Mihai Sorin Florin Diplomă Septembrie2015 [304089]
UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI
FACULTATEA DE TRANSPORTURI
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
Ș.l. Dr. Ing. Maria Claudia Surugiu
Absolvent: [anonimizat]
2015
Lista figurilor
Fig. 1. – I – Informații necesare operatorilor………………………………………………..7
Fig 2.1.-I – [anonimizat]……………………………….9
Figura 4.1. – I – Interdependența unor factori……………………………………………….22
Figura 4.1. – II – Model al arhitecturii ITS………………………………………………….24
Fig 4.1.-III. – Legăturile dintre entități………………………………………………………..25
Fig 4.2.1. – I. – Arhitectura ATMS…………………………………………………………….35
Figura 4.2.1.-II. – Arhitectura centrului de managemant al traficului……………..38
Figura 4.2.2.-1 – Sistemul CVO…………………………………………………………………41
Figura 4.2.5.-1 – Informarea călătorilor………………………………………………………43
Figura 4.2.5.-II – Prioritizarea transportului public………………………………………50
Fig. 4.3.2 – I – Troleibuz din Bucuresti………………………………………………………51
Fig. 4.3.2 – II – Arhitectura centrului de control………………………………………….53
Figura 5.3.1. – I – Senzor amplasat vertical…………………………………………………57
Figura 5.3.2. – I – Senzor amplasat orizontal……………………………………………….58
Figura 3.6.3.-1. – Microcomputerul DL-10B………………………………………………61
Figura 5.4.2. – I – PNC 1001…………………………………………………………………….62
Figura 5.4.2. – II– PNC 1001 componete……………………………………………………63
Figura 5.4.3.-I. – Senzor de direcție DA-20………………………………………………..64
Figura 6.2.2. – I – Schema bloc…………………………………………………………………67
Figura 6.2.2.1- I –[anonimizat]04…………………………………………………………..68
Figura 6.2.2.2-I – Arduino UNO………………………………………………………………69
Figura 6.2.2.2-II – Pinout Arduino UNO……………………………………………………70
Figura 6.2.2.3-I- Exemplu USB………………………………………………………………..71
Figura 6.2.2.3-II- Schema bloc a obținerii tensiunii de 5V …………………………..72
Figura 6.2.3.- I –Schema electrica……………………………………………………………..73
Figura 6.2.4.- I –Cablaj imprimat………………………………………………………………75
Lista tabelelor
Tabel 4.1. – I – Mijloace SIT asociate serviciilor de transport…………………….26
Tabel 4.2.1- 1- Tipuri de UTC folosite…………………………………………………….35
Tabel 6.4 – 1- Calculul fiabilitatii…………………………………………………………….78
Tabel 6.5 – 1- Calcul economic……………………………………………………………….79
Introducere
Transportul se referă la deplasarea de la un loc la altul a persoanelor precum și a bunurilor sau informațiilor. [anonimizat] "transportare", trans(peste) și portare (însemnând a purta sau a căra).
Transportul este o activitate care a apărut odată cu existența omului. Limitele fizice ale organismului uman în privința distanțelor ce puteau fi parcurse pe jos și a cantității de bunuri ce puteau fi transportate, au determinat, în timp, descoperirea unei game variate de căi și mijloace de transport.
Transporturile constituie una dintre cele mai importante componente ale vieții socio-economice. Când ne referim la transporturi trebuie sa abordăm acest concept din doua perspective:
sisteme
servicii
Prin intermediul sistemelor de transport, operatorii sau alte entitați economice prestează servicii de transport la cererea clienților. Clienții la randul lor pot fi persoane fizice (indivizi) sau persoane juridice. Serviciile de transport pot fi caracterizate prin faptul că sunt intangibile, iar calitate acestora nu poate fi determinată decat prin calitatea bazei tehnice cu care se realizează prestația (vehicule, infrastructură, confortul vehiculelor) și a efectelor prestației (călătorie confortabilă, fără riscuri, în timp scurt).
În ceea ce privește serviciile de transport, exista un concept ce definește foarte bine legatura dintre așteptarile clienților și prestație. Acest concept este nivelul serviciului (LoS – Level of Service).
Utilizarea strategică a informațiilor este esențială pentru furnizarea serviciilor de transport de calitate. Noile tehnologii completează metodele tradiționale de achiziție a datelor și procesarea acestora, oferind firmelor de transport informații mai exacte și mai complete.
Există patru parametrii de bază importanți pentru operatorii de transport public. Pentru a vă administra eficient parcul de mașini, trebuie să aveți informații cu privire la timp, spațiu, oameni și resurse:
Fig. 1. –I. – Informații necesare operatorilor
Resurse – Utilizarea resurselor nu include numai cheltuielile, dar și întreținerea. Mentenanța preventivă a echipamentelor și vehiculelor este adesea un instrument valoros pentru a evita reparații costisitoare ulterior
Timpul – Știind când sosesc sau pleacă vehiculele este esențial. După toate, șefii dumneavoastră depind de precizie pentru a nu pierde un autobuz sau să nu aștepte foarte mult timp. De asemenea, trebuie să știi cât de mult timp durează pentru a parcurge un traseu și dacă vehiculele vin mai devreme, la timp sau cu întârziere.
Oameni – Desigur, știind cât de mulți pasageri utilizează serviciul respectiv este o informație fără de care nu foarte multi operatori de trafic pot lucra. Pentru a obține subvenții sau pentru a justifica adăugarea sau reducerea serviciilor, aveți nevoie de justificare, cu ajutorul sistemului de numărare a persoanelor.
Spatiul – Cunoscând unde sunt autovehiculele este de asemenea esențial. Atunci când există congestii sau blocajele de trafic, trebuie să știți despre ele, astfel încât să puteți ajusta parametrii de timp.
Numărarea călatorilor este foarte utilă pentru studii mai ales atunci când aceasta este strâns legată atât de locație cât și de timp. Această cerință are implicații diferite pentru numărarea călătorilor, spre exemplu atunci când vine vorba de trenuri sau de autobuze.
Pentru pasagerii care folosesc trenul, este mult mai comodă urmărirea intrărilor și ieșirilor din stații, decât intrările și coborârile din vehicul, astfel agențiile trebuie să determine ce rute, linii și trenuri folosesc călătorii după ce intră în stație. În opoziție avem călătorii pe autobuze care sunt numărați, în general, în timp ce intră și/sau ies din vehicule, de aceea este necesară corelarea urcărilor pasagerilor cu zonele de îmbarcare și ieșirea din autobuz cu zonele de coborâre.
Prin contorizarea pasagerilor se determină numărul celor ce folosesc transportul public, într-un anumit interval de timp.
În momentul actual, la noi în tara, cea mai utilizată metodă de contorizare a pasagerilor este cea manuală, aceasta avand un grad ridicat de eroare.
În continuare, această lucrare analizează metodele și tehnologiile folosite pentru colectarea datelor în cadrul sistemului de numărare a călătorilor.
Transportul – noțiuni generale
Sistemele de transport
Sistemele de transport pot fi definite ca totalitatea mijloacelor și instalațiilor întrebuințate în vederea înlăturării distanțelor.
În compunerea și organizarea transporturilor intră elemente de ordin tehnic:
drumul
mijlocul de transport
forța de muncă a mijlocului de transport
Transporturile se pot clasifica astfel:
Din punctul de vedere al obiectului transportului:
transport de călători
transport de mărfuri
După mijloacele întrebuințate transporturile pot fi:
feroviare iv) aeriene
rutiere v) speciale
navale vi) combinate
Fig 2.1.-I – Rețeaua de transport – Elemente compunente
2.2. Cerințe impuse transporturilor
Siguranța circulației
Regularitatea circulației
Ritmicitatea transporturilor
Reducerea costurilor de transport
Reducerea duratei transportului
Confortul călătoriei
Integritatea cantitativă și calitativă a mărfurilor
Reducerea poluării mediului inconjurator
2.3. Indicatori ai activității de transport
Tone expediate – reprezintă cantitatea de mărfuri expediate de un punct oarecare de expediție, de o unitate oarecare de transport sau de întreaga rețea de transport.
Tone-nete-km – reprezintă cantitatea de lucru, de deplasare a mărfurilor. Indicatorul este produsul a doi factori: cantitatea de mărfuri expediate și distanța de transport.
Distanța medie de transport – reprezintă raportul dintre tonele-nete-km si tonele-nete expediate:
Capacitatea unitară a mijlocului de transport – reprezintă sarcina utilă nominală pe care o poate prelua mijlocul de transport.
Capacitatea de circulație – este un indicator care se referă la cale pe care circulă mijloacele de transport.
Productivitatea mijlocului de transport – reprezintă cantitatea de tone-nete-km realizate în unitatea de timp de fiecare tona capacitate a mijlocului de transport.
Consumul specific de combustibil sau energie electrica – reprezintă consumul de combustibil sau energie electrică raportat la energia dezvoltata în unitatea de timp sau la prestația efectuată. În primul caz este vorba despre consumul specific tehnic, iar in al doilea despre consumul specific de exploatare.
Costul – se exprimă in general pe unitate transportată (lei/tona-km sau lei/calator-km) si se calculează prin intermediul raportului dintre cheltuielile totale ale activitătii de transport, exprimate in lei, si prestaîia efectuată, exprimată in tone-nete-km sau calatori-km.
Caracteristicile transportului public
Definitii.
Prin noțiunea de transport, se ințelege activitatea de a deplasa bunuri sau persoane, conform necesitaților (dintr-un loc în altul, la un moment dat și într-un timp satisfăcător) și in condiții acceptabile ( de securitate si cost).
Transportul public de călăltori este un mod de transport conceput, gestionat și oferit in interiorul unui teritoriu urban de către o întreprindere specializată (numită ÎTC), care are ca mandat să satisfacă necesitațile de transport, oferind populației o alternativa fiabilă si economică față de celelate moduri de transport.
Întreprinderea de transport în comun (ÎTC), este un ansamblu de competențe si de resurse structurate, in vederea organizării si exploatării unei rețele de TC in scopul asigurarii unui serviciu, conform conditiilor stabilite de institutia publica care o coor-doneaza.
Producția unui ÎTC (care se masoară prin numărul de căl*Km transportați), diferă esențial de producția altor întreprinderi, prin faptul că nu poate fi diversificată si nu poate fi stocată.
