EVOLUŢIA SISTEMELOR INTELIGENTE DE TRANSPORT

Gabriela Rodica Hrin

Institutul Naţional de Cercetare - Dezvoltare în Informatică, ICI, Bucureşti

Rezumat: Obiectivul urmărit în scrierea articolului a fost oferirea unei prezentări relativ uniforme asupra evoluţiei din ultimii ani a procesului de realizare a sistemelor inteligente de transport în diferite regiuni geografice, vizând cu prioritate aspecte referitoare la politici, obiective urmărite şi rezultate remarcabile. Regiunile geografice considerate au fost Statele Unite ale Americii, Canada, Asia, Australia, Africa de Sud, Japonia şi Europa. O abordare mai detaliată a rezultatelor obţinute a fost făcută la nivelul Europei în primul rând pentru că integrarea Romăniei impune o cunoaştere mai detaliată a direcţiilor de acţiune şi a trendului tehnologic, de dezvoltare şi respectiv de implementare a sistemelor inteligente de transport. Au fost abordare elemente definitorii privind optimizarea managementului serviciilor de transport intermodal, integrarea canalelor de transport, standarde pentru transportul multimodal, sistemul Siemens GSM-R, identificarea automată a vehiculelor utilizând tehnologia RFID, sistemul de transport strategic iMove, sistemele ATLAS, HITERM şi EIRENE.

Cuvinte cheie: sistem inteligent de transport, politici, obiective, direcţii de acţiune, transport intermodal, transport multimodal, tehnologii, proiecte europene, regiuni geografice.

1. Stadiul dezvoltării sistemelor inteligente DE transport în Statele Unite ale Americii

1.1. Consideraţii generale

Transportul [1] reprezintă deplasarea de persoane şi mărfuri, dintr-un loc în altul. Termenul "transport" este derivat din cuvintele limbii latine "trans", care are semnificaţia "de la / până la / peste", şi "portare" care se traduce prin "a duce / a deplasa".

Manualul ITS ediţia 2003-2004 elaborat în SUA menţionează că, în domeniul sistemelor inteligente de transport, activităţile de standardizare [2], [3] sunt întreprinse în principal de către ISO / TC 204 şi ITU.

Departamentul de Stat al Transporturilor din Washington (Washington State Department of Transportation � WSDOT) [4] este organismul care defineşte strategia şi politicile privind realizarea de sisteme inteligente de transport.

Sistemele inteligente de transport cuprind o gamă largă de comunicaţii fără fir şi fără linii bazate pe tehnologiile informaţiei, controlului şi electronicii. Atunci când sunt integrate în infrastructura sistemului de transport şi chiar în vehicule, aceste tehnologii sprijină monitorizarea şi administrarea fluxului traficului, reducerea congestiei, furnizarea de rute alternative călătorilor, mărirea productivităţii, salvarea de vieţi omeneşti şi economisirea de timp şi bani.

Sistemele inteligente de transport furnizează experţilor din domeniul transporturilor instrumente pentru colectarea, analizarea, prelucrarea, comunicarea şi arhivarea datelor referitoare la caracteristicile sistemelor de transport. Câteva exemple de tipuri de sisteme inteligente de transport dezvoltate în SUA sunt prezentate în continuare.

Sistemele avansate de informare a călătorilor (ATIS) furnizează date direct călătorilor, oferindu-le posibilitatea să facă alegeri mai bune, referitoare la rute sau mijloace de transport alternative. Atunci când respectivele date sunt arhivate, aceste sisteme pun la dispoziţia celor care planifică transporturile informaţii corecte, referitoare la şabloane de călătorie, contribuind la optimizarea procesului de planificare a transportului.

Sistemele avansate de management al traficului (ATMS) utilizează o varietate de detectoare, camere de luat vederi şi sisteme de comunicaţii relativ ieftine pentru monitorizarea traficului, optimizarea duratei semnalelor pe arterele principale şi controlul traficului.

Sistemele de management al incidentelor (IMS) furnizează operatorilor de trafic instrumente care asigură un răspuns rapid şi eficient în caz de accidente, deversări de materiale periculoase şi alte urgenţe. Sisteme de comunicaţie complementare leagă puncte de colectare a datelor, centre de operare a transportului şi portaluri de informare a călătorilor, într-o reţea integrată care poate fi operată eficient şi inteligent.

