Regulacija u saobracajnim procesima

REGULACIJA U SAOBRAĆAJNIM

PROCESIMA

SARAJEVO 04.10.2012

2

REGULACIJA SAOBRAĆAJNIH PROCESA

Kada se govori o regulaciji u saobraćaju i transportu onda seuglavnom misli na uvođenje Telematike odnosnotelekomunikacionih tehnologija i informatičkih tehnologija u ovuoblast. Posmatrano sa nivoa regulacije, čovjek takođerpredstavlja regulirani sistem iz slijedećih razloga :

-Čovjek raspolaže sa pet čula - sistem za prikupljanje informacija

-Posjeduje svjesno razmišljanje (mozak) - pamćenje i obradainformacija

-Posjeduje razvijene udove (ruke i noge) - izvršni organi na kojedjeluju odluke kako bi se poduzele potrebne akcije i zahvati.

UVOD

3

Čovjek je od svog postanka imao ulogu, koju danas sve višepreuzimaju savremene tehnologije u regulaciji saobraćaja. Čak i uslučaju kada ide pješice čovjek reguliše procesom kretanja budućida reguliše (upravlja) :

Polaskom Pravcem kretanja Brzinom kretanja Ubrzanjem Zaustavljanjem

Za potrebe transporta roba i ljudi uvedena su već davnotransportna sredstva (u početku živa, a kasnije tehnička). Upočetku je čovjek i dalje zadržavao funkciju sistema za regulaciju.Zamjenom nekih od funkcija koje je obavljao čovjek od stranetehničkih sredstava dobiveni su manje ili više automatizirani sistemiregulacije.


4

Prvo uvođenje automatizacije u saobraćaj (automatskasignalizacija, automatski alarmni sistemi, servokomande i sl.) jeranijeg datuma.

Automatski pilot u avionu, brodu ili vozu predstavljaju prve korake ukoncepciji složene automatizacije.

Potreba za uvođenjem novih tehnoloških sredstava i metodaregulacije saobraćajnim procesima rezultat je, prije svega,ekonomskih zakonitosti. Pokazalo se naime da je ekonomičnijeuvesti nova sredstva za regulaciju nego graditi nove saobraćajnice.


5

Model transportnog sistema –TS

Def.: Transport-predstavlja skup aktivnosti čiji je cilj premještanje roba iputnika s jedne na drugu poziciju.

Osobine TS:

TS je dinamički sistem

Funkcije TS ne može se ostvariti bez da se u njemu ne realiziraju funkcije regulacije

TS je informacijski sistem, budući da regulacije nema bez prijenosa, obrade i skladištenja informacija

6

TS se sastoji iz :

Sistema za upravljanje procesom Transportnog procesa Informacija o procesu Upravljačkih naloga i akcija Poremećajnih veličina Utjecaja okoliša


7

Opći model je univerzalan, može se primijeniti na TS zemlje, transportu okviru neke privredne grane, na podisisteme u okviru nekog većegTS, sve do modela pješaka u saobraćaju.

Analiza, projektranje i regulacija u TS provode se uvijek na bazirazmatraja ovog modela. Razmotrimo elemente ovog sistema :

Transportni proces - (transport po željezničkoj pruzi, mreži pruga, naulici, autoputu, kontenejrskom terminalu) odvija se prema propisanom iuhodanom tehnološkom procesu, prema redu vožnje, odnosno premaplanu odvijanja procesa.

Informacije - o stanju transportnog procesa prenose se iz procesa dosistema za regulaciju, na osnovi dobivenih informacija, na osnovuznanja i normi (propisu, pravila, zakona) ovdje se donose odluke inalozi za akcije i zahvate koji se zatim provode u samom procesu. Akodođe do poremećaja u samom procesu, proces se preko povratne vezedovodi u propisano stabilno stanje. Isti je slučaj sa djelovanjem utjecajaokoline


8

Funkcionisanje - (svrhovitost) TS ne bi se mogla zamisliti bez sistema zaregulaciju (uređaji za automatizaciju procesa) koji obavlja slijedeće funkcije :

Detekciju stanja sistema Prijenos informacija Donošenje odluka i naloga Provođenje akcija i zahvata prema nalozima sistema za upravljanje

Kvalitet - transportne usluge cijeni se preko slijedećih parametara :