Problemele de organizare, planificare și control sunt complexe, dar diferă foarte puțin de la o întreprindere la alta, deoarece în timp au devenit probleme clasice cu soluții standard.
Serviciu de transport public este un ansamblu de activitați in scopul de a satisface maximum posibil din nevoile de deplasare ale populației dintr-un teritoriu urban.
Un serviciu de transport public, trebuie sa asigure condiții (fiabilitate, cost si timp de deplasare) mai bune decât celelalte moduri de transport. Deservirea, reprezintă asigurarea acelor servicii care raspund la exigentele de calitate si cantitate ale clienților.
Cererea de transport public. Numărul total de persoane care utilizează transportul public, fie prin alegere, fie prin necesitate ( nu dispun de alte moduri de deplasare).
Cererea de transport poate avea o variație:
variatie sezonieră, pe baza căreia se elaboreaza programarea operațiilor pe perioade de 3-4 luni
variatie lunară, față de care se realizează previziunile de trafic si venituri
variatie saptamanală, care stabilește diferențele de serviciu oferit in zilele lucratoare sau de sfarsit de saptamana
variatie zilnică
Oferta de transport, reprezintă capacitatea de transport asigurată de o rețea de transport public pentru a face față cereriii de transport (strategie intensivă) sau pentru a stimula cererea de transport ( strategie extensivă).
Din punctul de vederea al călătorului (usagerului), oferta de transport este constituită din structura rețelei si din nivelul de serviciu.
Din punctul de vedere al întreprinderii, oferta de transport este constituită din prestația oferită si capacitatea de transport.
Echilibrul dintre cerere și ofertă, este asigurat prin activitatea de planificare tehnică si prin actiuni tip.
Usager (Călător). Reprezintă persoana fizică care utilizează un serviciu într-o perioadă de timp (în general în transportul public, cel puțin o dată pe saptamană).
Se utilizează și noțiunile:
usager ocazional, (sub 6 deplasări /saptamană)
usager regulat,( intre 7-12 deplasări /saptamană)
usager greu, ( peste 12 deplasări /saptamană)
usager captiv, pentru acea parte din usageri care nu au altă posibilitate de a se deplasa decât cu transportul public.
Călătorie- deplasarea unei persoane fizice(călător) între punctele de plecare și sosire.
Călător (Usager)- persoană fizică care utilizează un mijloc de transport pentru a efectua o călătorie sau o parte dintr-o călătorie.
Deplasare- (pentru persoane) – parte dintr-o călătorie care se realizează cu un mijloc de transport public.
Scop de deplasare-( motiv de deplasare), cauza principală pentru care o persoană se deplasează.
Pentru studiul deplasărilor, scopul deplasarii este principalul criteriu de grupare in scopul de a asigura credibilitatea si suficiența informațiilor necesare pentru analize de detaliu sau pentru previziuni de trafic.
Principalele grupe sunt:
Muncă (populatia activă deplasări profesionale);
Educație (deplasări la școala, universitate)
Distracții ( deplasări pentru recreație)
Cumpărături( deplasări ptr.aprovizionare, etc);
diverse (deplasări la administrație, poliție, poșta, spănătate, etc)
Mod de deplasare- Criteriu prin care deplasările sunt analizate în functie de mijlocul de deplasare:
individual ( pe jos sau cu un vehicul personal);
utilizand un mod de transport organizat ( in comun sau colectiv);
Retea de TC – ansamblu de locuri special amenajate, structurate, cunoscute și reglementate pentru a asigura un serviciu de TC.
Prin locuri amenajate se inteleg: liniile, stațiile si mijloacele de informare pentru călători.
Principalele caracteristici ale unei rețele de transport sunt:
structura spatială
structura temporală
densitatea
factorii de suprapunere si lungire (Raportul dintre lungimea tuturor liniilor si lungimea rețelei stradale; respectiv, Raportul dintre timpul real de deplasare si timpul minim posibil (daca deplasare s-ar face pe drumul minim).
Funcțional, reteaua de TC trebuie să asigure formarea, deplasarea si distribuția fluxurilor de călători.
Rețea maximală- rețea teoretica care ar asigura pentru toți călătorii un serviciu „din poartă in poartă”, corespunzator unui timp minim de călătorie, dar care ar impune un cost inacceptabil de mare pentru întreprindere;
Rețea minimală- formată numai din linii rentabile.O astfel de rețea ar asigura un profit întreprinderii dar nu poate să sadisfacă toate nevoile de deplasare ale populației.
Rețea optima.- retea teoretica, determinata pentru o perspectiva larga de 5-7 ani, care ar asigura un compromis intre cele doua extreme teoretice ( maximala si minimala). Exista tehnici speciale de calcul pentru determinarea unei retele optime.
Rețea de bază- rețea care cuprinde numai linii regulate;
Rețea secundară- care cuprinde numai „linii de vârf” sau „linii speciale”.
In cazul rețelelor deservite prin mijloace de transport de capacitați de transport diferite, rețeaua de baza este considerată ca fiind cea formată din liniile de mare capacitate ( metroul), restul rețelei fiind structurată ca o rețea secundară, ale carei linii se rabat spre stațiile retelei de bază.
Structura spatială. Calitate a unei rețele de transport, prin care se asigură o acoperire maxima, cat mai uniforma si coerentă a teritoriului.
Se disting.
Linii principale- care sunt dirijate cat mai direct posibil către centru teritoriului sau către principalele zone de destinație;
Linii secundare pentru restul relațiilor de trafic sau pentru asigurarea corespondențelor.
Structura temporală. Este structura care asigura unei rețele de transport, calitatea de a se adapta prin numărul de linii si prin nivelul de serviciu (intervalul de urmărire), la variația cererii ( de a acoperi in timp necesitățile de deplasare ale populației). Prin aceasta calitate, structura temporală maximizează eficiența operațiilor.
Se disting:
Linii regulate- care funcționează 7 zile pe saptamana si formeaza REȚEAUA DE BAZĂ
Linii de vârf- care funcționează numai la ore de vârf din zilele lucrătoare
Linii speciale, care funcționează pe perioade foarte scurte sau către destinații speciale.
Linie – unitatea de bază care stă la bază organizării unui serviciu de transport public.
Principalele componente ale unei linii sunt:
traseul
orarul
stațiile
mijloacele de informare pentru călători.
Din punct de vedere al organizării se disting:
Linie scurtă
Linie expres
Linie specială
Din punct de vedere al structurii spatiale se disting:
linie principală
linie secundară
Din punct de vedre al structurii temporale se disting:
linie regulata;
linie de virf.
Cursa- parcursul de către un vehicul a unui singur sens din traseul unei linii.
Stație- punct de oprire prevăzut pe traseul unei linii și amenajat special pentru urcarea și coborârea călătorilor. Oprirea vehiculelor în stații poate fi obligatorie, fie optională ( la cererea unui pasager sau la prezenta unui pasager in statie);
La amplasare stațiilor trebuie sa se tina seama de :
punctele la care călătorii au un acces ușor
posibilitatea de amenajare speciala pentru confortul călătorilor in așteptare
minimizarea conflictelor cu circulația generală
Interstație – distanța dintre două stații succesive.
Distanța medie intre stații trebuie să facă obiectul unei optimizări la nivelul fiecărei linii, avand ca scop minimizarea timpului total de călătorie al tuturor călătorilor.
Punct de control. Stație pentru care sunt calculați timpii de trecere ( menționați în orare) pentru a usigura respectarea timpului total de parcurs de către conducătorii mijloacelor de transport.
Punctele de control sunt obligatorii in stațiile in care:
se produc rupturi de sarcină
care delimitează tronsoane sau condiții de circulație diferite
Portiunea intre două puncte de control se numește „Tronson” si are, in general aceleași condiții de circulație pe toată lungimea lui.
Punct de schimb. Cap de linie sau punct de control in care un șofer, care iși termină timpul de lucru poate fi inlocuit de un altul, vehiculul rămânând insă in serviciu.
Cap de linie. Punct extrem al traseului unei linii in care:
se asigură șoferilor un timp minim de staționare;
se afisează informațiile necesare pentru călători.
Stație Terminus. Dotările dintru cap de linie terminus sunt următoarele :
converg mai multe linii (fiind considerat și dotat cu un punct de corespondentă asigurată
in afara peroanelor de urcare/coborare a călătorilor sunt amenajate si spații speciale pentru staționarea vehiculelor în așteptare sau in rezervă
este organizat un sistem de informare si deservire ( vânzare de titluri de transport, harți, etc) a călătorilor;
Rotația vehiculelor – numărul de vehicule ce pot ocupa un spațiu de parcare într-o unitate de timp ( în general o ora).
Factorul de rotație este elementul principal în dimensionarea parkingului necesar vehiculelor în așteptare și se calculează în funcție de timpii de stationare, de timpii de intrare si de iesire.
Timp de parcurs – timpul total necesar pentru parcurgerea unui traseu dus-intors (voiaj).
Se calculeaza ca fiind suma intre timpul liber, timpul suplimentar si timpul de stationare.
Tparcurs = Tliber+Tsupl + Tstaționare
Timpul liber: timpul necesar pentru parcurgerea unui traseu (voiaj) făra nici o altă restricție decât cele impuse de condițiile normale de circulație;
Timpul suplimentar: Timpul necesar pentru oprirea in stații compus din:
Timpul de urcare si timpul de coborâre al călătorilor
Timpul de frânare si timpul de accelerare;
Timpul de staționare: Perioada de timp intre sosirea și plecarea unui vehicul de la un cap de linie prevăzuta pentru a asigura:
regularizarea orarului în caz de condiții de circulație dificile;
timp de odihnă sau schimb pentru șoferi;
optimizarea operațiilor pentru trecerea unui vehicul de pe o linie pe alta.
Viteza de exploatare(VEXP), ține seama de timpul de deplasare pe traseu și de durata opririlor in punctele terminus ale liniei:
Viteza comercială (VCOM), ține seama nu numai de timpul efectiv de parcurs pe traseu, dar și de durata opririi in stații si a opririlor la intersecții dirijate sau în alte puncte.
Viteza comerciala este un indicator care caracterizează timpul petrecut (pierdut) de călător in mijlocul de transport respectiv, adica este timpul care îl privește direct pe călător.
