruženja. Za cestovne prometnice definirana je tzv. računska brzina, kao najveća brzina vožnje što se može održavati na određenoj cesti uzevši u obzir uvjete sigurnosti (vidljivosti, uvjete prijanjanja ) te dobro iskorištenje snage pogonskog agregata. Dakako da problem optimalne brzine vožnje zahtijeva dobro poznavanje svih elemenata prometnog sustava (put-vozač-vozilo u prometnom toku-ambijent) uključujući složene dinamičke relacije između njih. Znanstvena i tehnologijska razina modela i konkretnih rješenja nije prvenstveno određena razinom matematizacije i uključivanja high-tech opreme nego poboljšanjem funkcionalnih performanci prometnog sustava.

12.6. Tipovi i posljedice zagušenja

Zagušenje nastaje kad odnos prometnog volumena i operativnog kapaciteta takav da nastaje znatno smanjenje brzine, a ponekad i potpuni zastoj. Polazni predložak za kontrolu razine zagušenja slijedi iz analize temeljnih veličina prometnog toka i kvalitete odnosno razine usluge. Korisnici usluga počinju osjećati smanjenje kvalitete zbog ometajućih interakcija kad volumen prometa postane približno polovini kapaciteta. Ako se i dogodi trenutačno prometno opterećenje, takvo stanje ne smije potrajati dulje od kritičnog vremena destabilizacije sustava. Osim klasičnog matematičnog opisa za modeliranje zagušenja poželjno je koristiti neizraziti (fuzzy) logiku jer ona omogućuje realniji prikaz. Prijelazi između pojedinih karakterističnih ponašanja nisu tvrdi (on-off) nego su najčešće meki odnosno s postupnom degradacijom.

148

Funkcija pripadnosti stanju zagušenja može se predstaviti vrijednostima u određenom rasponu.

U prometnim analizama razlikuju se dva osnovna tipa zagušenja - pnavljajuće (predvidivo ) zagušenje prometa - neponavljajuće (nepredvidivo) zagušenje prometa Ponavljajuće zagušenje nastaje u očekivanim jutarnjim i popodnevnim vršnim satima, odnosno predvidivim intervalima vikendom. 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 operativni kapacitet. Vrijedi izraz : iiR CC ϕ−=

gdje je : −RC najveći rezidualni kapacitet

−iC maksimalni operativni kapacitet

−iϕ protok

Neponavljajuće zagušenje nastaje zbog nepredvidivih incidentnih događaja kao što su:

- prometne nezgode - specijalni nenajavljeni i nedovoljno pripremljeni događaji Nastanak i širenje zagušenja te otklanjanje incidentne situacije i normalizacija stanja

detaljno se razrađuju u okviru ITS rješenja za upravljanje incidentnim situacijama.

Sl.9.6.1.

149

Konkretne nepovoljne posljedice zagušenja su : - produljenje vremena putovanja (Tp) na određenoj dionici (Id) pri brzini Vd, pri čemu

je Tp=(Id/Vd). - povećan rizik nezgode (Rn) - povećana potrošnja goriva (G) - 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 (npr. Izgubljeni sati*vrijednost sata) dok je druge potrebno obuhvatiti kompleksnijim procjenama. Troškovi vremenskih gubitaka predstavljeni su izrazom: hhVG WNK *=

gdje je : −VGK troškovi vremenskih gubitaka

−hN broj izgubljenih sati u čekanju

−hW novčano izražena vrijednost izgubljenog sata

12.7. Individualno i centralizirano vođenje protoka

Za produbljeno sustavsko razumijevanje upravljanja prometom potrebno je razumijeti temeljne razlike između dvaju osnovnih načina vođenja protoka- individualno i centraliziranog vođenja. Ta osnovna podjela vrijedi neovisno o vrsti prometnih entiteta koji se kreću odgovarajućom prometnicom (cestovnom, željezničkom, zračnom, vodenom, elektroničkom-telekomunikacijskom. Osim dviju krajnjih kategorija (centralizirano Vs individualno) razlikujemo niz prijelaznih inačica . Iz teorije vođenja i kibernetike je poznato da upravljanje predstavlja korektivno djelovanje u okviru šire shvaćenog koncepta vođenja koje pokriva i unaprijedno vođenje (upravljanje) i vođenje povratnom vezom (automatska regulacija). Centralizirano ( automatsko) vođenje podrazumijeva:

