UNIVERZITET U SARAJEVU FAKULTET ZA SAOBRA ĆAJ I KOMUNIKACIJE

SARAJEVO

DRAGO EZGETA

PREDMET: INTELIGENTNI TRANSPORTNI SUSTAVI

SARJEVO, studeni/novembar, 2012. godine

2

SADRŽAJ 6. Telekomunikacijske tehnologije u sustavu ITS-a 6.1. Telekomunikacijska tehnika i tehnologija 6.2. Teleprometno dizajniranje komunikacijskog podsustava ITS-a 6.3. Informacioni lanac ITS-a 6.3.1. Prikupljanje podataka 6.3.2. Obrada podataka 6.3.3. Prijenos podataka 6.3.4. Distribucija informacija 6.3.5. Korištenje informacija 6.4. Europska komunikacijska ITS arhitektura

3

6. Telekomunikacijske tehnologije u sustavu ITS-a 6.1. Telekomunikacijska tehnika i tehnologija Pojam telekomunikacije odnosi se na elektromagnetne sustave prijenosa različitih oblika informacija na daljinu. U skladu sa temeljnom definicijom prometa, telekomunikacijski promet predstavlja oblik (vid) prometa generiran zahtjevima prijenosa različitih oblika informacija uz zauzimanje kapaciteta telekomunikacijske mreže prema utvrñenim procedurama, odnosno protokolima. Na fizičkoj razini informacija je predstavljena signalom (električnim ili optičkim) koji propagira žičnim i bežičnim medijem (mrežom). Osnovna podjela teleprometa je prikazan na slici 6.1. Slika 6.1. Podjela teleprometa Komunikacijska arhitektura ITS-a definira načine komunikacije izmeñu ITS podsustava (osoba, prometnica, upravljačkih centara, vozila) te komunikaciju s terminatorima. Specifikacija zahtjeva uključuje količinu informacija, zahtijevanu vremensku i semantičku transparentnost, prioritete, šifriranje i ispravljanje pogrešaka. Komunikacijsku osnovu ITS-a čine telekomunikacijski sustavi opće namjene i specijalizirani sustavi razvijeni samo za ITS aplikacije. Za povezivanje fizičkih podsustava ITS-a (prometnice, vozila, upravljački centri, vozači, transportno-logistički terminala) koriste se različiti žični i 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 GPS (Global Positioning Satellite System) globalnih satelitskih sustava pozicioniranja.

Telepromet

prema fizičkoj izvedbi mreže

prema načinu komutacije

prema obliku informacije

- žična mreža- bežična mreža (zemaljska i satelitska)

- komutacija kanala- komutacija paketa - komutacija ćelija (ATM)

- telefonski- telefaksni - podatkovni- video- multimedijski

4

Danas su u uporabi različite izvedbe terminala od skromnih GPS prijamnika male preciznosti do profesionalnih ureñaja visoke preciznosti. Izražen je trend prema integraciji komunikacijskih i računalnih ureñaja u vozilu što uključuje putno računalo, kompas, CD/DVD medij, žiroskopski sustav, mobilni terminalni ureñaj. Takva rješenja nadopunjuju sustav obavještavanja vozača preko sustava RDS-TMC (Radio data System-Traffic Message Chanel) radiopodatkovni sustav. GSM (Global System of Mobile) globalni sustav mobilnih komunikacija i UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) sustavi mobilnih 3G telekomunikacija 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. 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 odreñenu kontaktnu točku prometnice. Koriste se različite frekvencije u infracrvenom i mikrovalnom području. 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 meñumrežno povezivanje - funkcioniranje prema TCP/IP skupni protokol - zajednička adresna struktura (IPv4 odnosno IPv6)

6.2. Teleprometno dizajniranje komunikacijskog podsustava ITS-a 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. 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 izmeñu 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.

5

Slika 6.2. Osnovni telekomunikacijski zahtjevi ITS-a 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. Teleprometni tokovi slijevaju se u mrežu od korisnika koji su preko odgovarajućih sučelja spojeni na mrežu putem koje razmjenjuju različite oblike informacija (govor, tekst, podaci, video, multimedija). Promet koji generiraju korisnici rasporeñuje se na kanale ili pakete - ovisno o tome radili se o mreži s komutacijom kanala ili komutacijom paketa. U mreži sa komutacijom kanala uspostavlja se veza izmeñu izvorišnog i odredišnog terminala zauzimanjem jednog raspoloživog kanala tijekom trajanja razgovora. U paketnim mrežama, informacija se dijeli u pakete koji putuju od čvora do čvora prema odredišnom terminalu. Obavljanjem telekomunikacijskih usluga odnosno prijenosa informacija zauzimaju se odreñeni kapaciteti sC tijekom vremena sT . Informacije se prenose kanalom odreñene pojasne širine ili paketima prema utvrñenim protokolima. Veličinu teleprometa za mrežu sa komutacijom kanala možemo odrediti iz jednadžbe : STA *λ= A – veličina teleprometa (u erlanzima) −λ intenzitet poziva ili paketa

−sT prosječno trajanje poziva ili sesije

6

Slika 6.3. Zauzimanje kapaciteta telefonskih kanala Za mrežu s komutacijom paketa veličina prometa odreñuje se prema općem izrazu

C

DA *λ=

gdje je : A – veličina teleprometa (u erlanzima) λ- intenzitet poziva ili paketa (paket/s) D- duljina paketa u bitima C- kapacitet mrežnog elementa (bit/s) Paketi putuju istim kanalom izmeñu dvaju čvorova zauzimajući čitav raspoloživi kapacitet u odreñenom intervalu vremena

C

Dt s =

Čekanje u čvorovima odreñuje se primjenom prilagoñenih modela repova ili simulacijom. Postoje bitne razlike sustava s gubitcima i sustava s čekanjem. U sustavima sa gubitcima (npr. telefonske centrale) poziv neće biti prihvaćen ako trenutačno nema slobodnih kapaciteta i on se tretira kao gubitak. Ilustracija takvog sustava je dana na slici 6.4.