Caracteristicile transportului de călători
Transportul urban și în special componenta sa principală, transportul în comun de călători (transport public de călători), constituie una din cele mai importante funcții ale orașului, care asigură unitatea și coerența tuturor activităților sale și poate fi considerat “baro-metrul” nivelului de dezvoltare al urbei, fiind o parte intrisecă a civi-lizatiei, a omului modern.
Transportul public de călători trebuie privit în contextul dezvoltării generale a orașului, al importanței sale politice și sociale, determinante in acest caz fiind:
întinderea teritoriului servit
numarul locuitorilor orașului
volumul cererii de transport
specificul variației cererii de transport (schimburi, vârfuri, etc).
Caracteristica de bază a transportului în comun, este aceea că:
se desfasoară într-un cadru bine organizat
pe trasee fixe
cu grafice de mers
cu tarife prestabilite
Transportul de pesoane, este caracterizat prin faptul că :
trebuie să se realizeze în momentul cererii
trebuie să fie organizat în asa fel încat să asigure preluarea sarcinii de transport in orice condiții, cu un grad ridicat de confort si siguranță.
Scopul sistemelor de transport public, este acela de a satisface cerințele de deplasare (călătoriile) în teritoriu ale locuitorilor, atat în in zonele caracterizate printr-o mare densitatea a populației (locuințele), cât și în cele comerciale și de agrement.
Calitatea unei calatorii depinde de o multitudine de factori, esentiali fiind:
siguranta;
confortul;
regularitatea;
ritmicitatea.
Scopul specific pentru un transport în comun de călători convenabil, poate include:
– asigurarea unei capacitați de transport suficiente
– accesibilitate usoară
– timp minim de deplasare ( de la origine la destinație)
– siguranța realizarii prestației pe orice fel de vreme
– confort acceptabil
– minim de efecte negative pentru locuitori si protecția mediului inconjurator
– toate la un pret posibil de suportat de marele public
Transportul public într-un mare oraș, este complex și se desfasoară în condiții caracterizate prin:
– solicitări de scurtă durată
– grad de incărcare variabil în timp si spațiu
– necesitatea incadrării în traficul rutier general
– trecerea prin numeroase puncte de conflict
– apariția unor factori perturbatori independenți de organizarea sa
În aceste condiții este de reținut că, transportul urban este o rezultanta a dezvoltării economice, sociale și politice a orașului, având rolul de a raspunde necesitaților impuse de obiectivele finale ale comunitații servite.
Rețeaua de transport public, trebuie să fie:
– coerenta și judicios distribuită în teritoriu, pentru a mari puterea de atragere a forței de muncă spre activitațile economice și administrative, domiciliul devenind în acest fel indiferent și independent de locul de munca.
– structura programelor de circulașie și modul de repartizare a capacitații de transport oferite, trebuie să țină cont în cel mai înalt grad de cererea de transport.
Cererea de transport nu este uniformă, prezentând vârfuri produse de transportul profesional, numărul maxim de vehicule fiind dat de vârful de dimineata.
În aceste perioade scurte de vârf (5:30- 8:30 și 12:30- 18:00), transportul urban trebuie să pună la dispoziție vehicule suficiente și personal de bord aferent execuției.
In aceste situații, deobicei se incearcă aplatizarea vârfurilor cererii de transport, eșalonând orele de începere și terminare a programului la principalele unitați economice (care au număr mare de muncitori).
Transportul de călători are la baza o serie de factori stimulatori ca:
dezvoltarea economică
creșterea venitului national și într-o anumită masură și individual
structura profesională
creșterea fondului de timp liber al oamenilor
existența numărului de someri
distribuția în spațiu a populației
dezvoltarea zonelor urbane
dezvoltarea și construirea de noi zone de locuit(cartiere)
Transportul de calatori, are si factori inhibatori, cum sunt:
– creșterea numărului de pensionari ( populație inactivă);
– scăderea numărului de locuitori ai orașului;
– activitate scăzută în unele sectoare ( construcții, agricultura, etc.)
4. Sisteme inteligente pentru transport
4.1. ITS – noțiuni introductive
Pentru a reduce numeroasele probleme apărute prin dezvoltarea sectorului rutier (poluare, diminuarea siguranței și securității, congestionarea rutelor, etc.) Comisia Europeană a încurajat modernizarea serviciilor de transport prin introducerea Sistemelor Inteligente de Transport. Încă din anii 2001-2002 în Planurile de Acțiune eEurope și eEurope+ (destinate țărilor în curs de dezvoltare), Comisia Europeană a inclus acțiuni speciale dedicate transportului inteligent. In prezent, sistemele de transport inteligente (ITS) sunt într-o dezvoltare continuă având ca priorități principale reducerea congestiei traficului și asigurarea mobilității durabile a cetățenilor și a mărfurilor.
Mediul urban în care populatia locuieste, activeaza, se instruieste, îsi întretine, dezvolta sau reface capacitatea de actiune, este limitat la dimensiunile spatiului urban care trebuie distribuit echitabil între toate formele de existenta mentionate,rezervându-se, totodata, si o cota necesara satisfacerii cerintelor de comunicare si deplasare între diferitele arii care se constituie în spatiul rutier urban.
Cresterea spectaculoasa a traficului rutier care însoteste dezvoltarea activitatilor urbane nu poate fi satisfacuta de o crestere corespunzatoare a spatiului rutier. Pentru aceasta. În toate mediile economice dezvoltate s-au încercat solutii de descongestionare,orientate pe doua directii:
ameliorarea amenajarii spatiului rutier pentru cresterea gradului de utilizare si de îmbunatatire a caracteristicilor si parametrilor ce favorizeaza cresterea traficului;
îmbunatatirea indicilor de utilizare a spatiului concomitent cu îmbunatatirea parametrilor de desfasurare a traficului prin control si monitorizare.
Figura 4.1. – I – Interdependența unor factori
Pentru a intelege mai bine necesitatea realizarii de sisteme inteligente mereu mai eficiente trebuie inteleasa mai intai cauza ce produce aceasta problematica ce necesita o permanenta urmarire in vederea crearii de solutii optimizate si adaptate contextului economic.
Complexitatea Sistemelor Inteligente de Transport generează nevoia definirii și realizării unei Arhitecturi ITS. Complexitatea acestor sisteme poate fi privită din mai multe puncte de vedere, astfel:
existența activităților multidisciplinare: software, electronică, inginerie de trafic, comunicații, tehnologia informației etc;
sistemele ITS sunt sisteme integrate (sisteme mari, cu număr mare de componente), astfel încât, sistemul integrat, ca întreg, să reprezinte mai mult decât suma elementelor componente;
implicarea diverșilor producători/tehnologii la construire a sistemelor integrate.
există multe relații de cooperare între numeroșii participanți la astfel de sisteme care doresc dezvoltarea de astfel de sisteme – autorități locale, operatori de infrastructură.
interese comerciale de natură diferită: servicii publice și servicii comerciale.
Obiectivele definirii și dezvoltării Arhitecturii Sistemelor Inteligente de Transport pot fi grupate în două mari categorii:
să faciliteze înțelegerea atât a problemei cât și a soluțiilor sale:
să fie capabilă să prezinte întregul (Sistemul Inteligent De Transport) ca fiind mai mult decât suma părților componente;
să satisfacă aspirațiile participanților la dezvoltarea de astfel de sisteme;
să furnizeze o bază stabilă de proiectare și dezvoltare pentru sistemele ITS, care să poată fi realizate și care să poată lucra pentru satisfacerea aspirațiilor celor implicați în dezvoltarea unor astfel de sisteme.
Arhitectura ITS definește diferite puncte de vedere asupra unui sistem (aceste puncte de vedere au fost denumite inițial arhitecturi, ca exemplu: arhitectura funcțională, arhitectura fizică etc., dar pentru evitarea confuziilor s-a recurs la denumirea de punct de vedere ca parte componentă a arhitecturii). Aceste puncte de vedere sunt următoarele:
Un model general – care descrie modul în care lucrează un anumit sistem/subsistem.
Un punct de vedere organizațional – care descrie responsabilitățile, părților implicate în dezvoltarea ITS, asupra bunei funcționări a sistemului, subsistemelor sau componentelor.
Un punct de vedere funcțional– care descrie procesele cerute sistemului sau funcțiile acestuia.
Un punct de vedere comunicațional – care descrie legăturile între entitățile fizice în care sunt localizate procesele.
Un punct de vedere fizic – care descrie punctele în care sunt localizate procesele (sau funcțiile), respectiv entitățile fizice care oferă acele funcții.
Arhitectura ITS specifică schimbul de informații și managementul controlului pe diferite niveluri, așa cum este prezentat în figura de mai jos.
Figura 4.1. – II – Model al arhitecturii ITS
Nivelurile superioare (nivelurile 2 și 3), care sunt orientate spre organizarea sistemului, iar nivelurile inferioare sunt orientate spre proiectarea și ingineria detaliată a sistemului.
Primul pas în elaborarea arhitecturii ITS este selectarea și acordarea de priorități serviciilor utilizator. În procesul de dezvoltare a arhitecturii trebuie să fie implicați, pe bază de consens, toți utilizatorii, furnizorii de servicii, utilizatorii de servicii și alte grupuri de agenți economici țintă, ceea ce este foarte important pentru dezvoltarea și operarea cu succes pe termen lung a sistemelor de tip ITS.
Consensul este orientat spre determinarea cerințelor funcționale și specificarea unui concept de operare, care descrie cine furnizează și cine primește un anumit serviciu/anumite servicii ITS, precum și relațiile sau interacțiunile dintre furnizori, în scopul sprijinirii livrării serviciului.
Din momentul în care au fost alese serviciile ITS, soluția de operare poate fi specificată până la cel mai mic detaliu, luând în considerare responsabilitățile privind furnizarea acestor servicii.
Figura 4.1.-III. prezintă legăturile dintre entitățile aflate în interacțiune. Sunt evidențiate două sisteme avansate de management al traficului, unul pentru autostrăzi, iar celălalt pentru traficul urban.
Fig 4.1.-III. – Legăturile dintre entități.
Viitorul Sistemelor Inteligente de Transport este promițător. În prezent Sistemul Inteligent de Transport însuși este considerat ceva care are o deschidere în viitor. Deja sunt abordate sisteme, produse și servicii reale. Dezvoltarea pe scară largă a acestor tehnologii reprezintă o adevărată revoluție în modul în care națiunile gândesc asupra transportului. Multe aspecte ale vieții au devenit mult mai plăcute și productive prin utilizarea tehnologiilor avansate.
