logicka i fizicka arhitektura

Nadzor i regulisanje cestovnog

saobraćaja

UVODNO PREDAVANJE

1SARAJEVO 27.09.2012

Profesor : dr Kemo Sokolija dipl. el. ing.Asistent : Mr. Nedim Osmić dipl. el. ing.

UVODNO PREDAVANJE

Nadzor i regulisanjeDa li postoji potreba za nadzorom i regulacijom u

saobraćaju ?

2

Nadzor i regulisanje

�Svakodnevno odvijanje saobraćaja, kao i povećanjezahtjeva za mobilnošću ljudi i roba, u velikoj mjeri suokarakterisani sa gužvom, zastojima, ekološkimzagađenjem i ugroženom sigurnošću učesnika u saobraćaju.

�Realizacija NIR-a dovodi do znatnih poboljšanjasaobraćajnog sistema, odnosno tehnologija transporta ljudii roba, koja se ogledaju kroz, prije svega veću sigurnost,

3

saobraćajnog sistema, odnosno tehnologija transporta ljudii roba, koja se ogledaju kroz, prije svega veću sigurnost,zatim veću propusnost saobraćajnica, bolji prijevoz,kvalitetu usluga, ekološka poboljšanja, itd.

�Za uspješno funkcioniranje sistema NIR-a neophodno jekorištenje naprednih informacijsko – komunikacijskihtehnologija (baze podataka, procesna oprema, bežični ižični telekomunikacijski sistemi, senzori, elektronskisistemi, itd.), te usaglašenost institucionalnih ikomercijalnih faktora koji utiču na njihov razvoj i primjenu.


�Kao razlog tome se navodi razvoj privrede i poraststandarda ljudi koji za sobom povlače i intenzivan rastsaobraćaja koji postavlja sve složenije zahtjeve za njegovouspješno funkcioniranje (očit je prijer Kina).

�Usljed dinamičkog razvoja cestovnog saobraćaja dolazi i dopovećanja zahtjeva za primjenom informacijsko –komunikacijskog sistema u ovoj grani saobraćaja.

4

povećanja zahtjeva za primjenom informacijsko –komunikacijskog sistema u ovoj grani saobraćaja.

�Struktura sistema NIR-a treba biti definirana tako da prijesvega ispuni sve postavljene zahtjeve sa strane korisničkihusluga, ali i postavljene ciljeve koji se odnose na planrazvoja

�Od sistema se očekuje sposobnost djelovanja bez obzira napromjenu operativnih, organizacijskih ili tehničkih uslova.Temeljni preduslov je standardizacija sistema, odreferentnog modela pa do fizičke implementacije.


Arhitektura predstavlja temeljnu organizaciju sistema kojasadrži ključne komponente, njihove odnose i veze premaokolini. Arhitektura NIR-a treba uspostaviti integracijusistema na način da njegove komponente predstavljajupodsisteme koji će ostvariti postavljene ciljeve NIR-a,Arhitektura NIR-a ne uključuje samo tehničkekomponente, kao što su:

5

•komunikacijske veze,•sistemi za prikupljanje podataka,•informacijske platforme, itd.,

nego i institucionalne komponente, kao što su:

•centar za upravljanje tranzitom,•centar za upravljanje saobraćajem,•centar za upravljanje u slučaju opasnosti.


Centar za upravljanje tranzitom

Vozovi

Stanice vozova

AutobusiCentar za

upravljanje u slučaju opasnosti

Vozila

6

Centar za upravljanje

saobraćejem

Policija

Signali

Detekcija

VMS

HAR

CCTV

Informacijske

platforme

Arhitektura NIR-a


7Centar za upravljanje saobraćajem


• Osnovna podjela arhitekture NIR-a je na logičku i fizičkuarhitekturu.

• Logička ili funkcionalna arhitektura izvodi se izspecificiranih korisničkih zahtjeva i služi za izradu fizičkearhitekture.

8

• Logička arhitektura je alat koji pomaže organiziranjusloženih elemenata sistema i njihovih relacija, neovisno odtehnologije i institucija koje sudjeluju u procesima i tokovimainformacija u sistemu.