1

2

1 10 t (min)

5'

4'

3'

5

7

Slika 6.4. Sustav sa gubicima Teleprometni sustavi s čekanjem se odnose na klasične paketne mreže te mreže s brzim paketnim tehnologijama, uključivo s mobilnim internetom. Bez obzira na razliku u hardverskoj i softverskoj izvedbi prometna analiza i sinteza imaju zajedničke postavke. U sustavu s čekanjem ne nastaju gubici nego poruka čeka u memoriji do početka posluživanja kao što je to prikazano na slici 6.5. Slika 6.5. Model sustava s čekanjem Apstrahirajući probleme varijabilnosti prometa, može se reći da je ključna zadaća teleprometnog dizajniranja komunikacijskog podsustava ITS-a 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 min)( →ii Cd gdje je : −)( iE ϕ očekivana vrijednost tokova informacija −iC kapacitet i-tog mrežnog elementa −)( ii Cd trošak mrežnog kapaciteta iC

m. . . ß?

r

8

Teleprometni zahtjevi imaju izraženu stohastičnost i razlikuju se za pojedine oblike informacija odnosno odreñene teleusluge. Temeljni 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.

6.3. Informacioni lanac ITS-a

ITS uključuje primjenu informacionih i upravljačkih tehnologija koje čine jezgru ITS funkcionalnosti. Neke od tehnologija kao što su detektorske petlje su sasvim poznate i u potpunosti su primijenjene u području prometa. Meñutim, cijeli niz ITS korisničkih zahtjeva može biti zadovoljen samo korištenjem novih tehnologija i koncepata sustava koji će biti ključni za funkcioniranje ITS-a. Razumijevanje načina funkcioniranja ITS-a zahtijeva razumijevanje i ovladavanje ITS tehnologijom za prometno informiranje i upravljanje vozilima na njihovoj funkcionalnoj razini kao zasebni entiteti ali takoñer kako ona mogu biti integrirana ostvarujući meñusobnu interakciju u ITS okruženju. Prema tome, izbor raspoloživih i razvoj novih ITS tehnologija, važan je za implementaciju koncepta arhitekture sustava ITS-a i njihovu standardizaciju. Primjenom informacijskih, komunikacijskih i upravljačkih tehnologija sustav ITS-a osigurava stvarnovremenske informacije korištenjem koncepta informacionog lanca kao što je prikazano na slici 6.6. Informacioni lanac ITS-a uključuje prikupljanje podataka, obradu podataka, distribuciju informacija i korištenje informacija te komunikacije kojima se ostvaruju tokovi podataka. Naravno, koncept informacionog lanca nije nov ali se takav koncept koristi u upravljanju prometnim sustavom. Za korisnike ITS sustava veoma je važno da je sustav ima sljedeća svojstva:

- jednostavnost korištenja - istraživanja su pokazala da je popularnost pojedinih usluga u visokoj korelaciji s jednostavnošću njihovog korištenja

- pružanje točne informacije - nemogućnost korisnika da se pouzda u pružene informacije ima za posljedicu ne korištenje sustava

- pružanje relevantnih informacija - uzaludno je pružati usluge koje su jednostavne za korištenje, gdje su informacije točne i aktualne, ali korisniku nepotrebne.

9

Prilikom pružanja informacije korisniku ITS-a potrebno je znati odgovoriti na sljedeća pitanja: - Što korisnik želi znati? - Zašto je korisniku ta informacija potrebna? - Što korisnik već zna? (podatak koji najviše utječe na sposobnost da - korisnik prihvati novu informaciju) - Koji problem korisnik pokušava riješiti? - Što korisnik očekuje da će saznati? - Na koji način će mu pružena informacija pomoći?

Slika 6.6. Informacioni lanac ITS-a Nove tehnologije i koncepti ITS-a moraju osigurati :

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

- prikupljanje informacija i integraciju 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)

Tablica 6.1. prikazuje primjer raspoloživih tehnologija za ITS i način njihovog kategoriziranja. Kolone sugeriraju tehnologije sa stajališta infrastrukture i sa stajališta vozila ali razdvajanje ova dva aspekta neće biti doslovno tumačeno jer poznavanje neke tehnologije zahtijeva bliže povezivanje izmeñu dvije strane. 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.

10

Neke od tehnologija su već poznate u mnogim transportnim područjima kao što su UTC (voñenje gradskog prometa) i HAR (radijski sustav poruka na autocestama) a neke su relativno nove uključujući i široko područje koje pokrivaju tehnologije GPS i internet. Tablica 6.1. 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

prijenos podataka

• 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–voñenje gradskog

prometa

• izbor rute • izbjegavanje sudara

6.3.1. 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. Kao alternativa induktivnim petljama razvijen je sustav mreže bežičnih senzora WSN (Wireless Sensor Networks). Induktivne petlje su skuplje i troše znatno više energije dok su bežični senzori poluaktivni ureñaji koji se napajaju baterijama ili obnovljivim izvorima energije. Druge vrste prometnih senzora ( ultrazvučni, radar, infracrveni prometni senzori) su instalirani na nosačima iznad kolnika pa njihova izvedba i održavanje manje utječu na prometni tok od detektorskih petlji koje su smještene na kolniku ispod asfaltnog zastora.

11

Slika 6.7. Prikupljanje podataka Ovi senzori ne mogu biti pouzdani kao induktivne petlje u lošim vremenskim uvjetima. 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 novijih tehnologija koja se primjenjuje u području prometne infrastrukture. Obradom video slike sa VID detektora dobivamo vrijednosti parametara koji opisuju promjene u prometnom toku. Više zona detekcije može biti obuhvaćeno poljem video kamere, više linija može biti obuhvaćeno jednom kamerom. Više kamera može biti priključeno na jednu procesorsku jedinicu, čineći zonu obuhvata povezujući sa kompjutorskim softverom, ublažavajući smetnje u zoni promatranja, utjecaj direktnog sunčevog svjetla na kameru isl. Prometni senzori mogu vršiti direktno i indirektno mjerenje parametara koji opisuju prometne tokove. Tako prikupljeni podaci su lakši za korištenje od promjenljive video slike koja pomaže operaterima prometnih centara u kompliciranim prometnim situacijama pri donošenju odgovarajućih odluka. Video 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 mjeriti pokrivene površine ceste ledom što omogućava upravljanje održavanjem putne mreže u zimskim uvjetima. To omogućava izračunavanje količine sredstava za sprečavanje zaleñivanja ceste čime se poboljšava sigurnosti uz snižavanje stvarnih troškova.