Deși multe din tehnologii au fost dezvoltate pentru domeniul rutier, Sistemul Inteligent de Transport crează multe discipline și este o umbrelă care acoperă o gamă largă a sistemului de transport.
Instrumentele oferite de sistemele ITS, denumite și ”Telematici în Transport”, se bazează pe 3 caracteristici:
Informația;
Comunicațiile;
Integrarea.
Aceste caracteristici ajută operatorii și călătorii să ia decizii mai bune și mai coordonate. Au rolul de a economisi timp, bani și vieți omenești, pentru îmbunătățirea calitații vieții și mediului și pentru a crește productivitatea activităților comerciale. Obiectivele amintite sunt comune tuturor regiunilor lumii, prioritatea lor putând varia.
Tabel 4.1. – I – Mijloace SIT asociate serviciilor de transport
4.1.1. Beneficiile Sistemelor Inteligente de Transport
Principalele beneficii ale tehnologiei Sistemelor Inteligente de Transport sunt următoarele:
Reducerea accidentelor;
Sprijinirea deblocării congestionării;
Salvarea oamenilor;
Siguranța;
Productivitate;
Diminuarea duratei călătoriei și a planificării călătoriei;
Reducerea unora din efectele transportului asupra mediului;
Economisirea de timp și bani fiind impactate productivitatea și eficiența operațională
Sistemul Inteligent de Transport a demonstrat că este calea spre îmbunătățirea facilităților de transport și funcțiilor pentru viitor.
Sistemele Inteligente de Transport contribuie la reducerea numărului de accidente, a severității accidentelor și a timpului consumat pentru serviciile de urgență. Multe aplicații orientate spre reducerea accidentelor se referă la managementul vitezei (atenționări, anunțarea conducătorului vehiculului, control) monitorizarea conducătorului vehiculului și vehiculului. Unele aplicații care au impact asupra reducerii accidentelor sunt următoarele:
Control automat al traficului pentru toți factorii care se află în mișcare;
Impunerea respectării vitezei și semnalului de trafic prin intermediul sistemelor cu cameră video;
Control pentru adaptarea vitezei pentru fluența traficului;
Sisteme de detectare a incidentelor;
Sisteme de avertizare;
Sistem anticoliziune;
Sisteme îmbunătățite de vizualizare;
Timp de răspuns mai rapid în caz de urgență;
Variatiile meteorologice ;
Sistemele Inteligente de Transport pot avea un impact pozitiv în ceea ce privește reducerea costurilor de operare și permit creșterea productivității. Reducerea costurilor prezintă interes pentru toți actorii implicați în domeniul transporturilor, beneficiile fiind mult mai evidente pentru operatorii flotelor de vehicule și a infrastructurii autostrăzilor. Unele Sisteme Inteligente de Transport cu impact asupra productivității și eficienței în operare sunt următoarele:
Monitorizarea conducătorului de vehicul;
Localizarea automată a vehiculelor (AVL – Automatic Vehicle Location);
Managementul flotei de vehicule;
Dispecerizarea asistată de calculator;
Urmărirea automată a încărcăturii / mărfii / bunurilor (operații de livrare la timp);
Colectarea electronică a taxelor.
Factorii de confort
Este important ca utilizatorii Sistemelor Inteligente de Transport să se simtă confortabil, încrezători și în siguranță în această funcționalitate a sistemului. Serviciile Sistemelor Inteligente de Transport furnizează informații privind condițiile de călătorie precum sunt cele referitoare la condițiile meteorologice, informații care la rândul lor reduc stresul conducătorului vehiculului. Sistemele Inteligente de Transport furnizează pentru utilizatorii transportului public o atenționare asupra întârzierilor și informații în timp real asupra serviciilor alternative astfel încât călătoria să poată continuă cu întreruperi și inconveniențe minime. Serviciile Sistemelor Inteligente de Transport care au impact important asupra comfortului sunt următoarele:
Informații în timp real asupra traficului;
Informare în timp real în transportul public;
Ghidarea dinamică a rutei;
Urmărirea vehiculului;
Sisteme de plată prin cartele inteligente
Siguranța
Cel mai important beneficiu al Sistemelor Inteligente de Transport este fără îndoială creșterea siguranței vehiculelor și a drumurilor. Progresele tehnologiei Sistemelor Inteligente de Transport au determinat o reducere a numărului total de accidente pe drum. La bordul vehiculului, sisteme de susținere active cum sunt sporirea ariei de vizibilitate, păstrarea benzii de circulație, evitarea coliziunilor și monitoare de alertă au diminuat erorile și oboseala conducătorului de vehicul. Efectele ulterioare ale posibilelor accidente de drum au fost diminuate de prezența în vehicul a sistemelor automate de apel în caz de urgență. Toate acestea oferă conducătorului de vehicul un plus de încredere și siguranță indiferent care ar fi condițiile de călătorie.
Două măsuri obișnuite pentru îmbunătățirea siguranței sunt reducerea procentuală a accidentelor și reducerea procentuală a timpului de răspuns pentru ajutor.
Reducerea procentuală a timpului de răspuns pentru ajutor nu este același lucru cu reducerea dezastrelor deoarece relațiile dintre ele depind de o mulțime de factori.
Eficiență
Sistemele Inteligente de Transport pot avea un impact extraordinar în toate etapele unei călătorii privind timpul cerut. Cantitatea mare de informații disponibilă pentru a asigura planificarea unei călătorii bine informate reduce în mare măsură timpul pierdut. De exemplu, informația obținută înaintea călătoriei permite o planificare precisă a celor mai eficiente și eficace rute precum și selectarea corespunzătoare în timp real a opțiunilor de itinerarii de transport public. Informația obținută în timpul călătoriei precum datele în timp real privind traficul și momentele sosirii / plecării, măresc viteza de realizare a călătoriei și diminuează timpul de așteptare în transportul public.
|n plus, conducătorul vehiculului beneficiază prin utilizarea Sistemelor Inteligente de Transport în infrastructură care permit plătirea rapidă (automată) a taxei, precum și din folosirea indicatoarelor cu mesaje variabile, măsurării pantelor care îi avertizează asupra potențialelor căderi de teren sau le sugerează rute alternative. Operatorii de flote de vehicule pot utiliza Sistemele Inteligente de Transport pentru înlănțuirea momentelor de livrare prin utilizarea sistemelor de urmărire, sistemelor de determinare a rutei, sistemului de cântărire electronică în mișcare și a tahografului digital.
|n actuala lume în continuă agitație, timpul înseamnă bani, astfel că indicarea în mod clar a beneficiilor Sistemelor Inteligente de Transport va determina salvarea de bani atât pentru cei implicați în afaceri cât și pentru indivizi.
Reducerea duratei călătoriei și a întârzierilor înseamnă micșorarea timpului pierdut, ceea ce înseamnă creșterea eficienței. Creșterea eficienței este un scop major al tuturor programelor naționale ale Sistemelor Inteligente de Transport. Beneficiul eficienței pentru călători depinde de un număr de factori. Beneficiul referitor la călătoriile lungi este mult mai semnificativ atât în termeni absoluți cât și în termeni relativi decât beneficiul referitor la călătoriile scurte. Pietonii pot beneficia prin reducerea timpului pierdut așteptând la intersecțiile de drumuri, printr-un control inteligent al semnalizării.
Pentru administratorii drumurilor și pentru operatorii acestora produsele și serviciile Sistemelor Inteligente de Transport pot mări eficiența prin modul cum ele caută să optimizeze utilizarea facilităților existente și drepturilor oferite. |n plus, necesitățile privind mobilitatea și comerțul pot fi îndeplinite prin reducerea necesității de a construi facilități noi sau extinderea celor existente și prin mărirea numărului de persoane, a numărului de vehicule sau a cantității de bunuri care se deplasează în unitatea de timp odată cu întreținerea și îmbunătățirea nivelului serviciilor.
Se speră ca sistemele de control îmbunătățit al vehiculului (sistemele de evitare a ciocnirilor) să determine mărirea deplasărilor în unitatea de timp prin reducerea intervalului de timp cerut și, indirect, să poată sprijini mărirea deplasărilor prin reducerea numărului de incidente.
4.1.2. Conceptele ITS
Elementele esențiale pentru implementarea cu succes a ITS sunt planificarea riguroasă, comunicații bune și o coordonare eficace între părțile interesate.
4.1.2.1. Conceptele funcționale
Conceptele ITS au fost împărțite în următoarele 3 categorii:
Coordonare: Acele concepte propuse sau implementate de operatori sau acelea care sunt funcțiile primare ale unei agenții de trafic sau ale altei agenții.
Implementare: Acele concepte pentru implementare cu cel mai mare potențial pentru plată.
Monitorizare: Acele concepte care pot fi implementate după perioada de timp sau pot fi implementate mai devreme dacă tehnologia se modifică rapid de la o tehnologie mai puțin matură la una matură.
Conceptele referitoare la implementare au fost structurate în următoarele 4 domenii funcționale:
Plată electronică;
Siguranță și securitate;
Informații privind călătoria;
Operații.
4.1.2.2 Concepte referitoare la coordonare
Aceste concepte ITS sunt adesea de natură intermodală și necesită coordonarea cu operatorul de tranzit proiectat. Conceptele ITS referitoare la coordonare nu au o așa de mare prioritate ca cele recomandate pentru implementare.
4.1.2.3. Conceptele referitoare la informarea călătorului
Conceptele referitoare la informarea călătorului furnizează informații în timp real de planificare a vehiculului în punctele de transport și informații în timp real privind ocuparea locurilor în parcări. Ele furnizează la bordul vehiculului pentru pasageri informații privind localizarea următoarei opriri.
Urmărirea vehiculelor de transport furnizează localizarea în timp real a acestora pentru tehnologiile de informare privind transportul. Aceste concepte măresc încrederea consumatorilor, economisesc timpul pasagerilor, înlătură incertitudinea și anxietatea, ajută călătorii să ia decizii inteligente. Fiecare din conceptele referitoare la informațiile privind călătorul este prezentat în continuare.