Sistemele de operare a vehiculelor comerciale (CVO) aplică caracteristicile sistemelor de management al călătoriei şi traficului (TTMS) în sectorul vehiculelor comerciale. Serviciile se referă la localizarea automată, clasificarea şi cântărirea vehiculelor în scopul colectării taxelor. De asemenea, pot fi monitorizate emanaţiile vehiculelor. Toate acestea pot fi efectuate în timp ce vehiculele se deplasează pe autostrăzi. Operarea vehiculelor comerciale necesită identificarea individuală a vehiculelor comerciale.

Noi soluţii tehnologice realizate pentru transporturi sunt următoarele: sisteme de navigare montate la bordul vehiculului; sisteme de notificare a accidentelor; sisteme de plată electronică; senzori încorporaţi în şosea; tehnologii video pentru controlul traficului; servicii de informare asupra vremii; semnale cu mesaje variabile; tehnologii de urmărire a flotei de vehicule şi a greutăţii vehiculelor în mişcare.

1.2. Politici, obiective, rezultate

Prin documentul elaborat în 1991 privind eficienţa transportului intermodal de suprafaţă, Congresul Statelor Unite a autorizat un program ITS în valoare de 660 milioane de dolari. Documentul permite "Secretariatului pentru transporturi" să conducă cercetarea, dezvoltarea şi testarea ITS şi să promoveze integrarea sistemelor inteligente de transport în sistemul de transport de suprafaţă al ţării. Un obiectiv cheie al acestui document a fost crearea primei autostrăzi total automatizată. Legea cere "Secretariatului pentru transporturi" să raporteze Congresului aspectele privind securitatea şi alte preocupări referitoare la programul ITS.

Există multe sisteme aflate în faza de testare a funcţionalităţii, în special din categoria sistemelor de management al călătoriei şi traficului (TTMS) şi operare a vehiculelor comerciale (CVO). Deja, în state precum Texas, New York, Louisiana, Oklahoma, Colorado, Georgia şi Illinois au fost instalate sisteme de colectare automată a taxelor.

În contextul respectării reglementărilor legale, există oraşe în care se utilizează sisteme electronice de urmărire pentru găsirea vehiculelor furate. În momentul în care la poliţie este raportat un vehicul furat, informaţiile respective sunt introduse în reţeaua de calculatoare a poliţiei. Calculatorul de la dispecerat trimite un semnal prin intermediul turnurilor radio. Semnalul activează un transmiţător � receptor care a fost amplasat în respectivul vehicul astfel încât să nu fie observat. Acesta declanşează semnalul de răspuns al vehiculului furat, care poate fi apoi recepţionat de vehiculele de poliţie, echipate special cu un dispozitiv electronic de urmărire.

Societatea Transportului Inteligent din America (ITS America), o coaliţie largă de contractori ITS, agenţii guvernamentale, academii şi alte organizaţii conduce cercetarea şi educaţia şi coordonează dezvoltarea şi desfăşurarea aplicaţiilor ITS în SUA. Asociaţia ITS America acţionează, de asemenea, ca un comitet federal de experţi pentru Departamentul de Transport al Statelor Unite. Comitetul legislativ al ITS America a redactat un set de principii privind securitatea informaţiilor ITS "pentru recunoaşterea importanţei protejării secretului la nivel de individ în faţa capacităţilor tehnologiilor de transport aflate într-o continuă expansiune."

Rezultate obţinute în California

Un ansamblu larg de agenţi cheie aparţinând domeniului public şi privat din California au dezvoltat un set de sisteme bazate pe performanţă [5], în vederea definirii şi promovării unei strategii globale referitoare la servicii atât la nivel de stat, cât şi regional, pentru un orizont de timp de 10 ani. Respectiva strategie cuprinde linii directoare pentru ghidarea dezvoltării de sisteme de tip ITS în California, şi nu reprezintă un set de jaloane obligatorii care ar trebui atinse într-o perioadă de 10 ani.

Sistemele rezultate prin implementarea planului de dezvoltare de sisteme de tip ITS la nivel de stat, se adresează modurilor de transport şi se referă la nouă categorii de servicii din care fac parte managementul traficului, informarea călătorilor, efectuarea electronică a plăţilor şi altele.