Bezbjednost Pouzdanost Brzina (vrijeme odziva na zahtjev) Komfor Utjecaj okoline Transportni troškovi


9

Transportni proces i sistem za regulaciju čine jedinstvo komponiranood pet osnovnih komponenata:

Vozila Vuča Saobraćajnice Terminali Sistem za regulaciju

Način na koji su ovi elementi povezani kako bi se ostvarila svrhatransportna usluga, se može šematski predstaviti pomoću slijedećeslike :


10

TS predstavlja reguliran proces koji je kao takav dio društveno-ekonomskog sistema zemlje, pa je prema tome podvrgnututjecajima i povratno vezan sa nizom vanjskih utjecajnih faktora


11

Predhodna dva grafika predstavljaju opšti sistem opisasaobraćajnog procesa. Za detaljnije razumijevanje saobraćajnogprocesa moraju se uzeti u razmatranje (uvesti u razmatranje)slijedeće veličine :

Vrijeme odziva na zahtjev - predstavlja, pored bezbjednosti, jedanod najvažnijih parametara kvalitete.

Djelovanje TS je globalno usmjereno prema skraćenju vremenaodziva tj. povećanju brzine. Moguće je načiniti slijedeću globalnuformulaciju (formalnu ovisnost) :

0sT

),,(0 ktutuS TTTT (1)


12

gdje je :

Tu - odziv sistema upravljanjaTt - odziv transportnog procesaTk

u-t -globalno vrijeme na relaciji informacijsko-komunikacijskih odnosa između sistema za upravljanje i transportnih procesa.

Brzina odvijanja transportnog procesa prvenstveno (ne i jedino) ovisio ažurnosti djelovanja izvršnog podsistema (npr. vozni park, mrežapruga i sl.), to se može za početak tretirati i neovisno promljenjivavarijabla.


13

Zahtjevi za povećanjem brzine vožnje nepovoljno utiču nabezbjednost, tako da se njeno povećanje može postići obimnijimangažmanom regulacije. Osim toga, povećana brzina vožnje stvoritće mogućnost intezivnijeg korištenja sistema saobraćajnica, što ćetakođer nužno proširiti kompetenciju regulacije.

Dakle procjenjujemo da će vremena Tu i Tku-t biti ovisna o vremenu

Tt , što možemo iskazati kao :

ovakvim rezonovanjem slijedi da se izraz (1) može napisati u formi:

)(

)(

tktu

tu

TTTT

)),(),((0tttS TTTT

(2)

(3)


14

Iz (3) se može naslutiti da se jednostavnim skraćenjem vremena Ttne mora skratiti i vrijeme - može se naprotiv dogoditi i njegovoproduženje odnosno povećanje transportnih tokova.

Znači u opštem slučaju, prisutnost većeg broja različitih događajase može reflektirati odnosima obrnute proporcionalnosti u izrazima(2).

Regulacija dakle ima dva kontradiktorna zahtjeva :

povećani zahtjevi za transportnim uslugama skraćenje vremena Tt -povećana efikasnost izvršnog dijela

transportnog procesa)


15

Suština djelovanja podsistema regulacije svodi se na manipuliranjeinformacijam u svrhu: analize, odlučivanja i planiranja

Zbog neposrednog djelovanja na elemente izvršnog podsistema.Postojeća regulacija sadrži informacijski sistem koji se međutimodlikuje nepotpunim, sporim, uskim i nesigurnim informacijskimtokovima.

Novi zahtjevi (povećanje brzine) dovode do stanja u kojempostojeće tehnologije regulacije ne mogu odgovoriti potrebnomkvalitetom usluge. Kao nužnost, nameće se potreba zamodernizacijom regulacije u saobraćaju. Regulacija imanekoliko aspekata


16

Operativna regulacija-OR

OR predstavlja regulaciju koja se provodi na vozilima i usaobraćajnom procesu u cilju postizanja:

Maksimalne bezbijednosti kretanja Maksimalne pouzdanosti Efikasnog korištenja sredstava i opreme

Ovo proizilazi iz slijedećih zahtjeva :

Sudari između vozila se moraju izbjeći Vozila se trebaju kretati što je brže moguće, moraju imati

najmanja kašnjenja odnosno stizanje na vrijeme

17

Ovi ciljevi su ponekad konfliktni, npr. vozila ne mogu putovatisuviše blizu jedno drugom bezbijedno, ako se radi o velikimbrzinama.