Urmărirea vehiculului de transport
Urmărirea vehiculului de transport care se referă la funcțiile de localizare automată a vehiculului (AVL – Automatic Vehicle Location) și dispecerizare asistată de calculator (CAD – Computer-Aided Dispatching) furnizează informații în timp real privind localizarea pentru respectarea graficului de planificare, dispecerizare și informare a călătorului. Adesea sunt integrate cu sistemele de urmărire a vehiculelor de transport interfețele altor aplicații ITS. Aceste aplicații se referă la introducerea de alarme silențioase pentru anunțarea dispecerilor privind cazurile de urgență, echipamente de verificare ale motorului mașinii pentru informarea (alertarea) conducătorului vehiculului și dispecerilor asupra potențialelor probleme privind funcționarea motorului, contoare pentru numărarea automată a călătorilor (APC – Automatic Passenger Counters) și sisteme de informare în vehicul a călătorilor (anunțarea automată a următoarei opriri).
Informare pentru ușurarea parcării
Acest concept furnizează în timp real informații privind disponibilitatea parcării și ghidează navigarea spre locurile de parcare și garaje. Informația este furnizată în general prin indicatoare cu mesaje dinamice (DMS – Dynamic Message Signs) situate în vecinătatea parcărilor sau în parcări. Semnalizarea poate specifica numărul de locuri de parcare sau dacă parcarea este sau nu complet ocupată. De asemenea, semnalizarea poate direcționa conducătorul de vehicul spre locul de parcare și spre zona libera din parcare. Semnalizarea poate fi localizată pe arterele de circulație, în vecinătatea locurilor libere de lângă parcări, la intrarea în parcări sau în interiorul acestora.
Informarea călătorului lângă marginea drumului / în stații
Acest concept furnizează informații în timp real privind sosirea / plecarea în opririle de tranzit și platformele stațiilor. Informația poate fi afișată pe monitoare sau prin indicatoare (DMS – Dynamic Message Signs / Indicatoare de mesaje dinamice). Informația afișată pe indicatoare poate fi anunțată simultan printr-un sistem integrat care se adresează publicului dintr-o stație sau prin anunțuri vocale efectuate de anumite persoane.
Informarea călătorului în vehicul
Un sistem de informare a călătorului în vehicul furnizează automat anunțuri vizuale și audio în interiorul vehiculului de transport. Informațiile furnizate în general se referă la oprirea următoare, principalele intersecții de străzi, punctele de transfer și informații referitoare la regiunea traversată. Informații suplimentare precum anunțuri și reclame referitoare la servicii publice pot fi furnizate în momente diferite.
4.1.2.3. Concepte referitoare la implementare
Conceptele referitoare la implementare sunt grupate în 5 categorii:
Informații privind călătoria;
Electronică;
Plată;
Siguranță și securitate
4.1.2.4. Conceptul de plată electronică
Conceptele de plată electronică recomandate pentru implementare de către proiectul Corridor permit călătorilor să plătească costul biletelor de transport, taxa de parcare și taxele de drum prin mijloace electronice (de exemplu, cartele cu bandă magnetică, cartele inteligente. Conceptele pot fi integrate într-un sistem universal și clientul poate să primească un cont. Conceptele privind plata electronică măresc încrederea clientului permit economisirea de bani pentru client și agențiile de transport și a timpului pentru clienți. Colectarea coordonată a taxelor în mod electronic, plata electronică a biletelor de transport și plata electronică a parcării vor fi furnizate prin primul sistem (Corridor) multimodal integrat de plată electronică.
Plata electronică a biletelor de transport
Acest concept furnizează mijloace electronice de colectare și prelucrare a plăților efectuate pentru cumpărarea biletelor de transport. Clientul utilizează o cartelă inteligentă sau o cartelă cu bandă magnetică în locul jetoanelor sau banilor (cash) pentru a plăti călătoria. Sistemul de plată electronică a biletului de transport poate fi legat de sistemul de urmărire a vehiculelor de transport pentru colectarea costului biletului de transport bazat pe distanță.
Plata electronică a parcării
Acest concept colectează electronic taxele de parcare și detectează și acționează asupra celor care nu au efectuat plata. Plata poate fi făcută utilizând o cartelă de credit sau de debit sau un echipament montat pe vehicul.
4.1.2.5. Conceptele privind siguranța și securitatea
Conceptele privind siguranța și securitatea permit supravegherea vehiculelor pe parcursul transportului, în stațiile de tranzit, în momentul opririi și în parcare. Pachetele referitoare la siguranță și securitate detectează actele de vandalism și alte activități criminale. Aceasta crează un mediu de siguranță pentru protejarea transportului și reduce costurile de întreținere datorate actelor de vandalism. Conceptele privind siguranța și securitatea sunt prezentate în continuare.
Securitatea transportului la bord
Securitatea transportului la bord asigură monitorizarea video a mediului de siguranță a pasagerilor la bordul vehiculului în momentul transportului. Imagini video pot fi înregistrate și ulterior examinate sau pot fi transmise în timp real prin sistemul de comunicare al vehiculului la un operator central. Adesea este prevăzută o legătură directă privind această facilitate către autorități (organismele responsabile în domeniul transportului sau circulației). Sistemul de securitate a transportului la bord de obicei este legat de sistemul de urmărire a vehiculului în timpul transportului.
Securitatea transportului
Securitatea transportului permite monitorizarea video de la distanță în timp real și înregistrarea mediului de siguranță a pasagerilor în opririle efectuate pe parcursul transportului și în stații. Permite pasagerilor să solicite asistență printr-un sistem de comunicare în două direcții în caz de urgență. O legătură directă este adesea prevăzută pentru autorități.
4.1.2.6. Conceptele privind acțiunile de operare
Conceptele privind acțiunile de operare îmbunătățesc acțiunile de operare și întreținere ale sistemelor de transport. Ele controlează accesul la și poziționarea automată în stațiile de autobuze, troleibuze, tramvaie, monitorizează mecanismele vehiculului și administrează întreținerea, stabilesc prioritatea pentru autobuze la semnalele de trafic și asistă poliția de transport în dispecerizare. Pe scurt conceptele referitoare la operare îmbunătățesc timpii de transport prin reducerea timpului parcurs între stații și a întârzierilor datorate semnalelor de trafic, îmbunătățirea fiabilității echipamentelor și reducerea numărului de întârzieri datorate defectării echipamentelor precum și prin îmbunătățirea timpului de răspuns în caz de urgență. Fiecare din aceste concepte sunt prezentate în continuare.
4.2. Sisteme inteligente de transport – tipuri
Sistemele inteligente de transport pot fi structurate și ierarhizate în raport cu complexitatea funcțională și zona de acoperire.
Sistemele simple se află la baza ierarhiei structurale și ele asistă activități exprimate prin funcții simple. Sistemele construite prin integrarea funcțională a sistemelor simple, printr-o abordare de jos în sus a ierarhiei structurale, devin din ce în ce mai complexe, complexitatea maximă fiind proprie sistemelor din vârful ierarhiei structurale a unui sistem inteligent de transport.
Rezultatele cercetărilor efectuate în ultimii ani în diferite zone geografice au fost preluate, sintetizate și armonizate de organismul internațional de standardizare (ISO) care a definit tipurile de sisteme inteligente de transport și serviciile pe care acestea le pot oferi utilizatorilor la nivel de tip de sistem. Respectivele tipuri de sisteme inteligente de transport sunt prezentate mai jos.
4.2.1. Sisteme avansate de management al traficului (ATMS)
Fig 4.2.1. – I. – Arhitectura ATMS
Sistemul avansat de management al traficului (ATMS – Advanced Traffic Management System) este un sistem de management al transporturilor și are la bază o infrastructură complexă, care conține senzori (pentru circulație, condiții meteo, vizibilitate, perturbații radio și electro-magnetice), camere de urmărire video și o rețea de transmisiuni de date (fibră optică, cablu și modem-uri radio) și echipamente de detecție a poziției exacte (GPS – Global Positioning System ).
Un sistem ATMS este compus din subsisteme integrate, care sunt controlate și monitorizate de centrul de management al traficului (TMC – Traffic Management Centre). ATMS are la bază o arhitectură deschisă, care folosește tehnologii de ultimă oră specifice sistemelor de tip ITS, tehnologii ce furnizează un control, o monitorizare și informare în timp real asupra sistemului de transport.
Principalele tehnologii folosite preponderent în sistemele de tip ATMS sunt:
detectoarele de vehicule;
sisteme de semaforizare care răspund cerințelor de trafic;
camere video de supravegere a traficului;
supravegerea aeriană a traficului;
panouri cu mesaje variabile;
sisteme de informare prin telefon a călătorilor privind traficul;
sistemul de informare prin radio a călătorilor (TARS – Traveller Advisory Radio System).
Sistemul ATMS are rolul de a asigura controlul și monitorizarea traficului, precum și de a furniza informații călătorilor, scopul fiind reducerea congestionărilor și aglomerărilor de trafic, a timpului de călătorie și a timpului de intervenție, în caz de accident. În sistemele ITS de tip ATMS se pune accent pe siguranță și mobilitate în trafic, fiind gestionate informații referitoare la modul de transport, rută și durata deplasării.
În tabelul următor sunt prezentate câteva tipuri de sisteme UTC folosite în lume:
Tabel 4.2.1- 1- Tipuri de UTC folosite
Programele sistemului UTC definesc trei generații de control al traficului. Prima generație era constituită din sistemele de timp fix, care era compusă în principal din planuri de sincronizare, acestea fiind dezvoltate din programe de analiză off-line și stocate în memoria calculatorului. TRANSYT (Traffic Network Study Tool) face parte din această generație și a fost dezvoltat în Marea Britanie din anii ’60. TRANSYT este folosit în multe țări și reprezintă metoda cea mai bună de calcul a palnurilor de semaforizare cu timp fix.
Sistemele UTC includ în general facilități de vizualizare grafică, oferindu-se astfel o imagine completă a situației traficului din zona controlată. Sunt incluse diagrame care oferă informații despre evoluția cozilor de autovehicule, imagini individuale ale intersecțiilor și diagrame de timp care ajută la analizarea fluxului de trafic și a timpilor de călătorie.
Figura 4.2.1.-II. – Arhitectura centrului de managemant al traficului.