- osiguranje ekskluzivnog korištenja kapaciteta prometnice ( gdje neće biti ometanja 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

150

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 upravljačko djelovanje kao približno determinističko vođenje. Vrijeme putovanja u javnom putničkom prijevozu predeterminirano je voznim redom i odstupanja su minimalna ako nema zagušenja prometa. Individualno vođenje prometa pojavljuje se kod osobnih automobila, autobusa, brodica, malih zrakoplova. Vođenje bitno ovisi o ekstremnim čimbenicima i interakciji s drugim entitetima u prometnom toku. Veličina razmaka između prometnih entiteta (h), brzina (v) i vrijeme putovanja (Tp) su varijabilni i ovise o specifičnim okolnostima. Vožnja automobila je vrlo kompleksan fenomen koji uključuje i upravljanje i regulaciju u složenoj interakciji koju čovjek može intuitivno naučiti bez dubljeg razumijevanja njihovih algoritama. Odnos protok-brzina za centralizirano i individualno upravljanje prometom utvrđeno simulacijskim modeliranjem je prikazano na slici .

Primjer se odnosi na vozila dužine 6 metara koja se kreću u područjima različitih gustoća tako da su protoci prikazani kao funkcija gustoće vozila. Krivulja (a) predstavlja individualno vođenje prometnog entiteta gdje svaki vozač djeluje inteligentno 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.

Sl.9.7.1.

151

12.8. Adaptivno upravljanje prometom na semaforiziranim raskrižjima

Na mreži raskrižja gdje se promet regulira neadaptivnim i nekoordiniranim svjetlosnim signalima dolazi do nepotrebnih zaustavljanja i prekidanja prometnih tokova. ITS rješenja adaptivnog vođenja prometnog toka povećava propusnu moć tako da se redoslijed odlučivanja i trajanje ciklusa stalno prilagođuju promjenljivim potrebama prometnog toka i uvjetima okruženja. U odnosu na koordinirani fiksni režim rada semafora ( s determiniranim redoslijedom uključivanja signalnih postava i trajanjem faza u ciklusu), adaptivni sustav je kompleksniji, ali i bitno učinkovitiji jer smanjuje ukupne vremenske gubitke i ostale pokazatelje kvalitete sustava. Efikasnost funkcioniranja sustava upravljanja prometom na mreže raskrižja u jednoj prometnoj zoni ili prometnom potezu može se pratiti vremenskim gubitcima (delays), veličinama reda čekanja , prosječnim vremenom putovanja zonom, rizikom nastajanja prometnih nezgoda, maksimalnim individualnim čekanjem, maksimalnom duljinom reda oko raskrižja, itd. U praktičnim proračunima (delay) se izražava u sekundama po vozilu. U kvantitativnoj analizi potrebno je usporediti reprezentativne pokazatelje učinkovitosti, npr, prosječne vremenske gubitke po vozilu bez ITS adaptivnog vođenja i s ITS adaptivnim vođenjem. Pri tome vrijedi

∑=

=N

iwihw X

NT

1,

1

wITShw TT >,

gdje je : −hwT , prosječni vremenski gubici (sekunde po vozilu ) bez ITS adaptivnog

vođenja, izračunati za promatranu zonu u reprezentativnom vremenu −wiX pojedinačni vremenski gubici bez ITS adaptivnog vođenja

−wITST prosječni vremenski gubici s ITS rješenjima

Podaci o relevantnim veličinama prometnog toka i stanju oko raskrižja prikupljaju se preko senzora. Upravljački uređaj prima informacije o stanju prometa u zoni interesa preko logičkog detektorskog bloka i definira uključivanje svjetlosnih signala (trajanje faza u ciklusu odnosno redoslijed uključivanja signalnih postava). Osim smanjenja vremenskih gubitaka (zbog čekanja na zeleni signal, usporavanja i startovanja kolone), adaptivni sustav upravljanja omogućuje zaštitu od preopterećenja i nestabilnog ponašanja sustava. Takvo ponašanje nastaje kad je faktor opterećenja raskrižja veći od 0,7 i približava se vrijednosti 1=ρ .