Pored bezbjednosti, pouzdanosti i brzine cilj je postićimaksimalno iskorištenost kapaciteta saobraćaja. Da bi se ovafunkcija obezbijedila potrebno je iskoristiti slijedeće parametre

Maksimalna opteretivost Maksimalna dozvoljena brzina Zadovoljenje reda vožnje Efikasno korištenje kapaciteta saobraćajnica


18

Šta se podrazumijeva pod pojmom OR?

Snimanje kretanja svih vozila i usmjeravanje njihovogkretanja prema odredištima (pozivima na moru iliaerodromima, mjestima utovara i istovara itd).

Odašiljanje informacija u operativne svrhe

Sredstva OR uključuju :

Pravila i propise Standardne operacione procedure Korištenje znakova, signala, snimaka i

izvještaja


19

Interni TV sistemi i računarski sistemi sa bazama podataka omogućuju:

Nadzor

Identifikaciju

Potpuno automatizovano regulisanje kompletnog sistema ili pojedinih njihovih dijelova

Pružane informacija potrebnih za donošenje odluka u svakom trenutku.


20

OR provodi se različito u različitim vidovima transporta i različitim saobraćajnim situacijama:

Privatni automobili podrvrgnuti su pravilima bezbjednosti putničkog saobraćaja, znakovima, svjetlosni signalima i nadzoru policije.

Kamioni i autobusi su pored toga pod kontrolom sopstvenog dispečera i supernadzora

Brodovi-znakovi plovidbe, svjetlosni signali, nadzor obalske straže i vlastitih dispečera

Avioni-dispečerske kompanije, osoblje kontrolnih tornjeva, svjetlosni znakovi, centri kontrole letenja.


21

Značaj komunikacija za regulaciju

Primitivni sistemi-običaji, pravila ponašnja, znakovi ili naredbe Moderni sistemi-odgovarajući sistem komunikacija

Telegraf a kasnije telefon bili su u početku dovoljni dok današnji TS zahtijevaju :

Složene telefonske sisteme Radio-komunikacijske sisteme TV signal Mikrotalasni prijenos

Osnovno korištenje komunikacija je za : dispečing, praćenje i usmjeravanje kretanja.

Centralni dispečeri su u kontaktu sa taksi automobilima, kamionimakoji su pod ugovorom, servisnim vozilima, trgovačkom monaricom iterminalima

Dispečer održava vezu sa svakim vozilom, prati njegovo kretanje iusmjerava ga ka navedenim zadacima

Primitivni sistemi-običaji, pravila ponašnja, znakovi ili naredbe Moderni sistemi-odgovarajući sistem komunikacija

Telegraf a kasnije telefon bili su u početku dovoljni dok današnji TS zahtijevaju :

Složene telefonske sisteme Radio-komunikacijske sisteme TV signal Mikrotalasni prijenos

Osnovno korištenje komunikacija je za : dispečing, praćenje i usmjeravanje kretanja.

Centralni dispečeri su u kontaktu sa taksi automobilima, kamionimakoji su pod ugovorom, servisnim vozilima, trgovačkom monaricom iterminalima

Dispečer održava vezu sa svakim vozilom, prati njegovo kretanje iusmjerava ga ka navedenim zadacima

22

International Organization for Standardization (ISO) jena bazi konsenzusa među razvijenim zemljama, kao izemljama u tranziciji koje imaju iskustvo u primjeni ITSizvršila standardizaciju 32 aplikacije ITS (NIR jepoddomena ITS-a) koje su podjeljene na grupe

1. Organizacija saobraćaja2. Informacije učesnicima u saobraćaju3. Vozilo4. Komercijalna vozila5. Javni transport6. Opasnost7. Elektronska naplata8. Sigurnost