ATMS optimizează rutele și garantează folosirea rețelei de drumuri la capacitate maximă. Totodată, reprezintă o combinație de mai multe servicii separate, printre care se numără următoarele proiecte refertoare la Sistemele Inteligente de Transport, existente sau planificate, precum și serviciile și funcțiile presupuse de acestea:
Controlul avansat al semafoarelor în funcție de cerințele traficului;
Sistem de control automat prin mesaje variabile și semnale de ghidare a rutei;
Sistem de supraveghere prin camere video;
Sistem electronic sofisticat de monitorizare a transportului;
Sistem de informații geografice (GIS) în care timpul este un element critic;
Sistem automat de informare în transporturi;
Sistem de avertizare prin radio a călătorilor (TARS – Travel Advisor Radio System);
Emisiuni de televiziune în direct, cu informații despre transport, difuzate prin cablu, acasă și la birou;
Internet;
Operațiuni integrate privind transportul și traficul;
Urmărirea poziției vehiculelor, pe baza tehnologiei GPS (Global Position System) și a altor tehnologii;
Managementul automat al parcărilor;
Sistem automat de detectare și de management al incidentelor;
Operațiuni de supraveghere aeriană cu facilitate de transmisie video în direct;
Integrarea automată cu sistemele de dispecerizare asistată de calculator ale poliției și pompierilor;
Suport pentru planificarea automată a transporturilor;
Sistem de comunicații sofistica bazat pe fibră optică;
Integrare cu sistemele viitoare automatizate pentru autostrăzi
Funcțiile ATMS
Sistemul de management al traficului (ATMS) este compus din subsisteme integrate multiple, controlate și monitorizate de Centrul de Management al Transporturilor (TMC – Transport Management Centre). ATMS are la bază o arhitectură deschisă, care folosește tehnologii de ultimă oră ale Sistemelor Inteligente de Transport, tehnologii ce furnizează un control, o monitorizare și informare în timp real asupra sistemelor de transport. Arhitectura deschisă promovează creșterea și integrarea de sisteme provenite de la mai muți vânzători.
Funcțiile ATMS sunt:
Control:
Sistem de semnalizare care să răspundă la cerințele traficului;
Semnalizarea variabilă a benzilor de circulație (LUS – Light Unit System);
Semnalizarea variabilă a limitelor de viteză;
Măsurarea rampelor.
Monitorizare:
Detecție (bucle inductive, microunde, vedere din mașină, etc.);
Sistem de camere video de supraveghere a traficului;
Sistem de monitorizare aeriană a traficului;
Sistem de examinare a vehiculelor (autobuze, vehicule de provincie, taxiuri, etc.);
Echipe de supraveghere a traficului;
Managementul parcărilor;
Rețea de senzori meteorologici și ai stării drumului;
Post mobil de managemen al traficului.
Informare:
Sistem de avertizare prin radio a călătorilor (Traffic Advisory Radio System- TARS);
Televiziune prin cablu;
Difuziune publică (televiziune și radio);
Internet/Intranet;
Servicii de televiziune prin satelit;
Servicii de informare asupra traficului;
Chioșcuri de informare;
Dispecerat de avertizare telefonică a călătorilor (TATS – Travel Advisory Telephone System);
Servicii de comunicație prin dispozitive la bord, telefonie celulară, paging;
Panouri cu mesaje variabile și semnale de ghidare a rutei.
4.2.2. Sisteme pentru operarea vehiculelor comerciale (CVO)
Sistemul utilizat pentru operarea vehiculelor comerciale (CVO – Comercial Vehicle Operation) are ca scop diminuarea numărului de opriri ce nu sunt neapărat necesare (pentru controlul greutății, licențelor sau aprobărilor) și îmbunătățirea logisticii pentru operatorii parcurilor de vehicule, inclusiv prin folosirea transportului multimodal.
Scopul sistemelor de tip CVO este operarea asociată cu mișcarea mărfurilor și călătorilor cu ajutorul vehiculelor comerciale pe un sistem de drumuri (autostrăzi), asistarea activităților necesare reglării operării, precum și a activităților legate de asigurarea vehiculelor, administrarea taxelor și creditelor destinate transportului cu vehicule comerciale, managementul mărfurilor și al parcului de vehicule și efectuarea operațiunilor referitoare la vehicul.
Figura 4.2.2.-1 – Sistemul CVO
Tehnologiile utilizate de sistemele de tip CVO sunt:
identificarea automată a vehiculelor, pentru a permite conducătorilor de vehicul, ce au toate aprobările necesare, să treacă cu ușurință prin punctele de control de pe rută;
cântărirea automată, care examinează automat greutatea vehiculelor, astfel încât să nu mai fie necesar ca vehiculele legal încărcate să oprească la punțile de cântărire;
monitorizarea mișcării mărfurilor periculoase;
colectarea automată a taxelor pe drumurile al căror acces este taxabil;
localizarea automată, care asigură urmărirea automată a vehiculului.
4.2.3. Sisteme de management al urgențelor (EMS)
Managementul urgențelor (EM – Emergency Management) reprezintă un tip de sisteme ITS care include funcții de identificare a incidentelor rutiere și a stărilor de urgență, anunțarea acestor situații, formularea răspunsului pentru rezolvarea lor și eliberarea zonei.
Aceste tipuri de sisteme ITS asigură coordonarea resurselor umane și tehnice pentru a se răspunde rapid în caz de urgență, pentru refacerea capacității totale a drumului după incidente și pentru reducerea duratei întreruperii traficului precum și managementul și urmărirea încărcăturilor periculoase.
4.2.4. Sisteme avansate de control al vehiculului (AVCS)
Sistemul avansat de control al vehiculului (AVCS – Advance Vehicle Control Systems) include toate sistemele aflate în vehicul sau pe drum, care asigură conducătorului vehiculului o siguranță și un control sporit, fie prin îmbunătățirea informațiilor referitoare la mediul rutier, fie prin sprijinirea conducătorului vehiculului în dirijarea vehiculului. AVCS se utilizează pentru mașini, camioane, autobuze și alte vehicule, cu scopul de a îmbunătăți mobilitatea și siguranța sau pentru a îmbunătăți transportul terestru prin alte mijloace.
Dezvoltarea tehnologiilor de control și automatizare a vehiculului a fost posibilă datorită producătorilor și furnizorilor de vehicule, care au intuit o potențială piață pentru noi produse de tip vehicule și datorită guvernelor care au încurajat utilizarea acestor tehnologii pentru îmbunătățirea siguranței și a altor performanțe ale sistemelor de transport.
Printre tehnologiile utilizabile în sisteme de tip AVCS se numără sistemele de anti-blocare a frânei, controlul tracțiunii și controlul dinamic al derapării, controlul adaptiv al cursei, detectorii de ațipire a conducătorului vehiculului, sistemele de vizualizare cu infraroșii pe timpul nopții, sistemele de avertizare asupra benzii de circulație.
4.2.5. Sisteme avansate de informare a călătorilor (ATIS)
Sistemul avansat de informare a călătorilor (ATIS – Advanced Traveller Information System) se bazează pe conceptul conform căruia cu cât este disponibilă mai multă informație, cu atât călătorii își vor optimiza timpul de călătorie, ruta sau modul de transport, ceea ce conduce și la creșterea eficienței sistemului de transport multimodal. Informația primită îi ajută să selecteze mijlocul de transport (mașină, tren, autobuz, etc), ruta și momentul plecării. Informațiile referitoare la programul și starea sistemului de transport pot fi obținute de la sistemele de management al transportului.
Principalele funcții care pot fi implementate prin sisteme avansate de informare a călătorilor sunt planificarea călătoriei în transport multimodal, ghidarea „on-line" a vehiculului pe ruta de transport, informarea călătorilor (avertizări asupra incidentelor, informarea privind întârzierile, timpul de călătorie preconizat până la destinație și timpul până la următoarea conexiune multimodală, furnizarea de informații asupra condițiilor de călătorie nefavorabile, conexiunile multimodale, informații cu privire la modul în care se respectă orarul de mers, restricții referitoare la operarea vehiculelor comerciale (înălțime, greutate, restricții pentru materialele periculoase), informații referitoare la parcări și starea de ocupare a acestora, identificarea următoarelor opriri, a sistemelor de taxare care urmează pe rută, etc.) și interconexiunea cu sistemele de management al traficului din regiune.
Figura 4.2.5.-1 – Informarea călătorilor
4.2.6. Sisteme de plata electronică (EPS)
Sistemele de plată electronică (EPS – Electronic Payment Systems), folosesc mijloacele electronice de comunicație și tehnicile de prelucrare și stocare a datelor pentru automatizarea proceselor de încasare a taxelor. Mediile electronice utilizate pentru taxare pot stoca informația în formate care permit citirea și scrierea acestora.
În prezent, există organizații de transport care au implementat sisteme de tip EPS care permit utilizatorilor să utilizeze o singură cartelă de plată pentru taxele de transport și de parcare. Odată cu evoluția acestor sisteme, utilizatorii vor putea folosi aceeași cartelă pentru a plăti taxele de acces, cumpărăturile sau pentru a utiliza bancomatele.
Proiecte pentru dezvoltarea sistemelor de plată electronică se afla în atenția multor organizații de transport.
În concluzie sistemele electronice de plată oferă avantaje atât organizațiilor de transport, cât și utilizatorilor.
4.2.7. Sisteme avansate pentru transportul public (APTS)
Sistemul de management al parcului de vehicule conține tehnologii (APTS – Advanced Public Transport System) localizate în vehicul și soluții inovatoare pentru o planificare, organizare și operare mai eficientă a vehiculelor și parcului de vehicule. Managementul parcului de vehicule se concentrează asupra vehiculelor, perfecționând eficiența serviciilor asigurate și siguranța călătorilor. Dacă transportul devine mai eficient și mai sigur, el ar putea să devină mai atrăgător pentru călători.
Tehnologiile și soluțiile inovatoare folosite sunt următoarele:
sisteme de comunicații;
sisteme de informații geografice;
localizare automată a vehiculelor;
contorizare automată a călătorilor;
software pentru operații de transport;
tratarea priorităților la semnalele de trafic.
Rolul sistemului avansat de transport public este creșterea eficienței serviciilor de transport public și a capacității de satisfacere a cererilor utilizatorilor.
În categoria de sisteme de tip APTS sunt incluse sistemele care realizează funcții de diseminare a informațiilor referitoare la orarul mijloacelor de transport public, prețuri, rute, sistemele de colectare automată a costului călătoriei, sistemele de localizare a vehiculelor pentru perfecționarea managementului parcului de vehicule, creșterea siguranței și informarea călătorilor în ceea ce privește timpul exact al sosirii.