12

Na strani vozila, prikupljaju se podaci koji nadziru parametre 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 takoñer važno, jer se smanjuje oštećenje cesta zbog prekoračenja osovinskog opterećenja. Kontrola osovinskog opterećenja vozila u sustavu ITS-a se vrši putem piezoelektričnih detektora očitavanjem veličine zakrivljenosti ploče detektora što omogućava registriranje vozila preko dozvoljene težine bez zaustavljanja čime se štedi vrijeme vozača vozila i snižavaju troškovi organima nadzora cesta. Informacija o lokaciji vozila koju osigurava ITS okruženje je važna za individualne vozače omogućujući im da znaju gdje se nalaze, važna je za navigaciju kao i za dispečere voznog parka javnog gradskog prijevoza koji želi znati položaj vozila radi upravljačkih odluka. Lokacija vozila je takoñer 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 vehicle identification). Kodirani radio signal prenošen putem vozila koje prolazi ispod AVI terminala instaliranog na postolju na poznatoj lokaciji može pokazati lokaciju vozila u odreñenom 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 takoñer detektirano putem senzora na vozilu koja tu informaciju šalje službi za održavanje cesta koja će poduzeti potrebne mjere i upoznati vozače na naznačenoj dionici. U ovom slučaju vozilo služi kao sonda za praćenje prometnih uvjeta na cestama. Sustav AVI se može koristiti za provoñenje prometnih pravila koristeći sustav za prikupljanje video slika, sustav za očitavanje slika i sustav za pronalaženje (identifikaciju) snimljenih vozila koji može biti korišten za nadzor poštivanja prometnih pravila i kontrolu operacija na naplatnim mjestima. Mjerenje dimenzija vozila putem ITS tehnologija zahtijeva takoñer odreñene funkcije upravljanja prometom kao 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 sustava AVI i AVC zahtijeva sustav elektroničkog plaćanja. 6.3.2. Obrada podataka Stvarnovremenski podaci o prometu se prikupljaju na više načina. Prometni upravljački centri imaju potrebu za obradom tih podataka, provjeru njihove točnosti, usklañivanje 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 sredstva i alati za povezivanje podataka koji potječu od

13

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. 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. Odreñivanje vremena incidenta je prilika da ulazni podaci od sustava detekcije budu provjereni prije izvoñenja algoritma. Algoritam koji je razvijen uključuje brojne metodologije kao što su usporeñivanje, statističke metode predviñanja 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 za otklanjanje incidenta i prometnog skretanja na mjestu incidenta. Sa stajališta vozila, obrada podataka je potrebna radi navigacije. Bazna tehnologija za odreñivanje lokacije vozila se zaista ne razlikuje od odreñivanje 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 američkom ministarstvu obrane -USDOD. Ovaj satelitski bazirani radio navigacijski sustav je potpuno razvijen 1990.godine a koristi 24 satelita u orbiti 12.600 milja. U vozilu se obrañuju podaci putem prijamnika trodimenzionalne koordinate (zemljopisna dužina, zemljopisna širina i nadmorska visina) koje mogu biti odreñene na temelju vremena prolaska, gdje se koriste četiri od više satelita koji su u liniji vidljivosti resivera. Informacije o lokaciji vozila se šalju u prometni centar, dispečerski centar ili autobusno stajalište koje ih treba. Tehnička ograničenja GPS koja podrazumijevaju vidljivost četiri satelita pa je stoga za neprekidno odreñivanje lokacije vozila potreban komplementarni sustav koji će funkcionirati kada sateliti nisu vidljivi ( vozilo na mostu, gustom lišću, ili u urbanoj sredini izmeñu visokih zgrada). Jedan od jednostavnih i često korištenih sustava za ovu namjenu je sustav koji koristi žiroskop ili relativni princip inertnog voñenja i odreñivanja 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. Ove korekcije se mogu vršiti putem radio signala od poznate signalne stanica prema poznatoj lokaciji koja odgovara vozilu. Drugi pristupi korekcije kumulativnih pogrešaka se obavljaju korištenjem usklañivanja 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 usklañivanje karata zahtijeva prikaz digitalne mape u vozilu te korištenjem heurističkog algoritma odreñuje položaj vozila na na mapi. Digitalne mape su preduvjet za brojna poboljšanja sustava informiranja putnika( kao što su voñenje na ruti). Kreiranje digitalnih mapa zahtijeva prikupljanje sirovih (neobrañenih) podataka na papirnoj mapi, fotografiranje iz zraka i druge izvore informacija. Informacije se potom digitaliziraju uz dodatak kompjutorskog softvera.

14

Stoga digitalna mapa zahtijeva provjere i dopunjavanje tijekom vremena. Podrazumijeva se da digitalne mape koriste za sustav lociranja vozila koji osigurava podatke o prometu i prometnicama, te prati promjene podataka nastale promjenom pozicije i lokacije vozila u uvjetima prometnog zagušenja.

6.3.3. Prijenos podataka Podaci se prikupljaju od fiksnih izvora ( detektorske petlje, CCTV, mikrovalni senzori) mogu biti preneseni do sustava za obradu podataka i pohranjivanje dobivenih informacija a potom mogu biti 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 servis digitalnih mreža ISDN, na primjer zajednička telekomunikacijska infrastruktura koja integrira sve oblike izlaznih signala (glas, slika, video, podaci u digitalnom obliku) koji udovoljava meñunarodne standarde se koriste u sustavu ITS-a. Jedna od mogućnosti 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) ili zahtijevane količine informacija koja 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. Nasuprot toga, živa video slika uključuje veliku količinu podataka u jedinici vremena što zahtijeva širok pojas komunikacijskih medija (kao što su koaksijalni kablovi i optički kablovi) za prijenos. Zbog toga se primjenjuje distribuirana obrada podataka gdje se lokalno vrši pretvaranje video slike u prometne parametre prije nego se informacije prenose do centara za upravljanje prometom. Alternativa ovome je da se prometni parametri dobivaju lokalno, što omogućava njihovo direktno korištenje 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 dobra osobina je ta što nema meñusobnih smetnji (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