NIR kao dio ITSNIR kao dio ITS--aa

23

ITSITS

1.Organizacija saobraćaja

1. Podrška planiranju transporta2. Regulacija saobraćaja3. Upravljanje procedurama u

slučaju nezgoda4. Definiranje transportne potražnje5. Podrška provođenju zakona6. Provođenje procedura održavanja

infra strukture

24

ITSITS

2.Informacije učesnicima u saobraćaju

7. Informacije prije otpočinjanja putovanja

8. Informacije vozaču tokom putovanja

9. Javne informacije tokom putovanja10. Servisi personalnih informacija11. Upute o ruti i navigacija

25

ITSITS

3. Vozilo 9. Povećanje vidnog polja10. Automatski pilot11. Izbjegavanje podužnih kolizija12. Izbjegavanje laterarnih kolizija13. Sigurnosna spremnost14. Predupređenje nesreće kod sudara

26

ITSITS

4.Komercijalna vozila

18. Davanje prioriteta komercijalnim vozilima

19. Administnriranje u saobraćaju komercijalnih vozila

20. Automatska inspekcija sigurnosti na putu

21. Monitoring sigurnosti na vozilu22. Upravljanje flotom kom. vozila

27

ITSITS5.Javni transport

23. Upravljanje javnim transportom24.Organizacija transporta prema zahtjevu25.Organizacija multimodulnog transporta

6.Opasnost 26. Ustanovljavanje opasnosti i osobna sigurnost

27.Organizacija vozila za potrebe opasnosti28.Opasni materijali i ustanovljavanje

incidenata

28

7.Javni transport

29. Elektronske finansijske transakcije

8.Sigurnost 30. Sigurnost javnog prijevoza31. Podizanje nivoa sigurnosti osjetljivih

korisnika32.Inteligentne raskrsnice

ITSITS

29

PLANIRANJE U NIRPLANIRANJE U NIR

Prisjetimo se arhitekture NIR-a

Centar za upravljanje tranzitom

Vozovi

Stanice vozova

Autobusi

Centar za upravljanje

saobraćejem

Centar za upravljanje u

slučaju opasnosti

Vozila

Policija

Signali

Detekcija

VMS

HAR

CCTV

Informacijske

platforme

30

PLANIRANJE U NIRPLANIRANJE U NIRSaobraćajni stručnjaci uključeni u projekte NIR mogu doći u pozicijuda rade s privatnim sektorom bez prethodnih iskustava. Privatnisektor (domaći i međunarodni) uključen je u razvoj NIR pošto NIRmogu kreirati tržišta, tražiti velika investiranja i često ovisiti opristupu transportnoj strukturi koja je pod državnom kontrolom.

Partnerstvo između državnog (javnog) i privatnog nosi potencijal zastvaranje kreativnog sinergizma između javnog sektora (koji štitijavni interes) i poduzetničkih inicijativa privatnog sektora.

NPR.: Distribucija informacija učesnicima u saobraćaju. Javnipartner preuzima odgovornost u davanju osnovnih informacija svimučesnicima pomoću VMS (eng. variabile message signs).Privatni partner želi da vozačima u vozilima opremljenimprijemnikom ponudi komercijalne informacije. Potrebno je izmeđuova dva zahtjeva postići balans.

31

Interfejs koji je doveo do revolucije u NIR je bila SINERGIJA "izmeđusilikona i asfalta" .

Kontinuirani razvitak NIR koncepata i tehnologije i praktička iskustvastečena u primjeni NIR učinili su da stručnjaci za NIR shvate kako jepažnju potrebno posvetiti novim dimenzijama interfejsa:

• Tehnički interfejs• Interdisciplinarni interfejs• Intermodalna interfejs• Internacionalni interfeje

Pojedine specifičnosti svakog od interfejsa ćemo objasniti na slijedećim slajdovima.

PLANIRANJE U NIRPLANIRANJE U NIR

32

TEHNIČKI INTERFEJSTEHNIČKI INTERFEJS

33

TEHNIČKI INTERFEJSTEHNIČKI INTERFEJS

Interfejsi između podsistema.

34

TEHNIČKI INTERFEJSTEHNIČKI INTERFEJS Brze promjene u industriji telekomunikacija (zbog tehnološkog razvoja i

deregulacije) omogućuju podizanje stupnja postojeće telekomunikacijske infrastrukture.

Kako bi se postigla mogućnost usuglašavanja rada različitih podsistema potrebno je uvesti nove tehničke standarde na interfejsima. Tako da je ovdje jako bitno objasniti neke od osnovnih standarda u NIR. To su :

AASHTO ITE SAE IEEE ASTM NEMA

35

StandardiStandardi

Razvoj inteligentnih transportnih sistema, odnosno NIR-a kao podsistemaITS-a je razvio potrebu za novim standardima i protokolima koji bi omogućiliinteroperatibilnost, kompaktibilnost i interpromjenjivost.