Două categorii de servicii considerate în strategia de dezvoltare a sistemelor inteligente de transport definită pentru următorii 10 ani, pentru fiecare din aceste categorii de servicii, sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Viziune privind dezvoltarea unor servicii prin sisteme inteligente de transport

Categorii de servicii

Direcţii strategice pentru următorii 10 ani

Mişcarea bunurilor

o singură acreditare la nivel de stat, între state şi la nivel federal software integrat pentru colectarea datelor privind transportatorii şi

bunurile la nivel de agent public, în vederea efectuării schimbului de date în timp real şi coordonării eforturilor agenţiilor

informare în timp real a călătorilor privind transportatorii rutieri din întregul stat

mobilitate îmbunătăţită pe rutele statului care deservesc porturi

Arhivarea datelor

un serviciu, la nivelul întregului stat, de date arhivate la nivel de stat, care este disponibil în vederea utilizării, pe regiuni, ca resursă de informare, în funcţie de ce se doreşte în acea regiune

Acţiuni efectuate de firma "Wilbur Smith Associates"

Firma "Wilbur Smith Associates" (WSA) [6] consideră că o abordare sistemică pentru planificarea şi proiectarea transportului este fundamentală pentru dezvoltarea de servicii eficiente de transport şi de livrare. Un sistem integrat este important pentru utilizatorul final, permiţându-i acestuia să cunoască costul fiecărui serviciu în contextul unei funcţionări fiabile. Sistemele integrate, dedicate transportului de mărfuri, sunt importante pentru economie, iar cele dedicate transportului de persoane pentru siguranţa persoanelor care se deplasează cu vehicule.

Resursele vaste ale WSA, precum şi experienţa dobândită privind sistemele dezvoltate pentru toate modurile de transport, oferă clienţilor săi oportunitatea de a-şi integra operaţiile, programele sau iniţiativele individuale într-un sistem mai cuprinzător, care este dedicat transportului. WSA are o bună reputaţie în domeniul coridoarelor şi reţelelor de transport; forţa acesteia rezidă şi în conexiunile intermodale, care sunt adesea "puncte de strangulare" sau "gâtuire" într-o reţea multimodală.

Esenţa filosofiei WSA este reprezentată de integrarea sistemelor, utilizarea tehnologiei informaţiei având un rol esenţial în realizarea integrării. O "structură informaţională" bine gândită şi care facilitează fluxul de informaţii este cheia dezvoltării unui sistem multimodal funcţional, furnizând o bază optimă pentru desfăşurarea măsurilor de securitate. Serviciile sistemelor de transport multimodal de marfă se referă la: mărfuri transportate pe calea aerului; mărfuri transportate pe calea ferată; mărfuri transportate pe căi rutiere; mărfuri transportate pe calea maritimă; aeronautică; comerţ şi securitate peste frontierele internaţionale. Informaţii suplimentare sunt oferite la adresa Web freight_trans@wilbursmith.com.

WSA oferă o gamă largă de servicii de consultanţă privind mărfurile transportate pe calea ferată atât în Statele Unite, cât şi la nivel internaţional, incluzând planificarea transportului pe calea ferată, studii de inginerie şi economice pentru agenţii de cale ferată la nivel de stat, agenţii de reglementare, marile companii care asigură transportul pe calea ferată pentru expeditori, încărcători, destinatari, transportatori, agenţii internaţionale de creditare şi ministere de transport.

Multe studii elaborate de WSA, referitoare la transportul pe calea ferată, s-au focalizat pe tipul şi volumul serviciilor disponibile pentru adaptarea necesităţilor existente şi proiectate privind transportul mărfurilor pe calea ferată, pe impactul potenţial al consolidării transportatorilor şi pe valoarea şi impactul serviciului de transport pe linii cu densitate mică. Scopul multora din aceste lucrări este de a confirma rolul acţiunilor de

operare pe calea ferată privind transportul de mărfuri şi importanţa serviciilor de transport pe calea ferată pentru alte elemente ale întregului lanţ de transport al mărfurilor. Practicile privind transportul mărfurilor pe calea ferată promovate de WSA sunt materializate prin:

planuri la nivel de stat privind transportul pe cale ferată;

studii privind transportul mărfurilor pe calea ferată la nivel regional;

studii privind politica de transport pe calea ferată;

inginerie geotehnică; evaluări ale parcurilor de vagoane; evaluări ale reţelelor de cale ferată; modelări ale capacităţilor căilor

ferate; analize ale preţurilor şi costurilor;

solicitări de finanţare.