Dodatni pozitivni učinci postižu se funkcionalnom integracijom sustava adaptivnog vođenja prometnog toka (adaptive Traffic Flow Control) s drugin ITS rješenjima:

- predputno i putno informiranje - upravljanje potražnjom - upravljanje žurnim službama U tabeli su dati rezultati mjerenja učinka integracije ITS rješenja sa : 1. adaptivno (dinamičko) upravljanje prometnim tokom (ATC) 2. adaptivno upravljanje zajedno s putnim informiranjem 3. adaptivno upravljanje s putnim informiranjem i upravljanje potražnjom

152

Adaptivno vođenje prometa (ATC)

ATC+ informiranje vozača (DRI)

ATC+DRI+upravljanje potražnjom (DM)

ušteda vremena za osobna vozila

do 20% do 22 % (na čitavom putu)

>22%

ušteda vremena javnog prijevoza

do 15 % do 20% >20 %

smanjenje onečišćenja okoliša

5-7 % lokalno do 18 % lokalno do 8 % globalno

do 21 % lokalno do 11 % globalno

Uštede se računaju kao stopa promjene promatrane veličine, npr. za slučaj da su prosječni vremenski gubici bez ITS rješenja 100 sekundi po vozilu, a ITS-om 80 sekundi po vozilu, promjena će iznositi 20 %.

12.9. Šok valovi u prometnom toku

Ponašanje prometa opisano tokom, brzinom i gustoćom mijenja se u prostoru i vremenu tako da se mogu razlikovati karakteristična stanja koja su međusobno različita. Polazeći od idealiziranih karakteristika prometnog toka, osnovnog dijagrama prometnog toka, kontinuiranih promjena u prometnom toku duž prometnica ),,( gVq s nošene us tzv. valovima

koji se kreću duž prometnice u smjeru kretanja prometnog roka ili suprotno od smjera kretanja prometnog toka. Skokovite promjene osnovnih parametara prometnog toka duž prometnice praćene su tzv. šok valovima ili udarnim valovima. Prometni valovi mogu nastati zbog povećanog priliva vozila na određenoj dionici puta ili zbog pojave uskog grla na putu.

153

Brzina vala se određuje po obrascu :

dg

gVd

dg

dqV s

W

)*(==

dg

dVgVV s

SW +=

brzinunegativnuumaksimadostiževalVVggZa

unazadkrećrsevalViVVggZa

VggZa

tokprometninaodnosuunatragkrećrsevalVVggZa

VVVgZa

sW

WsWC

Wc

sWc

slSW

ln0;0/5

0;/4

0/3

;/2

,0/1

max →<→

<<>

==

−<→

==→

Skokovite promjene osnovnih parametara prometnog toka duž prometnice praćene su tzv.šok valovima ili udarnim valovima.

12.10. Koncept virtualnog cestovnog vlaka

Jedan od vrlo aktualnih rješenja automatskog vođenja cestovnih vozila je zajedničko vođenje niza teretnih vozila prema konceptu „trains of truck“. Rješenja virtualnog cestovnog (kamionskog) vlaka pogodna su za dulja putovanja za skupine vozila koja imaju isto odredište ili im se itinereri podudaraju u određenom dijelu. Zahtijeva se da autoceste imaju poseban rezerviran trak za automatsko vođenje cestovnih vozila. Ankete provedene među vozačima teretnih vozila na duljim relacijama pokazuju vrlo dobar odziv na ponudu ovakvih rješenja te ukazuje na činjenicu da su u praksi već primijenjeni sustavi međusobnog slijeđenja bez automatiziranih pomagala. Učinci sustava automatskog skupnog vođenja teretnih vozila autocestom mogu se pratiti putem više pokazatelja:

- poboljšanje protočnosti izražene u broju vozila ili postotkom 0Θ−Θ=∆Θ A

%100*10

−

ΘΘ

=∆ Apθθ

gdje je : −Θ A protočnost automatskim vođenjem

−Θ0 protočnost bez automatskog vođenja

154

- smanjenje potrošnje goriva i onečišćenja za isti transportni učinak APGPGPG −=∆ 0

gdje je :

−∆ 0PG potrošnja goriva bez automatskog vođenja

−∆ APG potrošnja goriva sa automatskim vođenjem

- ušteda aktivnog vremena vozača - povećanje sigurnosti smanjenjem rizika zbog automatskog vođenja

12.11. Upravljanje gradskim prometom s prioritetima javnog prijevoza

Europska fizička arhitektura ITS- predstavlja seriju realiziranih sustava koji se dizajniraju i realiziraju tako da zadovoljavaju specificirane korisničke zahtjeve. Svaki primjer ITS sustava ima jedinstveno ime i oznake usklađene u okviru cjelovite ITS arhitekture. U sladu s time potrebno je definirati i razvijati „ sustav upravljanja gradskim prometom s prioritetima javnog prijevoza „ (SUGP-PJP. Fizička arhitektura sustava SUGP-PJP definira fizičke komponente koje su vezane uz funkcionalnu arhitekturu i tokove podataka. Razvoj fizičke arhitekture predstavlja definiranje konteksta i odgovarajućeg broja terminatora odnosno aktera. Od svih definiranih terminatora koriste se oni koji razmjenjuju podatke ili informacije s jezgrom sustava SUGP-PJP. Komunikacijska arhitektura tretira se kao dio fizičke arhitekture ili kao zasebna arhitektura. Fizička arhitektura sustava SUGP-PJP na najvišoj razini prikazan je dijagramom konteksta i terminatora (aktera) s kojima se ostvaruje razmjena podataka. Polazni dijagram konteksta sustava upravljanja gradskim prometom s prioritetima javnog prijevoza pokazan je na slici.

155

Sustav SUGP-PJP sastoji se od nekoliko osnovnih podsustava:

- podsustav centraliziranog vođenja prometa - podsustav lokalnog vođenja - podsustav lokalne cestovne infrastrukture - podsustav za ostale periferne funkcionalnosti

Podsustav centralnog vođenja prometa sastoji se od četiriju modula:

- modula kontrole područja - sučelja razmjene podataka - modula podatkovnog nadzora i arhiviranja - krajnjeg modula Moduli pokrivaju prikupljanje, nadzor i dnevno arhiviranje prometnih podataka (tokovi, zagušenja, gustoća, dijagnostičke informacije temeljem kojih se utvrđuje strategija vođenja prometa na određenom području. Od središnjeg modula prema krajnjim modulima razmjenjuju se kontrolni parametri uključivo s razmjenom prioritetnih zahtijeva.

Sl.9.11.