15

njihovih linija nego trošak materijala. Takvu struktura troškova ukazuje na rješenja koja podrazumijevaju opravdanost da telekomunikacijska industrija instalira optička vlakna duž autocesta tijekom njihove izgradnje što je daleko jeftinije nego da ih ugrañuju 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. Sa stajališta vozila, bežične komunikacije povećavaju korištenje u različitim ITS funkcijama (obavijest o prometnom incidentu sve se više koristi kod vozača na autocestama putem mobilne telefonije). Sve donedavno, telefon u automobilu je bio cijeli analogni ureñaj, koji nije bio prikladan za komuniciranje podacima, mada su MDT ( mobilni digitalni terminali) korišteni niz godina za policijska vozila, teretna vozila kao i druga specijalna vozila. Novi sustavi za osobno komuniciranje PCS (personal communication system ) su potpuno digitalizirani. Komuniciranje podacima putem analognog ćelijskog sustava (analog cellular systems) moraju biti izvedeni kao CDPD (ćelijski digitalni paket). Novi digitalni ćelijski telefonski servisi se zasnivaju na TDMA (vremenski dijeljen višestruki pristup), CDMA (kodno dijeljen višestruki pristup) i europski GSM (globalni sustav za mobilne komunikacije) čiji su standardi već uvedeni na tržištu. Sa svakim novim napretkom razvoja tehnologije, široka pokrivenost bežičnog prijenosa podataka može doprinijeti većim kapacitetima i manjim troškovima na urbanim i suburbanim područjima. Pojava satelitskog komunikacijskog sustava LEO (koji zahtijeva manje prijenosnih ureñaja nego geostrateški komunikacijski sateliti) će sniziti komunikacijske troškove u ruralnim područjima širom svijeta. 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 toga DSRC (komunikacije kratkog opsega) za ITS, čiji je doseg tako kratak da je komunikacija upotrebljiva samo za nekoliko 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 (ima važan utjecaj što telekomunikacijska industrija nije u skupu standarda za DSRC). ITS servisi bazirani na DSRC uključuju ETC (elektroničko plaćanje cestarine), CVO (komercijalne operacije vozila), upravljanje parkinzima, potpisivanje u vozilu, putne informacije u vozilu. Od kada je svjetlosni prijenos podataka za naplatu cestarine ETC instaliran duž putne infrastrukture, poboljšano je elektroničko plaćanje cestarine. ETC sustav se sastoji od opreme vozila koja imaju on-bord jedinicu, sa dvosmjernom mikrovalnom ili infracrveno vezom, i opremu uz putnu infrastrukturu. Oprema u vozilu je kartica, integrirana kartica sa držačem kartice ili njihova kombinacija. Ovi sustavi vrše obradu 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 je najvažnija funkcija koja verificira funkcioniranje opreme u vozilu i upravlja transakcijama, linijski kontroler koji nadzire sve aktivnosti na liniji plaćanja i glavni sustav

16

kompjutoriziranih obrada koji koristi pristup informacijama konta (računa) i provodi zahtijevane transakcije. Postoji nekoliko klasifikacija sustava ETC. Dva bazna tipa DSRC tehnologija korištenih u postojećim ETC aplikacijama su sa aktivnim elektronskim karticama. Aktivne elektroničke kartice sadrže 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 aktivne kartice i povratne kartice nisu kompatibilne niti interoperabilne. U tijeku su nastojanja da se razvije standard koji može prilagoditi obje tehnologije. 6.3.4. Distribucija informacija Prometne i druge povezane informacije mogu biti distribuirane putem javnih institucija koje u prvom redu poboljšavaju efikasnost prometa, sigurnost i poboljšavaju kvalitetu okoliša. Istovjetne informacije mogu biti distribuirane putem privatnih provajdera informativnih servisa koji zarañuju kroz pružanje obavještenja (savjetovanje) i/ili informacija o nastalim promjenama u prometnom sustavu koje dostavljaju krajnjem korisniku. U tom slučaju, promjene mogu biti dodane prometnim informacijama koje mogu biti prilagoñene specifičnim zahtjevima, što može ponekad biti povezano sa drugim informacijskim servisima za poslovno korištenje. Postoje dvije glavne kategorije terminala za distribuciju prometnih informacija i drugih relevantnih informacija: - Fiksni terminali koji se koriste sa stajališta infrastrukture, uključujući telefone, radio,televiziju, kompjutore, fax ureñaje, kioske, sustav znakova sa promjenljivim porukama VMS - Mobilni terminali koji uključuju auto radio, specijalne mobilne radije, mobilne telefone, lap-top, peidžere, ručne digitalne ureñaje,.. Na drugi način kategorizacija distribucije informacija uključuje jednosmjerne i dvosmjerne komunikacije i široko rasprostranjene interaktivne sustave. Znakovi sa promjenljivim porukama VMS, takoñer poznati pod nazivom signali s promjenljivim porukama CMS su prometni znakovi čije poruke mogu biti promijenjene. Znakovi promjenljivog sadržaja mogu pokazivati ograničenja brzine čije promjene mogu biti inicirane bliskim prometnim senzorom koji upozoravaju vozača na nadolazeće opasnosti ili dati informacije o raspoloživim parkirnim mjestima pokazujući broj slobodnih mjesta. Najčešće poruke su u obliku kodiranih informacija, koje se mijenjaju od strane udaljenih prometnih centara koji upravljaju njihovim prikazom te kontrolira njihov rad putem monitora u tim centrima koji osiguravaju njihovu točnost. Poruke su napravljene kao mozaik na magnetnom svjetlećem disku, rotirajućoj prizmi ili električnim svjetlima, kao što su optička

17

vlakna, matrične lampe, ili LED (diode za emitiranje svjetlosti). Važno je napomenuti da se VMS informacije koristi bez troškova za korisnike autocesta. Drugi važni mediji za distribuciju prometnih informacija o infrastrukturi je internet. Mnoge zemlje i gradovi imaju svoje stvarnovremenske mape prometnog toka, slike sa kamera, prikaz trenutnih vremenskih uvjeta kao i uvjeta na prometnicama, te standardne informacije koje se često ne mijenjaju kao što su zakonska legislativa i tehnički propisi koji su dostupni korištenjem njihove Web stranice. Deseci miliona korisnika širom svijeta sa pristupom računalu ili kiosku mogu interaktivno putem interneta dobiti specifičnu staru samo nekoliko minuta informaciju o prometu ili tranzitu na prijenosnom računalu putem interneta koji će činiti korisnu informaciju za putnike koji su na putu. Unutar vozila, putnici se oslanjaju godinama na auto radio (AM i FM) za primanje emitiranih prometnih informacija. Meñutim, prometne informacije su obično emitirane tijekom točno odreñenih vremenskih termina, budući da su takve informacije zanimljive i za druge programe za objavljivanje. 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 prijenosa 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 ih radio prepoznaje i pokazuju tijekom emitiranja programa. Ovo se realizira emitiranjem kodiranih poruka putem podprijenosnika od 57 kHz. Kodirane informacije se prenosi putem radijskog sustava za prijenos podataka RDS/TMC (radio data system/traffic message channel) brzinom oko jedan kilobajt u sekundi i mogu biti prevedene na nekoliko jezika. Poboljšanjima sustava RDS/TMC pružaju se veće mogućnosti širenja prometnih informacija što se odnosi na postojeću mrežu javnih i privatnih radio stanica. Prema tome stanice za emitiranje i prijemnici auto radija moraju prilagoditi RDS za funkcioniranje sustava. Pojava digitalnog audio emitiranja DAB (digital audio broadcast) koji radi pouzdano sa puno većom količinom bita, može u budućnosti osigurati istovjetno funkcioniranje nakon povlačenja iz uporabe RDS/TMC. 6.3.5. Korištenje informacija