4.3. ITS în transportul de calatori
Bus Rapid Transit (BRT) este un termen atribuit unei varietați de sisteme de transport care cu ajutorul imbunatațirilor propuse la nivelul infrastructurilor și a vehiculelor de transport își propun optimizarea parametrilor de deservire în cazul autobuzelor.
Un sistem ideal de transport rapid va avea cel mai probabil majoritatea componentelor ce urmează:
Benzi separate, desemnate în totalitate transportului în comun: principala caracteristică a sistemelor BRT o reprezinta benzile dedicate pentru transportul în comun, separate de restul infrastructurii rutiere, ceea ce permite operarea la un nivel ridicat a serviciului. O astfel de arhitectură este in acelasi timp si econimica deoarece riscul de congestie datorat interacțiunii dintre șoferi si mijloacele de transport este redus, acest lucru reprezentând în același timp și o creștere a nivelului siguranței.
Creerea de centre de transport , acestea reprezintă în esența super stații, concentrate în zonele dens populate. Principale argumente pentru crearea de astfel de centre ar fi: concentrarea tuturor stațiilor într-o superstație presupune economii pentru realizarea acesteia, puncte de informații comune, ghișeuri comune pentru reîncarcarea legitimaților de călătorie.
Grafice de circulație bine adaptate frecvenței necesare de transport pe intreaga perioadă a zilei, 7 zile din 7 și informarea călătorului în mod direct și continuu.
Prioritizarea în intersecție. Prin aceasta se intelege tratamentul prioritar în intersecție care implică prelungirea sau acordarea semnalului de verde în intersecții pentru autobuzele aflate în tranzit.
Au existat schimbări majore în ceea ce privește arhitectura unui autobuz, de la propunerea unui tren de rulare hibrid pentru reducerea noxelor și a costurilor.
O altă evolutie a sistemului o reprezintă stașiile moderne care au în dotare automate pentru cumpărarea biletelor. Aceste aparate au o profundă caracteristică multifunctională deoarece pe langă operatiunea de distribuire contra cost a biletelor acestea pot ajuta călătorul sa identifice unde se află in momentul respectiv, să vizualizeze harți ale orașului, să stabilească rute până la obiectivele turistice.
Sistem de poziționare precisă
Sistemul de poziționare corectă a unui vehicul de transport asistă conducătorii de vehicule în poziționarea acestora la oprire sau în stație. De exemplu, sistemul ar putea automat să poziționeze un autobuz sau să asiste un conducător de autobuz în poziționarea acestuia într-o stație pe durata opririi. Sistemul indică unde trebuie să oprească autobuzul de-a lungul platformei stației.
Monitorizarea și întreținerea mecanică a siguranței vehiculului pe durata transportului
Acest concept monitorizează automat condițiile componentelor motorului vehiculului pe durata transportului prin intermediul unor senzori și transmite semnale de alarmare dacă apar defecțiuni. Sistemul poate fi legat de sistemul de urmărire a vehiculului pe durata transportului pentru înregistrarea localizării și momentului unui incident și pentru transmiterea datelor în timp real la centrul de management al transportului sau la depou. Acest concept furnizează de asemenea diagnostice referitoare la vehicul; administrează înregistrările referitoare la întreținere vehiculului pe durata transportulu. El poate fi reprezentat printr-o foaie de calcul pe calculator utilizată pentru activitatea de înregistrare și întreținere sau printr-un sistem sofisticat de diagnosticare cu ajutorul calculatorului. Datele referitoare la motor, memorate în procesorul vehiculului pot fi încărcate în sistemul central pentru analizare.
4.3.1. Sisteme de Prioritizare a Transportului Public (PTPS)
Rolul sistemului avansat de transport public este creșterea eficienței serviciilor de transport public și a capacitații de satisfacere, a cererilor utilizatorilor. În categoria de sisteme de tip APTS sunt incluse sistemele informatice de diseminare a informațiilor referitoare la orarul mijloacelor de transport public, prețuri, rute, sistemele de colectare automată a costului călătoriei, sistemele de localizare a vehiculelor pentru perfecționarea managementului parcului de vehicule, creșterea siguranței și informarea călătorilor în ceea ce privește timpul exact al sosirii.
Tehnologii APTS
La nivel de sistem de tip APTS sunt prezentate o serie de tehnologii utilizate în realizarea acestor sisteme.
Sistemul de management al parcului de vehicule contine tehnologii APTS localizate în vehicul și soluții inovatoare pentru planificare, organizare și operare mai eficientă a vehiculelor și parcului de vehicule.
Tehnologiile și soluțiile inovatoare folosite sunt urmatoarele:
sisteme de comunicații
sisteme de informații geografice
localizare automată a vehiculelor
contorizare automată a călătorilor
software pentru operații de transport
tratarea priorităților la semnalele de trafic
Comunitatea transportului public utilizează deja intens comunicațiile în operațiuniile de zi cu zi. Implementarea vehiculului inteligent și aplicarea tehnologiilor APTS în transportul public determină apariția unor cerințe suplimentare, legate de comunicații. Aceasta necesită comunicații pentru funcții integrate cum ar fi:
interacțiunea dintre autobuz și centru de control
accesul la benzile de circulatie a vehiculelor cu grad de ocupare mare
prioritatea semnalelor de trafic
interfețe multimodale
informarea privind transportul multimodal
informare în vehicul
Un sistem de informații geografice (GIS- Geographic Information Systems) este un tip special de sistem computerizat de management al bazelor de date, in care bazele de date geografice sunt puse în relație una cu alta printr-un set comun de coordonate de localizare. Această legatura relatională permite utilizatorilor să interogheze și să selecteze înregistrari din baza de date, în funcție de atributele si proximitatea geografica.
Utilizarea cea mai semnificativa a GIS, de catre sectorulde transport public, este in sistemele de infomare referitoare la ruta si orar, pentru serviciul de transport urban.
Sistemele de informații geografice sunt folosite și pentru evaluare a calitații serviciilor oferite de rutele de autobuz existente, precum și pentru planificarea unor rute viitoare și/sau pentru eventuale modificari ale rutelor existente.
Sistemele de localizare automata (AVL) a vehiculelor sunt sisteme computerizate de urmărire a vehiculelor. Aceste tipuri de sisteme sunt utilizate în mod extensiv, atat pentru sistemel militar, cât și civile, incluzând parcurile de vehicule pentru transportul de persoane sau pentru transportul de marfă, vehiculele poliției, ambulanțele.
Beneficiile oferite de sistemel AVL sunt:
oferirea de date de intrare pentru sistemele de informare a călătorilor
raspuns mai rapid la problemele apărute în desfâșurarea serviciilor
creșterea eficienței generale a dispecerizarii și operarii parcului de mașini
marirea fiabilitațiilor serviciilor;
creșterea siguranței si securitații conducatorilor vehiculelor și călătorilor
anunțarea mai rapidă a problemelor mecanice ale vehiculelor
oferirea de date de intrare pentru automatele de comanda preferențiale a semnalelor de trafic
informatii de planificare mai numeroase colectate la un pret mai mic decât prin metodele manuale
Sistemel de localizare automată a vehiculelor se bazează pe determinarea în timp real a poziției geografice a vehicului și transmiterea informatiei la un post central. Tehnicile existente de determinare a poziției geografice și transmitere variză în funcție de necesitățile sistemului de transport și de tehnologia aleasa.
Fiecare sistem AVL foloseste una sau mai multe din următoarele tehnologii de localizare:
calcularea rutei
statii radio plasate pe sol
posturi de semnalizare și contoare de parcurs;
sistem de pozitionare globala (GPS – Global Positioning System).
Informațiile referitoare la pozitie sunt pastrate în echipamente specializate instalate în vehicul pentru o perioadă de timp. Informația este transmisă uneori la centrul de dipecerizare in formă brută, alteori este prelucrată în vehicul.
Sistemel de contorizare automată a călătorilor sunt echipamente automate bine definitre pentru colectarea datelor de timp și poziție, la urcarea si coborarea călătorilor. Un APC are trei componente de bază:
contorul
tehnologia de localizare
managementul datelor
Sistemele pentru operații de transport au posibilitatea de a automatiza, de a stabili ordinea și de a integra mai multe functii și moduri de transport.
Comanda priorităților de deplasare prin semafoare, denumite ofical “semafoare preventive”, reprezintă o tehnologie prin care un semafor poate fi meținut pe culoarea verde (sau poate fi trecut pe verde înainte de momentul planificat), astfel încat un anumit vehicul să poată trece prin intersecție mai repede.
Sistemele de informare a călătorilor oferă acestora informații referitoare la unul sau mai multe moduri de transport, facilitand luarea unei decizii, atat inainte de călătorie, cat și în timpul acesteia.
Progresele referitoare la tehnologia cartelelor au creat posibilitați și oportunitați noi pentru sistemele ale biletelor de transport.
Tehnologiile utilizate pentru managementul cererii de transport TDM sunt acelea care combină abordări innovative cu tehnologii avansate pentru a realiza o mai buna utilizare a infrastructurii existente. Exemplele de tehnologii TDM sunt:
transport public dinamic
coordonarea automată a serviciilor
centre de management al traficului
monitorizarea vehiculelor cu grad mare de ocupare
Sistemele de prioritizare a transportului public (Public Transportation Priority Systems) oferă prioritate la semafor vehiculelor aparținând transportului în comun precum autobuzele, prin intermediul benzilor rezervate lor, avertizări către vehiculele care circulă ilegal pe această bandă și modificarea în consecință a semnalelor luminoase din intersecții.
Figura 4.2.5.-II – Prioritizarea transportului public
Principalele avantaje:
Sporirea confortului călătorilor
Încurajarea utilizării transportului în comun
Asigurarea respectării orarelor de circulație
Reducerea timpilor de așteptare la linia de stop pentru autobuze
Reducerea numărului de vehicule care folosesc ilegal banda rezervată transportului public
Asigurarea siguranței circulației autobuzelor (în cazul virajelor sau la reintrarea pe o bandă comună de circulație cu traficul privat)
Managementul transportului public permite planificarea, operarea și managementul îmbunătățit în cadrul sistemelor de transport public. Oferă analize în timp real asupra vehiculelor din cadrul flotei de transport în comun (PTV – Public Transport Vehicle) și facilitează realizarea operațiilor de tranzit și de întreținere. Monitorizează poziția vehiculelor, identifică deviațiile de la program și oferă soluții posibile pentru reglare operatorilor de la centrul de control al traficului.