156

13. ITS FUNKCIONALNOSTI ZA NACIONALNU SIGURNOST I ZAŠTITU

13.1. Nacionalna sigurnost i zaštita kao funkcionalno područje ITS-a

U klasifikaciji ITS funkcionalnih područja definirano je posebno područje nacionalna sigurnost i zaštita. Povezivanje ITS-a i problema nacionalne sigurnosti i zaštite pokrenuto je rastućom opasnošću od namjernih (terorističkih) djelovanja vezanih za prometna vozila i prometnice, nadzor kretanja opasnih tereta, nadzor cjevovoda, naftovoda. Klasični prometni i transportni sustavi imali su ograničenu informacijsku transparentnost tako da nije postojao potpuni stvarnovremenski uvid u događanja na prometnicama, lukama, skladištima, logističko-distribucijskim središtima i drugim dijelovima prometne infrastrukture. ITS rješenjima uvodi se znatno veća informacijska transparentnost koja je prvenstveno vezana uz informiranje putnika i vozača, upravljanje tokovima vozila, teretima i pošiljkama, elektronička plaćanja. Ključna preporuka je da u dizajniranje nacionalne arhitekture ITS-a treba uključiti eksplicitna znanja o suzbijanju terorizma kako bi sustav bio što robusniji i otporniji na namjerna oštećenja. Zaštita kritične transportne infrastrukture i realne procjene rizika postaju jedan od važnijih tema u razvoju ITS-a i srodnim područjima kao što je razvoj sustava nadzora i otklanjanja incidenata. (National Incident Managment System). U ITS kontekstu potrebno je integralno promatrati upravljanje prometnim sustavom i sustav nadzora i otklanjanja incidenata (prometnih nezgoda i drugih vezanih za prometnice) . Klasični inženjerski dizajn prijevoznih sredstava i prometnica, te dizajn informacijskih sustava u pravilu je usmjeren na slučajne uzročnike nezgoda i nesreća tako da namjerni napadi i ugroze nisu uzimani kao kriterij dizajniranja. Zaštita kritične transportne infrastrukture zahtijeva ovladavanjem kompleksnim problemima koji se ne mogu rješavati postojećim pristupima i metodama. Posebno je naglašeno pitanje upravljanja kompleksnošću i djelovanja u stvarnom vremenu s ograničenim informacijama. Prikupljanje i obrada informacija ključni je dio ITS-a tako da je moguće informacijske zahtjeve prilagoditi tako da uvažavaju kriterije zaštite od terorističkog djelovanja. S informacijskog stajališta suštinu ITS-a čine prikupljanje i obrada podataka u realnom vremenu tako da vozači, putnici, operatori mreže i davatelji usluga mogu donositi bolje odluke. Početna iskustva pokazuju da je ključni zahtjev osigurati funkcionalnu i institucionalnu integraciju različitih usluga i stakeholdera uključenih u prometni sustav. S aspekta sigurnosti i zaštite, posebno je važno postići usuglašen i brz odziv na slučajno i/ili namjerno izazvane prometne incidentne događaje.

157

13.2. Razvoj integralnog sustava sigurnosne supervizije i nadzora incidenata

Povezivanje ITS aplikacija i sigurnosna supervizija gradskog prometnog sustava proizlazi iz rastućih zahtijeva sigurnosti i zaštite od terorističkih i drugih djelovanja koje mogu ugroziti funkcioniranje prometa čitavog grada. Na slici je prikazan osnovni koncept supervizije s integriranim podsustavima i informacijsko-upravljačkim tokovima.

Sl.10.2. Povezivanje sustava supervizije ITS-a i nadzora incidenata Evaluacijom se vrednuju postignuti rezultati tako da je ključno pitanje :

- daju li ITS rješenja i strategije provedbe željene rezultate ? Realni prometni sustavi (kakav je promet) ne mogu potpuno biti sigurni i bez nepoželjnih događaja (nezgoda, zastoja, itd). Nužno je stoga dobro razumijevanje i mogućnost određivanja rizika kako bi se precizno procijenili učinci ITS rješenja.

13.3. Poboljšanje sigurnosti u prometu primjenom ITS rješenja

Veća sigurnost u odvijanju prometa, smanjenje broja stradalih u prometnim

nezgodama i brži odziv žurnih službi predstavljaju najveće koristi od uvođenja ITS-a. Praćenje broja i težine posljedica nezgoda prije i nakon uvođenja ITS-a omogućuje

relativno objektivnu kvantifikaciju sigurnosnih benefita. Mjerenje postotka redukcije vremena odziva nije izravni pokazatelj sigurnosti, no vrlo je

značajan čimbenik, jer smanjenje vremena odziva bitno utječe na smanjenje smrtno stradalih i sprečavanje dodatnih šteta nakon nezgode.

Sustav upozorenja na autocestama poboljšava percepciju vozača o mjestu nesreće i smanjenju stresa tijekom putovanja. Percepcija sigurnog putovanja nije vezana samo za reduciranje broja nezgoda i njihovih konzekvenci nego i povećanje percepcije osobne sigurnosti i zaštićenosti u prometu.