Korištenje prometnih informacija u ITS okruženju omogućava korisnicima prometnog sustava da donose odluke na temelju stvarnog stanja u prometnom sustavu što rezultira znatno boljom razinom usluge koje im pruža prometni sustav. Da bi informacija svojim sadržajem i prezentacijom zadovoljila korisničke potrebe nužno je iz širokog raspona dostupnih podataka, informacija i znanja, obradom

18

izdvojiti sažet, razumljiv i bitan dio informacije koju treba u pravom trenutku i na pravom mjestu dostaviti korisniku.

Pružanje informacija nije ograničeno samo na Internet, već je u primjeni i velik broj drugih tehnologija i usluga: - SMS - pružanje pred-putnih i putnih informacija korisnicima putem kratkih poruka - WAP; GPRS - prijenos i prikaz web sadržaja na mobilnom telefonu - GSM - dostavljanje vremenski i prostorno prilagoñenih informacija ciljanim skupinama korisnika što je omogućeno lociranjem korisnika pokrivenih signalom unutar jedne bazne stanice - e-mail - specifičan način dostavljanja informacija koje nisu uvijek pravovremene, odnosno vremenski ograničene, već predstavljaju predviñene podatke za vremensko razdoblje 4-24h od trenutka slanja. Putem e-maila je moguće dostavljati i newsletter jednom na dan ili na tjedan koji će korisnike informirati o eventualnim promjenama u rasporedu vožnje, izmjenama linija, radovima na sustavima javnog prijevoza i sl. - Telefon i telefax – centri za pružanje putnih informacija sa posebno osposobljenim operaterima koji pružaju informacije korisnicima na njihov upit - monitori - u pristupnim prostorijama sustava javnog prijevoza poželjno je na vidljiva mjesta postaviti monitore koji će u svakom trenutku pružati korisnicima potrebne informacije. Prednost ovakvog načina informiranja je što je u svakom trenutku poznata lokacija korisnika, čime je omogućeno selektiranje skupa korisniku zanimljivih informacija - mediji - (TV/Radio/Novine) klasični načini dostavljanja informacija na koji su korisnici navikli . Ovakav način informiranja se već primjenjuje za veliki broj usluga. - IRV -interaktivni govorni sustavi, VR- sustavi koji prepoznaju glas (mogu koristiti različiti kategorije korisnika, a posebno su pogodni za putnike sa poteškoćama)

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 za prikaz prometa na ekranu, pokazujući stupanj zagušenja ili incidenta. Korištenjem grafičkog sučelja operater sagledava sve informacije i operacije znakova sa promjenljivim porukama VMS, prometna svjetla, idr. U ovom sučelju, mreža prometnica, elementi upravljanja (VMS, detektori,…) su prikazani dvodimenzionalno sa mogućnošću nekoliko razina zumiranja. Operateri u centrima takoñer održavaju govorne veze sa patrolama i operaterima drugih centara, koji su osobito važni tijekom iznenadnih situacija, kada su pravovremene, pouzdane i interaktivne informacije govorom osiguravaju koordinaciju resursa operacije spašavanja i raščišćavanja. Potrebno je graditi mrežu povezanih centara za upravljanje prometom: susjedni centri, centri drugačijeg tipa kao što su servisni provajderi, centri operacija za javni promet i komercijalna vozila. Dispečeri ne održavaju veze samo glasom i/ili podacima potrebnim za kontaktiranje

19

sa vozilima, nego daju direktive i komande njihovim 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). Servisi za navigaciju, podatke o lokaciji vozila 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 u vozilu ili u prometnim centrima (informacionim servisnim provajderima) u centralno baziranim sustavima. Izbor jedne od ovih opcija ovisi o troškovima izračunavanja i komunikacijskim troškovima: zahtijeva ažuriranje digitalnih mapa i usuglašavanja izmeñu korištenja optimuma i sustav kroz upravljanje prometnim procesima. 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.

20

Slika 6.8. Korištenje informacija od strane vozača u ITS okruženju Općenito najviše korišteni senzori za uzdužno upravljanje je radar i laserski ureñaji, koji mogu osigurati razliku izmjerenih i stvarnih položaja vozila, rastojanje izmeñu vozila (vozila ispred i iza) i otkrivanje zapreka na prometnici. Zvučni i ultrazvučni senzori se takoñer koriste specijalno za otkrivanje ljudi i objekata prije nego ih vozilo proñe. 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. Sučelje čovjek- ITS terminal 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 ureñaja koji olakšava situaciju. Pozivi putem teksta na displeju RDS/TMC je sličan prikazu na znakovima sa promjenljivim porukama VMS. Neki ureñaji skreću manje pažnju (RDS/TMC) od vizualnih displeja VMS. Drugi servisi ITS-a koji su povezani sa sigurnošću uključuju prijenos signala poziva u pomoć vozaču u slučaju potrebe. Kao što smo prethodno spomenuli, kombinacija automatske lokacije vozila i mobilnih komunikacija na vozilu omogućavaju vozaču da 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 takoñer automatski biti odaslan od zračnog jastuka, u slučaju da je vozač spriječen ili onesviješten u nezgodi, ili putem protuprovalnog sustava, kada neovlaštena stranka ulazi u vozilo.