analize referitoare la coridoarele de cale ferată / liniile de cale ferată;

studii privind intersecţiile de nivel ale liniilor de cale ferată;

studii privind impactul fuzionării organismelor de transport feroviar;

evaluări referitoare la traseu şi structură;

evaluări ale liniilor cu densitate redusă;

estimări privind impactul asupra mediului;

planuri de deplasare a mărfurilor;

examinări ale performaţelor. Realizări recente

Statul Washington este unul dintre statele din SUA în care sunt funcţionale sisteme şi reţele de informare asupra vehiculelor comerciale (CVISN). Tehnologia de cântărire a vehiculelor aflate în mişcare (WIM) a fost instalată în cinci staţii de cântărire aflate pe coridoare cheie, făcând posibilă verificarea greutăţii camioanelor şi a documentelor însoţitoare, în timp ce camioanele circulă pe autostrăzi. Astfel, este posibilă economisirea de timp şi bani de către transportatori, precum şi o mai bună utilizare a drumurilor.

Pe plan internaţional, Departamentul de Stat al Transporturilor din Washington (WSDOT) dezvoltă sisteme de înaltă tehnologie pentru a sprijini îmbunătăţirea fluxului de marfă peste graniţa dintre Statele Unite ale Americii şi Canada. Printre acţiunile considerate se numără facilitarea deplasării spre Canada a containerelor din Asia şi din alte zone prin Statele Unite ale Americii.

O atenţie deosebită este acordată securităţii containerelor. Într-o primă etapă, s-a decis instalarea unui sistem de sigilii electronice pentru uşi (e-seals), care asigură faptul că nu sunt deschise containerele în intervalul de timp de la plecare până la trecerea graniţei în Canada.

WSDOT a alocat fonduri [7], [8] pentru evaluarea cerinţelor noi de securitate şi frecvenţă de transmisie precum şi pentru sigiliile electronice şi pentru continuarea testării aplicaţiilor existente şi a celor noi.

Soluţii noi pentru transport furnizate de grupul APPIAN

Grupul APPIAN [17] este specializat în dezvoltarea de sisteme inteligente de transport şi infrastructură de transport. Grupul APPIAN dispune de un portofoliu impresionant de proiecte globale, dezvoltate în întregul spectru al sistemelor inteligente de transport.

Puterea grupului APPIAN rezidă în continuarea experienţei şi expertizei companiilor sale fondatoare care sunt lideri recunoscuţi pe plan global în domeniul lor de activitate şi care au o experienţă vastă şi o bază largă de clienţi, precum şi abilitatea managementului fiecărui aspect al unui proiect, indiferent de dimensiunea acestuia, începând de la proiectare, trecând prin finanţare până la implementare şi operare.

Grupul APPIAN îşi dedică activitatea proiectării, finanţării, construirii şi operării soluţiilor pentru sisteme inteligente de transport la timp şi în cadrul bugetului alocat, soluţii care se bazează pe înţelegerea profundă a tehnologiilor de vârf şi pe abilitatea dovedită în proiectarea, integrarea, operarea şi întreţinerea sistemelor.

Renumele grupului APPIAN, în domeniul livrării de soluţii la cheie pentru sisteme inteligente de transport, s-a constituit pe abilitatea de proiectare, construire şi integrare cu succes a astfel de sisteme pe baza cerinţelor clienţilor.

Conlucrând în strânsă colaborare cu partenerii şi clienţii, aceştia pot să înţeleagă care sunt cele mai eficiente soluţii pentru satisfacerea necesităţilor lor prezente şi viitoare. Pe baza unei analize atente a modului de derulare a călătoriei şi a altor date corelate cu infrastructura existentă, grupul APPIAN furnizează soluţii la cheie de înaltă calitate şi valoare.

Proiecte realizate de grupul APPIAN cu impact internaţional sunt următoarele:

Hong Kong - Autostrada 9: Proiectarea sistemului de control şi de supraveghere a traficului;

Noua Zeelandă � Sistemul avansat de management al traficului din Auckland (ATMS);

Scoţia � Sistemul naţional de informare a conducătorilor vehiculelor şi de control (NADICS).

5.11. Sistemul EIRENE

Proiectul EIRENE este dezvoltat de UIC în vederea integrării sistemelor de comunicaţii specifice şi necesare căii ferate într-o concepţie unică şi aplicabilă la scara întregii Europe. Trebuie remarcat că asemenea tendinţe există şi pe continentul nord-american.

Un număr de 32 de administraţii de cale ferată, naţionale sau private, printre care şi SNCFR (România) au semnat un memorandum de înţelegere (MoU) [30], aplicabil din 1997, prin care semnatarii convin să dezvolte un sistem radio european, pentru necesităţile căii ferate.