Interoperabilni standardi bi omogućili, npr., vozilima sa odgovarajućim radiouređajima da putuju po cijeloj zemlji i da putem transmisije podatakadobivaju informacije o zakrčenosti prometa i nezgodama.

Kompatibilnost bi omogučila da različiti uređaji komuniciraju preko istihkomunikacijskih medija bez ometanja jedan drugog.

Interpromjenjivost bi omogućila zamjenu kontrolora saobraćaja različitihproizvođača u okviru istog sistema saobraćajnih znakova.

36

StandardiStandardi

Mnoštvo novih uređaja i njihovi interfejsi moraju biti razvijani i povezaniu jednu cjelinu. Standardizacija će omogučiti implementaciju paketakorisničkih servisa koji na taj način formiraju :

Sisteme naprednog saobraćajnog upravljanja-IC management systems- ATMSs),

Sisteme naprednog informisanja putnika (Advanced traveler informationsystems - ATISs),

Sisteme naprednog javnog prijevoza (Advanced public transportationsystems - APTSs),

Komercijalne operacije u vozilu (Commercial vehicle operations - CVO),Sisteme naprednog ruralnog prijevoza (Advance rural transportationsystems - ARTSs)

Sisteme napredne kontrole vozila (Advanced vehicle control systems -AVCSs).

37

StandardiStandardi

Važnost standardizacije

Razvoj standarda će učiniti mogućim visok stepen integracije novihnaprednih sistema regulacije. Utemeljenje standarda će omogućitikorisnicima jednostavnije i jeftinije dograđivanje njihovih sistema kako novidijelovi postanu dostupni.

Razvoj nacionalnih standarda bi trebao popraviti prije svega dizajnproizvoda i performance, sigurnost, i pojednostaviti rukovanje i operacije.

Standardi bi također trebali povećati povjerenje korisnika zato što bi noviproizodi osigurali njihovu vrijednost i bili bi jeftiniji za nadograđivanje kakonovi “add-on” dijelovi budu dostupni.

38

StandardiStandardi

Standardi i protokoli

Standardi-prema Nacionalnoj Politici Standarda u Sjedinjenim AmeričkimDržavama iz 1979.godine., standardi se definišu kao propisani set pravila,uslova i zahtjeva koji se odnose na definisane termine i klasifikacijukomponenti, specifikaciju materijala, performanci i operacija te definisanjeprocedura ili mjerenje kvantiteta i kvaliteta u opisanim materijalima,proizvodima, sistemima i praksama.

Protokoli- protokol se definiše kao set pravila ili konvencija formulisanih zakontrolu razmjene podataka između dva entiteta koji žele da se povežu.Protokoli su potrebni kako bi se definisala razmjena kontrole nadinformacijama između korisnika uređaja i mreže. Osnovni elementiprotokola uključuju formate podataka i nivoe signala, koordinaciju kontroleinformacijama i upravljanje greškama, kao i tajming.

39

StandardiStandardi-- Kriteriji za standardizaciju :

Mogućnost proširenja: nisu zatvoreni-omogućuje nadograđivanje kako bi pratili stalnu evoluciju u transportu informacija i kontrole nad sistemom.

Interoperatibilnost: neovisna postrojenja-omogućava najvećim mogućim tržištima da se razvijaju.

Kompaktibilnost: bez preplitanja, miješanja-više uređaja u istom sistemu moraju biti u mogućnosti da operiraju bez uplitanja u operiranje drugih uređaja. Interpromjenjivost, zamjenjivost: neovisnost ponuđača- uređaji različitih ponuđača koji imaju iste funkcije mogu biti zamjenjeni.

Otvorenost: bez vlasništva- omogućuje brz napredak novih tehnologija i prihvatanje od strane korisnika istih.

40

Standardi Standardi

Razvoj standarda je bio bitan faktor u brzom razvoju novih proizvoda iservisa od strane svjetskih komjuterskih i telekomunikacijskih industrija uposljednjih nekoliko desetljeća. Postoje dva tipa organizacija za standarde:

one koje se baziraju na raspravljanju ione čiji standardi nastaju spontano.