• Logička arhitektura prikazuje potrebne funkcijske procese itokove podataka koji su potrebni da se zadovolje zahtjevikorisnika odnosno usluge. Primjer logičke arhitekture prikazanje na sljedećoj slici


Omogućiti elektroničku

naplatu

Upravljanje komercijalnim

Omogućiti korisničke

usluge

Upravljanje

Upravljanje urgentnim službama

Upravljanje

Finansijske institucije

Sistem TK urgentnih

službi

Sistem upravljanja

bazama podataka

Zahtjev

Naplata

Zahtjev

Putne informacije

Raspored Zahtj

ev

Putne informacije

9

komercijalnim vozilima

Omogućiti nadzor i kontrolu vozila

Upravljanje tranzitom

Upravljanje saobraćaje

m

Upravljanje arhivom

Upravljanje održavanjem i

izgradnjom

Komercijalna vozila

Vozila

Baze podataka

Skladišta

Saobraćaj

Status vozila

Prioritetni

zahtjev

Obavjest o incidentu

Logička arhtektura NIR-a


Fizička arhitektura definira i opisuje načine kojima dijelovifunkcionalne arhitekture mogu biti povezani tako da formirajufizičke entitete.

Vizija i operativni koncept

Logička arhitektura Fizička arhitektura Strategija implementacije

10

Korisničke usluge -zahtjevi

Standardizacija

Tokovi podataka Procesi Tokovi

Fizički entiteti

Oprema

Tok razvoja arhitekture

Nadzor iregulisanje

Na najvišem nivou fizičke arhitekture funkcije su na osnovusličnosti grupisane u sisteme za koje se mogu definisatizajednički podaci i postupci, te zajedničke lokacije sistema.Mogu se definisati četiri sistema i to:

• Sistem centra za upravljanje saobraćajem• Sistem saobraćajnica• Sistem putnika

11

• Sistem putnika• Sistem vozila

Svaki od navedenih sistema može dalje biti podijeljen napodsisteme, tako se sistem centra za upravljanje saobraćajemsastoji od podsistema za upravljanje saobraćajem, upravljanjevanrednim situacijama, informiranje vozača i putnika i sl.Navedeni podsistemi se sastoje od više funkcija koje nisumeđusobno neovisne.

Nadzor iregulisanje

Na sljedećoj slici je prikazan jedan od načina implementacijeNIR-a, zajedno sa integracijom pripadajućih sistema.

DRUGI RELEVANTNI

SISTEMI

Hitna pomoćPolicija

Vatrogasci

CENTAR ZA POZIVANJE

INFORMACIJSKI PODSISTEM

PODSISTEM ZA UPRAVLJANJE SAOBRAĆAJEM

PODSISTEM ZA LOCIRANJE I NAVIGACIJU

CENTRALNI SISTEM

12

KOMUNIKACIJSKI SISTEM

Putnici i vozačiSenzori

Parkirališta


Centralni sistem predstavlja logički i fizički centar informacija iosoblja u kojem se primaju informacije od senzora i drugihuređaja na putu kao relevantnih vanjskih sistema.

Ove informacije se prenose vozačima i putnicima putemkomunikacijskog sistema. Centralni sistem sadrži:

• Informacijski podsistem,

13

• Informacijski podsistem,• Centar za pozivanje,• Podsistem za upravljanje saobraćajem,• Podsistem za lociranje i navigaciju.