21

6.4. Europska komunikacijska ITS arhitektura Europska komunikacijska ITS arhitektura definira i opisuje telekomunikacijske sustave koji podržavaju razmjenu informacija izmeñu različitih dijelova sustava. Ova razmjena informacija se provedi fizičkim tokovima podataka koji su opisani u europskoj fizičkoj arhitekturi ITS-a. U ITS kontekstu, komunikacijska ITS arhitektura definira i opisuje sredstva koja podržavaju fizičke tokove podataka za neke od “primjere ITS sustava” opisanih od strane u europske fizičke ITS arhitekture. Dakle, opis i definiranje sredstava podrške fizičkog toka podataka uključuje rješavanje dva komplementarna zadatka. a/ Prvi zadatak je da se osiguraju sredstva koja omogućavanju prijenos podataka izmeñu dvije točke vodeći pri tome računa o troškovima, kašnjenju i greškama u procesu prijenosa. Drugim riječima, zadatak je opisati i definirati potrebe za vodovima koji će prenijeti informaciju. Kao i druge komponente europske ITS arhitekture, komunikacijska ITS arhitektura mora ostati tehonologijski neovisna koliko je god moguće. Opis telekomunikacijskih zahtjeva treba napraviti u okviru komunikacijske arhitekture. Telekomunikacijske tehlonogije se mijenjaju tako brzo da je nemoguće osigurati tehnologijski ovisnu arhitekturu na duži period. Stoga treba primijeniti generički opis tipičnog protoka podataka, koji će se moći koristiti sve dok se slika najreprezentativnijeg “primjera ITS sustava” ne promijeni u značajnoj mjeri, koja će zahtijevati korjenite promjene fizičke strukture sustava ITS-a.

22

Slika 6.9. Komponente europske komunikacijske ITS arhitekture b/ Drugi zadatak koji je jednako važna sa stanovišta komunikacija je osigurati prijenos informacija sa jednog kraja vodova na drugi ne samo da je razumljiva nego da bude i interpretirana bez devijacija na prijemnom kraju voda. Na prvi pogled, to je samo stvar standarda koji se moraju usuglasiti da bi različiti dijelovi sustava mogli razmjenjivati podatke na najefikasniji način. Meñutim, sposobnost sustava da pruži usluge potpuno ovisi o podacima koje procesira. Dakle, u pitanju je ne samo koja vrsta podataka koja će biti procesirana, nego i nivo detalja koji će se koristiti da bi se opisali i analizirali objekti. Ni druga tehnička pitanja ne bi smjela biti zanemarena, kao što je pitanje gdje će podaci biti pohranjeni ili koji dio sustava će procesirati koji dio podataka. Europska komunikacijska ITS arhitektura definira opcije izbora telekomunkacijskih rješenja što je često rezultat kompleksnog procesa na različitim razinama. Izbor telekomunikacijskih rješenja ima najčešće veliki utjecaj na sustav i njegovu efikasnost pa je stoga potrebno sagledati sve bitne probleme koji se moraju riješiti prilikom dizajniranja komunikacijske arhitekturae ITS-a. Prvi problem je zadovoljenje potrebe sustava ITS-a. Detaljnim sveobuhvatim pregledom telekomunikacijske ponude može se zaključiti da ona nije tako široka da bi se mogle zadovoljiti specifične potrebe sustava. Štoviše, čak i ako postoji tehničko rješenje, analiza troškova može biti odlučujući faktor koji neće ići u korist toj opciji. Kao posljedica ovakve situacije, sustav se najčešće dizajnira u uskoj relaciji prema komunikacijskoj arhitekturi ITS-a pa stoga promjene u kominikacijske arhitekture impliciraju i promjene samog sustava ITS-a.

23

Stvarni dizajn sustava (lokacija podataka, lokacija funkcija koje procesiraju podatke, nivo detalja podataka,…) je u dubokoj korelaciji sa njegovom komunikacijskom arhitekturom. Stoga nije moguće izvesti komunikacijsku ITS arhitekturu direktno i samo iz funkcionalne ITS arhitekture. Neophodno je uzeti u obzir izbor tehničkih rješenja pri implementaciji sustava. Drugi problem je vezan za inkorporiranje telekomunikacionog rješenja u postojeći prometni sustav. Postavlja se pitanje kako integrirati telekomunikacijsko rješenje u postojeći telekomunikacijski okvir, kako se taj okvir razvija ili kako ga zamijeniti. Stoga je važno je napraviti izbor rješenja koji će biti validano na duži period. To znači osigurati datreba izabrani model koji može pratiti razvoj sustava, da isti može podržati te promjene i da se može što jednostavnije zamjenjen drugim rješenjem u momentu kada on zastari. Da bi se pojednostavila implementacija ITS rješenja te umanjili troškovi, neophodno je da se telekomunikacijska sredstva koriste za više namjena. To podrazumijeva identifikaciju tipičnog komunikacijskog linka koji se može naći u različitim interfejsima sustava. Na kraju, ali ne manje važno, moramo u obzir uzeti i troškove. Troškovi su uglavnom vezani za akviziciju rješenja, sa migracijom sa prethodnog na novo rješenje, voñenje, te na kraju i njegovu zamjenu. Ove troškove ne treba promatrati samo u svjetlu nabavke materijalnih dobara i usluga, već i kroz troškove angažovane radne snage u svim navedenim fazama. Komunikacijska arhitektura je bazirana na generičkom pristupu koji daje okvir u kojem su sva najvažnija pitanja obrañena. Ovaj okvir daje globalnu viziju rješenja telekomunikacijskog problema koje omogućuje efikasnije povezivanje ekonomskih i tehničkih aspekata dizajna ITS rješenja. Telekomunikacioni standardi koji se upotrebljavaju u sustavu ITS-a postoje već neko vrijeme. Oni su kroz vrijeme evoluirali, prateći razvoj komunikacijskih tehnologija, kao i ITS zahtjeva za podacima. Na prelazu u 21 stoljeće došlo je do brzog porasta korištenja telekomunikacija u mnogim područjima, što je kao rezultat donijelo svijest da ITS više ne može sam razvijati svoje standarde, osim tamo gdje možemo biti sigurni će se koristiti isključivo vlastita infrastruktura. Ako se žele koristiti postojeće razvijene mreže (dijeljenje linija), tada se moraju koristiti i postojeći standardi. Korištenje postojećih komunikacijskih mreža sve više i više ima smisla sa gledišta ekonomičnosti, jer takav pristup oslobaña ITS vlasnika i/ili operatera potrebe da razvija i održava svoju vlastitu mrežu. U nekim slučajevima uštede mogu biti značajne i osjetne, jer je pojas korištenja od strane ITS relativno mali usporeñivanjem sa ostalim korisnicima. Loša strana je ta što ITS mora koristiti standarde koji su drugi korisnici razvili prema svojim zahtjevima i potrebama i već koriste dio komunikacijskog pojasa. Stoga, ako želimo komunicirati preko zajedničkih mreža, takva komunikacija mora biti bazirana na protokolima koje podržavaju najveći korisnici. Veza sa europskom ITS fizičkom arhitekturom je opisana kroz nekoliko „primjera ITS sustava “, koji ilustriraju načine na koji se europska ITS funkcionalna arhitektura može koristiti da bi se kreirali inteligentni transportni sustavi, i/ili arhitektura koja ih