Din 2000, devine activ un memorandum de implementare (AoI) [30], care prevede că semnatarii săi, aceeaşi din memorandumul de înţelegere, se angajează ca, cel mai târziu din 2003, să înceapă implementarea sistemului EIRENE pe sectoarele reţelei feroviare Trans-Europene.

Documentul care stabileşte cerinţele funcţionale ale sistemului EIRENE este CLA111D003 (ver. 6, din 21.10.2003), elaborat de EIRENE User Group [30], prin care se pun bazele unui standard radio pentru căile ferate europene, şi este parte componentă a Specificaţiei Tehnice pentru Interoperabilitate.

Specificaţiile cerinţelor funcţionale ale EIRENE definesc necesităţile unui sistem radio, care să satisfacă nevoile de comunicaţii mobile pentru căile ferate din Europa. În acestea, se includ comunicaţiile de date şi voce între vehiculul feroviar şi posturile fixe, între muncitorii care lucrează în lungul căii ferate, personalul din depouri şi staţii şi posturile de comandă, unde se găseşte personalul administrativ şi managementul.

Scopul documentului este de a asigura interoperabilitatea pentru trenuri şi personal, la trecerea de la un sistem tehnic la altul, în interiorul fiecărei ţări şi în afara frontierelor. Obiectivul principal constă în asigurarea interoperabilităţii în lungul liniilor internaţionale, caracterizate de viteze mari de circulaţie, care intersectează zone de trafic suburban cu un nivel ridicat de mişcări.

Este important ca această specificaţie să pună bazele unui standard adecvat pentru viitoarea înlocuire a sistemelor radio naţionale, care operează atât pe liniile principale, cât şi în zonele de trafic suburban sau rural.

Cerinţele sunt determinate prin consultări naţionale, prin identificarea diferitelor clase de servicii pentru fiecare tip de trafic. Arhitectura de comunicaţii furnizată de sistemul EIRENE este prezentată în figura 9.

Figura 1. Arhitectura de comunicaţii a sistemului EIRENE

Bibliografie

1. * * * :http://encyclopedia.thefreedictionary.com/Usage%20of%20the%20terms%20railroad%20and%20 railway

2. * * *: http://www.its.go.jp/ITS/5Ministries/chap1.html 3. * * *: http://www.its.go.jp/ITS/topindex/topindex_g01_1.html 4. * * *: http://www.wsdot.wa.gov/research/IntelligentTransportationSystems.htm 5. * * *: http://www.kimley-horn.com/Caarchitecture/Vision.htm 6. * * *: http://www.wilbursmith.com/services.cfm?s=586 7. * * *: http://www.wsdot.wa.gov/projects/ 8. * * *: http://www.wsdot.wa.gov/projects/completed.htm

9. * * *: http://www.transportweb.com/cgi-bin/search.cgi 10. * * *: http://www.its.go.jp/ITS/5Ministries/chap5.html#5-2 11. * * *: http://www.nttdocomo.com/release/index.html 12. * * *:

http://www.unescap.org/ttdw/Publications/TPTS_pubs/pub_2307/pub_2307_ch15.pdf

13. * * *: http://www.itskorea.or.kr/eng/index.html 14. * * *: http://www.jtzx.net.cn/aatt_eng/fc.htm 15. * * *: http://www.civenv.unimelb.edu.au/research/groups/transport.html 16. * * *: its-australia.com.au 17. * * *: http://www.roadtraffic-technology.com/contractors/tolling/appian/ 18. * * *: http://www.roadtraffic-technology.com/contractors/ 19. * * *:

http://www.roadtraffic-technology.com/contractors/access_control/tagmaster/ 20. * * *: http://hermes.civil.auth.gr/themis/assets/library/pdf/THEMIS

%20D2%20part%203.pdf 21. * * *: http://www.transports.equipement.gouv.fr/dttdocs2/fich_mti_Intelligent-

Transport-Systems-(ITS)-and-freight-transport-10-2004.pdf 22. * * *: http://www.webs1.uidaho.edu/niatt/outreach/links.htm 23. * * *: knjizmica.ftp.edu 24. * * *: www.siemens-mobile.com 25. * * *: www.transport.bombardier.com 26. * * *: www.denis.nl 27. * * *: www.bombardier.com 28. * * *: www.ess.co.at 29. * * *: www.tc.gc.ca 30. * * *: eirene.uic.asso.fr