• Sistem informiranja putnika bitno se razlikuje u odnosu nastatičke sisteme voznih redova i a posteriori informacije okašnjenjima, otkazivanju linija. Jedan operativni konceptsistema informiranja putnika i vozača prikazan je na sljedećojslici


Informacijski

Centar za upravljanje javnim prijevozom

Usputne stanice:-brošure-oglasne ploče-monitori

-system usmjeravanja putnika

Uređaji u vozilima,

radio

Kiosk

Govorni automati

TV, kablovska

TV

FM/AM radio

14

Informacijski centar za korisnike

Centar za upravljanje urgentnim službama

Centar za upravljanje saobraćajem

PDA uređaji, pageri

Osobni/poslovni račinari

Uređaji u vozilima, radio

Detektori na kolnicima

VMS

CCTV

Planiranje puta,Korisnički izbor

-ruta-mod-vrijeme-cijena


15Primjer informiranja putnika putem LED displeja


16Tehnologije informiranja putnika


� NIR sa napretkom tehnologije nude nova rješenja kada je riječo poboljšanju sigurnosti, udobnosti i produktivnosti privatnih ikomercijalnih putovanja.

� Informacije omogućavaju dispečerima da informišu putnike iučesnike u saobraćaju o uslovima putem znakova pored puta,radio signala i drugih resursa.

17

radio signala i drugih resursa.

� Operatori koji nadziru autoputeve i centri za nadzor u slučajunesreća posmatraju trenutne uslove na autoputu. Dispečeri nakontoga obavještavaju vozače o eventualnim saobraćajnimnesrećama, zagušenjima ili drugim razlozima usporenjasaobraćaja.


�Zadaće regulacije saobraćaja

� Vođenje saobraćajnog toka i regulacija saobraćaja razlikuju se upristupu, sadržaju i razini integracije.

Ključne operativne zadaće regulacije saobraćaja su:

• Kontrola pristupa na mrežu,

18

• Kontrola pristupa na mrežu,• Ublažavanje posljedica zagušenja na saobraćajnicama,• Rješavanje uskih grla zbog incidentnih događaja,• Postizanje zadovoljavajuće razine sigurnosti u saobraćaju,• Saobraćajna logistika specijalnih događaja,• Kontrola nepovoljnih uticaja na odvijanje saobraćajnog toka (vremenske neprilike, agresivna vožnja, itd.),• Preraspodjela prema korištenju efikasnijih vidova javnog prijevoza.


� Individualno vođenje saobraćaja pojavljuje se kod osobnihautomobila, autobusa. Vođenje bitno ovisi o eksternim činiocima iinterakciji s drugim entitetima u saobraćajnom toku. Veličinarazmaka između saobraćajnih entiteta, brzina i vrijeme putovanjasu varijabilni i ovise o specifičnim okolnostima.

� Centralizirano regulisanje saobraćaja praktično funkcioniratako da na saobraćajnici postoji senzorska oprema koja prikuplja

19

tako da na saobraćajnici postoji senzorska oprema koja prikupljapodatke i određuje upravljačko djelovanje kao približnodeterminističko vođenje. Vrijeme putovanja u javnom putničkomprijevozu predeterminirano je voznim redom i odstupanja suminimalna ako nema zagušenja saobraćaja.

�Zadaci centra za upravljanjem saobraćajem se ogledaju usljedećem:

� Centri za kontrolu signalizacije nadziru saobraćaj i mijenjajutajming signalizacije kako bi smanjili zagušenja, ovi centritakođer mogu kontrolisati signalizaciju kako bi pomogli policiji ivatrogascima da pravovremenu odgovore na neku vanrednusituaciju.

� Tranzitni centri regulišu kretanje autobusa, podzemne


20

� Tranzitni centri regulišu kretanje autobusa, podzemneželjeznice i drugih sredstava javnog prevoza kako bi ovi stizalina vrijeme i putnici imali pravovremene informacije orasporedu.

Regionalni informacioni centri koji sakupljaju podatke o saobraćaju općenito.

Specijalisti koji rade u ovim centrima nadziru saobraćaj i obavještavaju putnike o zagušenjima i poboljšavaju vrijeme odziva vozila za hitne situacije.