24

podržava. U principu, ne psotoji standard ili sveobuhvatna europska ITS fizička arhitektura, ili fizička imlementacija funkcionalne arhitekture. Sukladno tome, svrha europske ITS komunikacijske arhitekture je da prikaže kako se komunikacijske potrebe fizičkih sustava i arhitekture mogu analizirati da bi se zahtjevi mogli odrediti, a što je urañeno proučavanjem komunikacijskih zahtjevanekoliko „primjera ITS sustava“ kroz europsku ITS fizičku arhitekturu. 6.4.1.Telekomunikacijski linkovi sa fizičkim sučeljima (interfejsima) Komunikacijski link je komunikacijsko sredstvo koje podržava fizički protok podataka. Oni mogu podržavati protok podataka izmeñu dva podsustava ili izmeñu sustava i terminatora. Na svakom kraju komunikacijskog linka nalaze se lokacije sa kojih fizički protok podataka počinje od izvora ili se vrši prijem. Komunikacijski završetak se nalazi na kraju svakog komunikacijskog linka. Komunikacijski link može povezivati jednu ili više instanci odvoda sa jednom ili više instanci izvora. Fizička sučelja (interfejsi) su dio sustava kroz koje komunikacijski link mora biti uspostavljen. Mogu se nalaziti izmeñu dva podsustava ili izmeñu podsustava i terminatora. Fizička sučelja (interfejsi) su definirani prema lokaciji njihovog komunikacijskog završetka te je potrebno analizirati njihove preformanse za svaki tip linka. U nekim slučajevima postoje alternativna rješenja koja se primjenjuju u zavisnosti od pojedinačnih prihvaćenih rješenja i ograničenja instalacija. Radi lakšeg razumijevanja, dat ćemo osnovne definicije termina bežičnog i žičnog linka. Bežični link je bilo koji oblik linka je baziran na radio komunikaciji. Može biti pozivna (dial-up) veza koristeći neki oblik mobilne telefonije, ili bazirana na radio stanicama. Žični link je bilo koji oblik linka koji koristi fizičku vezu. Može biti baziran na bakarnim paricama ili optička vlakna kao medijima za povezivanje. Link koji povezuje osobni ureñaj sa kioskom i osobni ureñaj sa lokacijama pokraj prometnice pokriva kratke udaljenosti i koristi bežičnu tehnologiju. Neki oblici radio tehnologije mogu se koristiti da bi se izbjegle potreba za optičkom vidljivošću izmeñu krajeva lika. Više korisnika sa svojim osobnim ureñajima mogu istovremeno pristupiti kiosku što bitno skraćuje vrijeme čekanja korisnika.Glavno ograničenje je brzina kojom putnik-vozilo prolazi kroz zonu pokrivanja kioska (veće brzine diktiraju veću brzinu prijenosa podataka). Korištenje iste frekvencije za sve kioske umanjuje kompleksnost osobnog ureñaja. Link osobni ureñaj-centrala pokriva veće udaljenosti i koristi bežičnu komunikaciju, te omogućava putnicima da pristupaju uslugama sa bilo kojeg mjesta. Sve više se koristi kroz mobilnu telefoniju zbog smanjenja cijene usluge a može se pružati i sa fiksnih mjesta (javni telefoni) putem žičnih veza. Link osobni ureñaj-vozilo pruža putnicima usluge dok su u prometnom sredstvu. Ima dva pojavna oblika. Za sredstva javnog prometa, trebao bi se koristiti bežični link vrlo kratkog dometa, dakle samo za upotrebu unutar vozila bez mogućnosti pristupa osobama izvan prometnog sredstva. Za prometna sredstva kao što su privatna vozila

25

ili taxi, link bi trebao biti uspostavljen kroz neki vid fizičke veze, npr kroz utičnicu, što omogućava vozaču da koristi svoj osobni ureñaj za pružanje usluga kroz interfejse u prometnom sredstvu i može smanjiti potrebu za posebnom opremom u vozilu. Link kiosk-kiosk je rijetko potreban, ali kada se pojavi potreba, koristi se neka vrsta žične veze. Link kiosk-centrala na teškim lokacijama (ruralna područja) koriste se bežični linkovi, zbog nepostojanja drugog tipa komunikacijske infrastrukture na danom području. Ako ne postoji pokrivenost klasične mobilne telefonije, moraju se koristiti drugi vidovi komuniciranja, npr mikrovalovi. U urbanim sredinama sa razvijenom infrastrukturom, koriste se i žični linkovi, ali uz sve veću zamjenu bežičnih tehnologija (mobilna telefonija). Rijetke su potrebe za tipom linka kiosk-lokacija pokraj prometnice, ali ako se pojavi potreba koristi se u principu neki vid žične komunikacije. Link centrala-centrala se najčešće koristi da se povežu susjedni upravlački centrai i to kroz žični link velike brzine. Može se koristiti i postojeća infrastruktura, ali prilagodba zavisi od vrste podataka, količinom podtaka i učestalošću transfera. Na teškim lokacijama (ruralna područja) koriste se bežični linkovi centrala-lokacija kraj prometnice, zbog nepostojanja drugog tipa komunikacijske infrastrukture na datom području. Ako ne postoji pokrivenost klasične mobilne telefonije, moraju se koristiti drugi vidovi komuniciranja, npr mikrovalovi. U urbanim sredinama sa razvijenom infrastrukturom, koriste se i žični linkovi, ali uz sve veću zamjenu bežičnih tehnologija (mobilna telefonija). Izbor će zavisiti i od tipa podataka, količinom i učestalošću transfera. Link centrala-prometno sredstvo koristi bežičnu tehnologiju za glasovne i podatkovne kanale. U svakom slučaju, tehnologija će zavisit od potrebe za trenutnim prijenosom podataka, odnosno prihvatljivim vremenskim kašnjenjem predaje podataka. Domet bežičnih linkova lokacija kraj prometnice-prometno sredstvo je ograničen (manje od 100 m). Neki oblici radio tehnologije mogu se koristiti da bi se izbjegle potreba za optičkom vidljivošću izmeñu krajeva lika. Više korisnika sa svojim osobnim ureñajima mogu istovremeno pristupiti kiosku što bitno skraćuje vrijeme čekanja korisnika. Glavno ograničenje je brzina kojom putnik-vozilo prolazi kroz zonu pokrivanja kioska (veće brzine diktiraju veću brzinu prijenosa podataka). Korištenje iste frekvencije za sve kioske umanjuje kompleksnost osobnog ureñaja. Za link prometno sredstvo-prometno sredstvo potrebna je bežična tehnologija kratkog dometa. Glavna ograničenja su vezana za mobilnost prometnih sredstava te eventualna potreba za promjenom frekvencije. Zavisno od metoda pristupa, moguće su potrebe za većim brojem kanala da bi se spriječila interferencija. Testiranja se vrše na bazi radio-frekvencija i infracrvene tehnologije. Pitanja koja treba imati na umu kod ovog linka su vezana za interferenciju, sigurnost, vjerodostojnost podataka, ponovno korištenje istih frekvencija, vrijeme procesiranja, te mnoga druga. Zbog velikog broja zainteresiranih strana za ovaj link, još uvijek nemamo standarde, niti možemo procijeniti tijek istraživanja ili tehnologiju koja će se koristiti u implementaciji.