Organizacija koja se bazira na raspravljanju je IntrernacionalnaTelekomunikacijska Unija (International Telecommunication Union - ITU),osnovana kao ogranak Internacionalne Telekomunikacijske Konvencije(International Telecommunications Convention - ITC). Ova organizacija kojaje osnovana u Ženevi djeluje kroz dvije tehničke organizacije –Internacionalni komitet za savjetovanje za telegraf i telefon (InternationalConsultative Committee for Telegraph and Telephone - CCITT) iInternacionalni komitet za savjetovanje za radio (International ConsultativeCommittee for Radio - CCIR).

41

Standardi Standardi Organizacija čiji standardi nastaju spontano, tj. kao logična posljedica, jeInternacionalna organizacija za standarde (International StandardsOrganization - ISO) i Internacionalna komisija za elektromehaniku(International Electromechanical Commission - IEC).

Ove organizacije, koje su također osnovane u Ženevi, rade u bliskojsaradnji sa CCITT i CCIR. Najviše industrijalizovane zemlje su članice ovihorganizacija i predstavljene su njihovim nacionalnim standardima,asocijacijama za trgovanje, profesionalnim asocijacijama i predstavnicimavlasti. Američki nacionalni institut za standarde (American NationalStandards Institute - ANSI) je član ISO-a, koji ima pravo glasa i predstavljaSAD u tom članstvu.

Tri najveća internacionalna tijela koja se aktivno bave ravojem standarda zakompjutere i komunikacije su ISO, Institut inženjera iz oblasti elektrike i

elektronike (Institute of Electrical and Electronic Engineers) - IEEE) i CCITT.

42

Standardi Standardi ISO i IEEE razvijaju standarde koje koriste proizvođači računara, dokCCITT razvija standarde za opremu za povezivanje za različite vrstenacionalnih i internacionalnih mreža.

Kako se povečavaju razlike između računarskih i telekomunikacijskihindustrija tako postaje neophodno da se povečava stepen koopercijeizmeđu ovih organizacija.

ISO, sa članstvom više od 90 država, je razvio više od 7500 standarda krozviše od 160 tehničkih komiteta. ISO standardi su namjenjeni širokojupotrebi kako bi se uklonile barijere u internacionalnoj trgovini.

ISO je formirao tehnički komitet (TC204) za Informatiku iz oblasti transportai sistema kontrole.

43

Standardi Standardi U okviru ISO TC204 djeluje 15 radnih grupa (working groups - WGs) kojese bave potrebama ITS-a za standardima. Neke od njih, koje se posebnoodnose na cestovni saobraćaj, su:

WG 8: Public Transportation/ Emergency WG 9: Integrated Transport Information Management and Control WG 10: Traveler Information Systems WG 11: Route Guidance and Navigation Systems WG 12: Parking Management/Off-Road Commercial WG 13: Man Machine Interface WG 14: Vehicle Control Systems with External Interfaces WG 15: Dedicated Short-Range Communications

44

Standardi Standardi

Važno je napomenuti da je oblast djelovanja navedenihorganizacija za standardizaciju veoma širok, i u okviru ovogakursa nemamo dovoljno vremena da zalazimo u dubinu.

Bitno je shvatiti važnost standardizacije zbog načina imogućnosti upravljanja saobraćajem sa aspekta da se ne desida se razvijao sistem koji nije standardiziran jer to možepredstavljati bacanje novca.

Sa druge strane može dovesti i do nekompaktibilnosti izmeđuinfrastrukture u koju je jako puno uloženo a da vozila nisu ustanju da prime niti jednu od odaslanih informacija.

45

PITANJA

1. Definirati transportni sistem.2. Opisati opšti dijagram Transportnog sistema koji je zadat sa:

46

PITANJA

3. Na osnovu čega se definiše kvalitet transportne usluge?4. Šta podrazumijeva Operativna regulacija?5. Objasniti važnost tehničkog interfejsa?6. Objasniti principijelni rad sistema koji je dat slijedećom slikom:

47

PITANJA

7. Šta je standrad a šta protokol?8. Koji su kriterijumi za standardizaciju?9. Ukratko objasniti važnost standardizacije?

Documents

Regulacija u saobracajnim procesima