Da bi se na pravi način regulisalo saobraćajem iz nadzornogcentra potrebno je:

� Praćenje uslova na cestama� Sakupljanje trenutnih podataka o protoku saobraćaja iuslovima na putevima� Obavještavanje učesnika u saobraćaju o sudarima, zakrčenjima


21

� Obavještavanje učesnika u saobraćaju o sudarima, zakrčenjimai drugim usporenjima saobraćaja

� Da bi se imale sve potrebne informacije potrebno je izvršiti iprikupljanje informacija sa terena to se u principu vrši naviše različitih načina:

� Učesnici u saobraćaju� Policija i radnici koji rade na održavanju cesta� Izvještači sa lica mjesta� Pozivi putnika putem mobilnih telefona

Informacije se također moru prikupljati i automatski pomoćusenzora postavljenih na saobraćajnice kao što su :

� Magnetni senzori� Ultrasončni senzori� Video nadzor� Radar


22

� Radar� Infracrveni senzori� Mikrotalasni� Induktivni senzori� Piezoelektrični� Pneumatski� Hidraulični i sl.

U slučaju da se desi nesreća potrebno je što prije reagovatijer svaki minut kada učesnici u saobraćajnoj nesreći ostanuna cesti znači da je potrebno još 5 minuta kašnjenja nakonšto se učesnici sklone sa lica mjesta.

Zato je neophodno što prije i efikasnije :

� Detektovati saobraćajne nesreće


23

� Detektovati saobraćajne nesreće� Pokvarena vozila� Druge probleme maksimalnom mogućom brzinom� Koordinirati informacije između različitih strana kao što je

� Policija� Vatrogasci� Hitna pomoć� Vučna služba� Pomoć na cesti

Informacije o saobraćaju koje su bitne za NIR su :

� Protok saobraćaja� Vrijeme i uslovi na cestama� Informacije o rasporedu javnog saobraćaja.

Do ovih informacije se dolazi na različite načine :


24

Do ovih informacije se dolazi na različite načine :

• Postavljanjem mape u automobile• Porukama koje se nalaze na znakovima

pored puta• Obavještenjima na radio stanicama• On-line servisima• Džepnim računarima• Kablovskom televizijom• Telefoni

� Cilj NIR-a je, da unese moderne računarske ikomunikacijske tehnologije u transportne sisteme, kakobi se iskazala i poboljšala mobilnost, produktivnostvažnost te sinergija sa ekologijom. Tehnologije NIR-aobuhvataju veliko područje nauke koji su diosvakodnevnog života kao što je npr :

Nadzor i regulisanje-Cilj NIR-a

25

� Hibridni transportni sistemi, to su sistemi koji olakšavajuživot putniku, koji u toku putovana mijenja automobil,voz ili avion

� Sistem za davanje obavijesti putniku, kao primjer služedodatni saobraćajni znaci te radio obavijesti.

Neki primjeri nadzora i regulacije u SAD

� Gradovi Huston, Texas i okolina Harris County su smanjilizastoje u saobraćaju uvođenjem fiber-opričke mreže i računarskiregulisane signalizacije, senzora pored puta, video kamera,displeja sa promjenljivim sadržajem i drugih sistema za detekcijuproblema koji kontrolišu protok saobraćaja.


26

problema koji kontrolišu protok saobraćaja.

� U St. Paul-u, vozila hitne pomoći mogu mijenjati signalizacijukako bi što prije stigli do ljudi koji su ozlijeđeni ili su u nevolji.

• NIR je također korišten za nadzor saobraćaja, usmjeravanje autobusa i dobivanje informacija za korisnike javnog saobraćaja na Olimpijskim igrama u Atlanti 1996. godine.

SmartPark (Pametno Parkiralište )

� Sistem SmartPark™ prepoznaje, vrši nadzor i regulaciju nadulazom i izlazom sa parkirališta. Upotreba vještačke inteligencije,pomoću naprednih računara lako omogučava ove funkcije

� Pospješuje udaljeno regulisanje parkiralištima, smanjujetroškove zaposlenih koji su potrebni za upravljanje parkingom.

Nadzor i regulisanje-Primjeri

27

� Za upotrebu SmartPark koriste se kamere koje snimaju iprepoznaju registracijsku tablicu vozila koje je stupilo naparkiralište te se ova registracija poredi sa registarcijama u bazikada vozilo treba da napusti parkiralište

� Na osnovu upoređivanja vremena dolaska i odlaska zna sekoliko je vozilo bilo na parkingu. Vozač za plaćanje parkingaupotrebljava kreditnu karticu (tekući račun) koji se nalazi naizlazu iz parkirališta, te mu se dodjeljuje odrezak za plaćenparking.