26

6.4.2.Komunikacijski linkovi izmeñu sustava i terminatora Terminatori koji su definirani u europskoj ITS fizičkoj arhitekturi se takoñer koriste i u europskoj komunikacijskoj ITS arhitekturi. Neki od terminatora ne prenose podatke preko telekomunikacijskih sredstava, već putem fizičkog linka (npr svjetlosni signali na vertikalnoj signalizaciji su krajnji link toka podataka od „Sustava upravljanja prometom“ prema vozaču). Drugi primjer je sučelje čovjek-stroj izmeñu putnika i informacijskog kioska. Stoga su terminatori podijeljeni u tri grupe: - terminatori koji zahtijevaju razmjenu podataka sa sustavom putem elektronskih medija (koriste telekomunikacijski link) - terminatori čije stanje sustava se utvrñuje ili kontrolira putem interfejsa - terminatori koji imaju linkove sa ljudima (koriste sučelje čovjek-stroj) Terminatori koji zahtijevaju razmjenu podataka sa sustavom putem elektronskih medija, zahtjevaju da obje strane linka moraju imati elektronske ureñaje koji će ili primati ili slati podatke. Na kraju linka kojim se ostvaruje veza sa ITS sustavom, mora postojati neka vrsta računala koje omogućava realiziranje servisa koji su dostupni. Terminatori čije stanje sustava se utvrñuje ili kontrolira putem interfejsa imaju uvijek na jednom kraju fizički link na terminatoru. U okviru sustava nalaze se senzori koji mogu detektirati stanje fizičkog objekta, ili pružati outpute. Ulazni senzori pretvaraju stanje objekta u digitalni elektronički oblik , koja se onda može koristiti u drugim dijelovima sustava. Terminatori koji imaju linkove sa ljudima (sučelje čovjek-stroj) omogućavaju korisnicima da primaju ili predaju informacije sustavu, i uvijek se nalaze sa vanjske strane sustava. Ovi korisnici mogu pristupiti elektronskom ureñaju na jednom njegovom kraju. Usluge se takoñer mogu pružati i putnicima na njihovim kućnim ili mobilnim ureñajima, te putem putničkih agencija. Pri razmatranju korištenja kućnih računala, nikakve posebne modifikacije nisu potrebne (osim eventualno dodataka za osobe za posebnim potrebama i pisača u boji radi kvalitetnijeg ispisa mapa). 6.4.3 Primjer komunikacijske arhitekture ITS sustava elektroničkog plaćanja Opis europske fizičke ITS arhitekture putem „primjera ITS sustava“ služi kao polazište za definiranje zahtjeva sustava za telekomunikacijskim vezama koje podržavaju fizičke tokove podataka koji su opisani u fizičkoj arhitekturi ITS-a a odnose se na tokove podataka izmeñu različitih podsustava u okviru sustava ITS-a (unutarnja komunikacija u sustavu ITS-a) i tokova podataka izmeñu sustava ITS-a i okruženja (komunikacija putem terminatora). Sustav elektroničkog plaćanja omogućava elektroničko plaćanje za različite servise ITS-a. Na slici 6.10. su prikazane komunikacijske veze u sustavu elektroničkog plaćanja. Ovaj sustav elektroničke naplate se sastoji od većeg broja podsustava a podaci se razmjenjuju izmeñu 6 terminatora. Samo će tri terminatora (financijske

27

institucije,vanjski provajder i putnik) koristiti vanjski komunikacijski sustav dok će ostale komunikacije biti internog karaktera. Podsustav P10.3 provajder servisa može zauzimati različitu poziciju u okviru sustava od čega zavisi i cijela arhitektura fizičkog sustava P10 i to: u središte ( u slučaju kada je na primjer server za podatke ili vrši rezervacije sustava), u putnu infrastrukturu ( slobodna parkirna mjesta) ili služiti kao kiosk ( automat za naplatu prometnih usluga) tako da zahtjevi za komunikacijom ovise o konfiguraciji sustava. U ovom slučaju interna komunikacija izmeñu različitih podsustava je ograničena na komunikaciju:

- komunikacije izmeñu kioska i putnika (P10.1 i P10.2). Ova komunikacija ključuje i fizički prijenos podataka sa magnetne kartice te ova komunikacija ima više veze sa fizičkim sučeljem nego sa komunikacijskim. - komunikaciju izmeñu putne infrastrukture i putnika (P10.2 i P10.3.) - komunikaciju izmeñu putne infrastrukture i centrale za komunikaciju (P10.3 i vozača (ili putnika) gdje bi sadržaj informacije trebao biti manji od 1kB, ali cjelovit postupak se mora obaviti sigurno i pouzdano kako informacije ne bi dospjele neovaštenim korisnicima.

Slika 6.10. Sustav dijagram - elektroničko plaćanje Komunikacija sa terminatorima opisuju komunikacije sa tri vanjska sustava: putnici, eksterni provajder servisa i financijska institucija.