158

Kamere instalirane na glavnim prometnim rutama bitno utječu na poštivanje prometnih propisa što dovodi do smanjenja broja i posljedica nezgoda. Različite ITS aplikacije koje pridonose povećanju sigurnosti prometa neophodno je uključiti u nacionalne programe sigurnosti.

Električna prometna svjetla (semafori) na raskrižjima uvedena su još dvadesetih godina

prošlog stoljeća (patent Garett Morgana iz 1923.godine). Svrha im je reduciranje nezgoda i smanjene vremenskih gubitaka na raskrižjima. Klasični sustavi nemaju mogućnost dinamičkog prilagođavanja trajanja ciklusa (vremenskih planova) prema promjenama prometnog toka te posebnim zahtjevima za propuštanje pojedinih prioritetnih vozila.

Inteligentna raskrižja su napredna rješenja adaptivnog upravljanja prometnim

svjetlima na raskrižju tako da se primjenjuju sofisticirani detektori i kontrolni algoritmi s bitno većom učinkovitošću i fleksibilnošću.

Posebno je važan sigurnosni učinak na propuštanje vozila žurnih službi. Detektori identificiraju dolazeće vozilo koje se nalazi u „zoni dileme“ te upravljački sustav prilagođava promjenu svjetala.

Inteligentna raskrižja predstavljaju dio sustava upravljanja prometom i povezana su s drugim podsustavima ITS-a kao što je prikazano na slici.

Sl.10.3.1. Povezanost inteligentnog raskrižja s drugim podsustavima U fizičkoj izvedbi sustav čini upravljački dio (kontrolor) sa svojstvima adaptivnosti te

signalna oprema. Detektori prikupljaju i šalju podatke o prolazu vozila te brzini vozila koja se približavaju raskrižju.

Upravljanje incidentnim situacijama je koordiniran skup aktivnosti kojim se pomaže

unesrećenima, uklanjaju vozila i normalizira prometni tok nakon nastanka prometne nezgode ili druge incidentne situacije (kvar vozila. ..).

Brzi koordinirani odziv policije i drugih žurnih službi (prva pomoć, vatrogasci) ključni su zahtjevi pri nastanku prometnih nezgoda ili drugih incidentnih situacija na prometnicama.

159

Sustav upravljanja incidentnim situacijama IM usko je vezan s drugim podsustavima upravljanja prometom u gradu (Urban Transport and Traffic Managment) kako je to prikazano na slici.

Sl.10.3.2. Integracija sustava IM Spašavanje stradalih u prometnim nezgodama RSIM (Rescue Service Incident

Management) predstavlja jednu od traženijih implementacija ITS-a u razvijenim zemljama. Nakon nastanka nezgode iz vozila se aktivira signal (aktiviranjem zračnog jastuka ili ručno) i šalje do RSIM centra. Pozicija vozila se precizno utvrđuje preko globalnih pozicijskih sustava.

Sustavi automatskog praćenja i davanja prioriteta omogućuju najbližem vozilu da najkraćom rutom dođe do mjesta nezgode.

Proces IM ima četiri sekvencijalne faze prikazane na slici.

160

Sl.10.3.3. Osnovne faze IM-a Detekcija je prostorno vremensko određivanje incidentne situacije, verifikacija je

određivanje tipa i lokacije. Sve do pojave GSM i ITS rješenja dominantan način detekcije bile su redovite policijske ophodnje. Prometna policija u pravilu koordinira aktivnosti i komunikacije do raščišćavanja situacije.

Brze i precizne aktivnosti IM-a umanjuju negativne posljedice kao što su čekanje, prometna zagušenja i sekundarno izazvane prometne nezgode. Brzi dolazak medicinske pomoći odlučujući je za spašavanje života teško stradalih.

GIS tehnologije i ekspertni sustavi za donošenje odluka uključeni u ITS omogućuju

točnu detekciju, brz odziv i bolju koordinaciju različitih organizacija uključenih u IM. Baze podataka s podacima o incidentima mogu biti dostupne korisnicima tako da se

odgovori grafički prikazuju.