Informacijski sistem za upotrebu javnog transporta

Ovaj sistem je prvobitno pušten u upotrebu u Singapuru 1999. god.PTTIS upotrebljava GPS i vještačku inteligenciju za osvježavanje bazepodataka o položaju autobusa. Prednosti sistema su :

� Obavještavanje putnika sa tačnim navodima dolaska vozila naperone kao i druge korisne informacije koje su korisne putniku.


28

� Obavještavanje nadzornika javnog prometa o svježimprometnim informacijama, kao što su npr. Informacije o kvalitetijavnog prevoza. Ove informacije dolaze sa senzora postavljenihna autobuse.

� Na ovaj način dostavljaju veoma važne informacije zaupravljanje voznim parkom, kontroliraju se lokacije vozila i njihovstatus tako da se poboljša upravljanje vozilima i njihovaefikasnost.

Countdown autobusni informacijski sistem-(London)

Ovaj sistem uvezuje 400 autobusnih stanica te 1000 autobusa. Posjeduje: senzore za automatsko lociranje autobusa, radijski predajnik i prijemnik svih važnih podataka


29Primjer autobusne stanice u sistemu Countdown

Pomoću lokacijskih uređaja dobija se trenutna informacija opoziciji autobusa koja se preko radio predajnika dostavlja u glavnubazu sistema.

Ovdje se podaci obrađuju i proslijeđuju na pripadajuće stanice zaočitanje putnicima koji čekaju autobus.

Na ovaj način u svakom trenutku se zna kada bi autobus trebaodoći na stanicu. Na ovaj način se određuju kašnjenja autobusa u


30

doći na stanicu. Na ovaj način se određuju kašnjenja autobusa uodnosu na predviđeni ritam te se mogu isplanirati pravovremenereakcije da se izbjegnu eventualne gužve.

Na ovaj način autobusi se automatski prilagođavaju novom režimuvožnje da bi se zadovoljile potrebe prevoza putnika a na sličannačin se može predvidjeti i nabavka novih vozila.

Za svoje djelovanje sistem koristi GPS sistem, tehnike naprednogračunanja dolaska, te tehniku naprednog popravljanja autobusa,slanje podataka u geografski informacijski sistem.

Informacijski sistem u vozilu

Predstavlja sistem koji omogućava vozaču pristup internetu, kako bi dobio svježe podatke o :

• Stanju saobraćaja• Informacije o vremenu


31

• Informacije o vremenu• Informacije o eventualnom zastoju.

Zamisao je da se zajednički koriste GPS, svježe saobraćajneinformacije, mobilne komunikacije i bežični internet zadinamičku navigaciju.


32Prikaz navigacijskog sistema u vozilu

Sistem za samostalnu vožnju

Ovakav sistem bi trebao povećati prohodnost pri vožnji ukolonama upotrebom vozila bez vozača. Ovakav sistem moraposjedovati Stratech Systems koji u sebi sadrži 3-D sliku terena tevještačku inteligenciju, razvijen sitem za vožnju, te samostalniradarski sistem.


33


34Sistema za održavanje sigurne distance

Napredni sistemi upravljanja u vozilima

Mercedes C320 posjeduje široko-pojasni sistem koji omogućavaprenos velike količine informacija u nekoliko sekundi.

Princip djelovanja se zasniva na DBIF (Engl.-Drive By Info Fuelingsystem): ukoliko se automobilom krećemo po autocesti DBIFsistem samostalno prima podatke, umjesto da je uspostavljanaveza sa mrežom.


35

veza sa mrežom.

Npr. ukoliko se vozimo po autocesti te se nađemo u zoni gdješirokopojasni prenos ne funkcioniše. A potrebna je veća količinapodataka da se prenese. Tada se svi podaci mogu prenijeti prekoDBIF-a.

DBIF podržava :

• Digitalni video• Zvuk• Kompletnu geografsku sa trenutnim stanjem na cestama.• Komunikaciju za telefonski govor.


36

� Ukoliko se vozimo po nepoznatom terenu, čija je konfiguracijasnimljena na CD-u. Pomoću DBIF sistema je moguće poboljšatiupotrebu navigacijskog sistema.

� DBIF sistem se, ukoliko imamo plaćenu licencu, može trenutnopovezati sa centrom za ceste te unijeti korekcije o trenutnomstanju na cestama (informacije o popravci i izgradnji ceste,prohodnosti puteva, te izbjegavanje gužvi), odnosno informacije


37

prohodnosti puteva, te izbjegavanje gužvi), odnosno informacijeo tome koje trenutno nisu u funkciji.

DBIF za rad koristi 'Dedicated Short Range Communications'(DSRC) – je 5.9 GHz širokopojasno povezivanje na lokalnu mrežusa kratkim dometom, koje je strateški postavljena na cestu.

Za potrebe upravljanja je već bilo razvijeno umrežavanje za hitneprenose podataka između posebnih objekata i vozila, a korišten je802.11 a standard.


38

802.11 a standard.

Mercedesov, testni automobil, lako prenese velike količineinformacija pri velikoj brzini putovanja, pomoću DBIF sistema.

U Evropi je za prenos podataka usvojen frekventni opseg od 5.8GHz dok se u sjevernoj Americi upotrebljava 915 MHz standard.

Zaključak

Široki spektar različitih tehnologija, predstavlja poboljšanjedosadašnjih rješenje velikih transportnih problema.

Da bi nadzor i regulacija u današnjem vremenu bili efikasni oni usebi uključuju različite tehnologije kao što su:komunikacijske informacije, komunikacije, elektronske kontrolevozila i prometa.

39

U zemljama gdje je već izvršena sinergija različitih tehnološkihrješenja je zabilježeno značajno smanjenje saobraćajnih nesrećakao i bržih reakcija u slučaju istih.

Kada se ovako razmatra nadzor i upravljanje djeluju pomalo''futuristički'' odnosno ovakva predstava NIU podsjeća natehnološki visoko sofisticirano društvo. Međutim ma kako toizgledalo ovi sistemi se već uveliko upotrebljavaju u zemljamazapada kao i razvijenim dijelovima Azije (Japan, Južna Koreja,Singapur kao i veće metropole u Kini).

Nažalost u našoj i susjednim državama napredne tehnologije NIR-asu u povoju tako da su uglavnom koncentrirane na tehnologijuprimarnog nadzora, kao što su raskrsnice, ali sa tendencijom svevećeg uvođenja tehnologija nadzora i upravljanja u svakodnevniživot jer je to jedan od uslova približavanja svjetskim tokovima a istandardima EU.

Zaključak

40

standardima EU.

PITANJA

1. Šta su tehničke i institucionalne komponente Nadzora i regulacije?2. Definirati logičku i fizičku arhitekturu Nadzora i regulacije3. Koje su operativne zadaće regulacije (upravljanja) saobraćajem?4. Objasniti razliku između Individualnog i centraliziranog vođenja

saobraćaja.

41

5. Na koji način se prikupljaju informacija sa terena?6. Navesti neke primjere NIR-a7. Objasniti funkcionalnost sljedećeg grafika :

PITANJA

Informacijski

Centar za upravljanje javnim prijevozom

Usputne stanice:-brošure-oglasne ploče-monitori

-system usmjeravanja putnika

Uređaji u vozilima,

radio

Kiosk

Govorni automati

TV, kablovska

TV

FM/AM radio

42

Informacijski centar za korisnike

Centar za upravljanje urgentnim službama

Centar za upravljanje saobraćajem

PDA uređaji, pageri

Osobni/poslovni račinari

Uređaji u vozilima, radio

Detektori na kolnicima

VMS

CCTV

Planiranje puta,Korisnički izbor

-ruta-mod-vrijeme-cijena

logicka i fizicka arhitektura

Documents