Acest sistem ajută la menținerea orarelor de trafic, precum și la posibilitatea efectuării (de către călători) a unor conexiuni între diferitele mijloace de transport public.
4.3.2. PTM (Public Transport Management) – București
Fig. 4.3.2 – I – Troleibuz din Bucuresti
Managementul transportului public (PTM) reprezintă un instrument eficient pentru managementul flotei de vehicule aparținând transportului în comun și lucrează împreună cu sistemul de control al traficului urban (UTC) pentru a oferi acestor vehicule prioritate la semafor.
Sistemul include un centru de control (dispecerat) al traficului cu mai multe stații operator și echipamentele de la bordul vehiculelor. Alte puncte importante pentru PTM sunt intersecțiile și depourile mijloacelor de transport în comun.
Principalele funcții îndeplinite de sistemul PTM sunt:
Identificarea automată a vehiculelor;
Localizarea vehiculelor;
Monitorizarea flotei;
Controlul regularizării serviciilor.
Software-ul central al PTM evaluează în detaliu eficiența serviciilor și indicatorii de performanță ai sistemului, lucruri utile pentru realizarea unor analize și a activităților de mentenanță.
Obiectivele sistemului PTM sunt:
Prioritatea vehiculelor de transport public la semnalele de trafic;
Managementul flotei de vehicule pentru transportul în comun;
Evaluarea performanțelor.
Centrul de control
Principalele funcționalități ale centrului de control sunt:
Realizarea operațiunilor de monitorizare și control al flotei prin intermediul mesajelor de comunicație;
Procesarea datelor colectate cu ajutorul aplicațiilor, obținându-se astfel actualizările dinamice în timp real ale sistemului (harta sistemului);
Harta sistemului este fundamentul pe care se bazează aplicațiile de monitorizare pentru culegerea de informații în vederea reprezentării stării flotei.
Sistemul efectuează operații de reglare automată (microreglare) asupra tuturor vehiculelor monitorizate (cereri de prioritate, avertismente către șoferi, etc.) în funcție de politicile de reglare selectate de operatori pentru fiecare linie.
Fig. 4.3.2 – II – Arhitectura centrului de control
Unitatea de la bordul vehiculelor
Unitatea de la bordul vehiculelor realizează trei funcții:
Localizarea vehiculului;
Interacțiunea cu șoferul;
Interacțiunea cu senzorii și subsistemele de la bord.
Localizarea vehiculului se bazează în principal pe datele oferite de:
GPS (coordonate xy)
Odometru
Senzorii închidere/deschidere a ușilor
Descrierea parcursului obișnuit al vehiculului, funcția de localizare determină și actualizează poziția curentă a vehiculului pe o bază iterativă, în contextul graficului rețelei.
Interacțiunea cu șoferul este realizată de unitatea de afișare de la bord și tastatură.
Comunicația între punctele cheie (vehicul, intersecție, depou, dispecerat) – se realizează cu ajutorul semnalelor radio, prin două metode:
Pe rază lungă – cu ajutorul rețelei TETRA. Această rețea permite transmiterea semnalelor radio pe distanțe însemnate și folosește standarde și protocoale de comunicație specifice.
Pe rază scurtă (folosită și ca soluție de backup) – o rețea WiFi formată din puncte de acces wireless instalate în intersecții și depouri.
5. Sistemul de numărare a călătorilor (SNC)
Primele sisteme de numărare a călătorilor au apărut pe piață, la începutul anilor 90, sub forma unor analizatoare infraroșu de mișcare, aplicate pe autobuzele.
În industria transportului public există o evoluție evidentă legată de numărarea pasagerilor în mijloacele de transport în comun. De la numărarea cu ajutorul unor observatori umani care notau numărul călătorilor care urcau/ coborau, aflată încă în uz, tehnologiile au evoluat până la contoare automate de pasageri (APC) .
5.1. Metode de numărare a călătorilor
Pentru a evidenția metodele prin care s-a făcut acest studiu voi trece rapid în revista metodele folosite pentru numărarea călătorilor (pentru mai multe informații a se vedea Capitolul 3).
Numărarea manuală a călătorilor
Cea mai comună metodă de a număra pasagerii este pe cale manuală. Personalul care se ocupă cu numărarea manuală este bine instruit pentru a putea colecta date neagregate.
Pe autobuze, personalul poate nota numărul pasagerilor și locațiile în care se face urcarea/coborârea pasagerilor.
Pentru tren, este dificilă determinarea exactă a intrărilor/ieșirilor pasagerilor, în schimb, personalul estimează, de obicei, nivelul de încărcare al trenului și deduc rutele/ traseele pasagerilor prin corelarea intrărilor/ieșirilor din stații cu sosirea/placarea trenurilor.
Deoarece numărarea manuală a pasagerilor este laborioasă și necesită multe resurse, acest tip de numărare este înlocuit, în general, de una sau mai multe tehnologii de numărare a călătorilor.
Intrări pe bază de taxare
Agențiile de transport număra pasagerii și cu ajutorul intrărilor în sistem pe baza unor „bilete taxabile”. Acest lucru presupune folosirea unor AFC-uri (Automatic Fare Collection – dispozitive de taxare automată) și dispozitive de înregistrare automată.
Această metodă este potrivită pentru furnizarea datelor agregate la nivelul rutei, iar datele sunt în general verificate prin compararea datelor preluate pe baza acestor dispozitive cu cele colectate manual.
Dispozitive automate de numărare (APC – automatic passenger counting)
Sistemele pe bază de APC folosesc dispozitive de numărare cu infraroșu, treadle mats, dispozitive cu detecție termică, celule fotovoltaice etc. Aceste sisteme sunt considerate folositoare pentru colectarea datelor neagregate.
APC-urile sunt folosite în general pentru numărarea persoanelor din autobuze, folosind GPS-ul, indicatoare (optice sau pe radio frecvență) și echipamente pentru estimare drumului pentru a indica zonele de intrare/ieșire a pasagerilor.
În general, folosirea sistemelor APC este destul de dificilă pe trenuri, în comparație cu cea de pe autobuze. Cu toate acestea, anumite agenții de transport, cum ar fi cele din Berlin și Hamburg, folosesc acest tip de sistem cu succes.
Detecția în infraroșu este cea mai comună tehnologie de tip APC, aceasta funcționează prin întreruperea unei unde infraroșii; fiecare întrerupere reprezentând o urcare/coborâre a unui pasager. Printr-o combinație între hardware și software, sistemele APC cu infraroșu pot determina care este direcția de deplasare a pasagerului(intrare sau coborâre) și câte persoane se deplasează pe direcția undei infraroșii.
Calculatoarele de la bordul vehiculelor pot combina date sistemelor APC cu datele de la sistemele AVL și cu alte informații, pentru a satisface nevoile agenției.
Indicatorii folosiți sunt timpul, identitatea vehiculului, identitatea stației de autobuz, poziționarea vehiculului, ruta, direcția, destinația și serviciul oferit.
Dispozitivele în infraroșu pot fi montate fie la intrările vehiculului, pentru a număra intrările și ieșirile sau pot acoperi interiorul vehiculului pentru a obține date referitoare la încărcătura de pasageri.
Alte tipuri de sisteme APC includ tehnologii pe bază de contact și sisteme de cântărire. APC-urile pe bază de contact cum ar fi „treadle mats”, „switch matrices” și „smart mats” , se bazează pe contact fizic pentru a număra pasagerii, utilizând comutatoare incorporate care recunosc intrările sau ieșirile. „Smart mats” conțin fibră optică care simte devierea traiectoriei și înregistrează plasarea picioarelor.
Cu excepția cazului în care agenția de transport solicită informații în timp real despre nivelul de ocupare al vehiculelor pe întreg sistemul, nu este necesară achiziționarea sistemelor APC pentru toată flota; echiparea a 10% din vehicule este suficientă pentru datele cerute de marea majoritate a agențiilor. Diferite nivele de implementarea a APC în întregul sistem poate oferi informații valoroase pentru agenții.
5.2. Beneficiile numărării călătorilor
Ori de câte ori zona de lucru este deschisă pentru public sau peformanțele și profitul reprezintă o problemă, numărarea persoanelor este un instrument foarte util.
Datele oferite de către sistemele de numărare a persoanelor(SNP) sunt decisive în domeniul transporturilor.
SNP imbunătățește planificarea și programarea autovehiculelor
Monitorizează tendințele de călătorie
Se pot realoca resurse astfel încât să se potrivească cu cererea efectivă
Se poate observa unde se pot adauga sau elimina servicii
SNP are mai multe avantaje în comparație cu numărarea manuală :
O analiză mai fină și mai detaliată a datelor
îmbunătățește firul temporal al datelor
Beneficiile unui astfel de sistem din cadrul transporturilor sunt urmatoarele:
Detectează orele de vârf
Se poate obține un profil referitor la tipul de folosire a stației (sosiri sau plecări)
Îmbunătățeste managementul angajaților
5.3. Modul de amplasare al numărătoarelor de călători
5.3.1. Amplasare verticală
Senzorii verticali, datorită faptului că sunt instalați deasupra ușilor, sunt foarte preciși. Deoarece aceștia „privesc” oamenii de sus, nimeni nu poate fi ascuns de altcineva.
Acești senzori pot fi încastrați în tavan sau în cadrul ușii și pot avea culaorea carcasei astfel încât să se încadreze în mediu
Senzorii sunt conectați la un data-logger care poate fi ascuns fie în perete sau în tavan. În plus, echipamenele verticale sunt aproape insesizabile pasagerilor, deci mai puțin expuse actelor de vandalism
Sistemele de numărare verticale sunt o alegere bună pentru situațiile în care avem o densitate mare de trafic, atunci când utilizatorul dorește să aibă o acuratețe cât mai ridicată și atunci când estetica locului este foarte importantă
Figura 5.3.1. – I – Senzor amplasat vertical
5.3.1. Amplasare orizontală
Principalul avantaj al estimării orizontale este costul, mai mic decât la cele cu estimare verticală.
Persoanele care trec prin câmpul de vizibilitate a unui senzor plasat orizontal vor ascunde alte persoane care se află lângă ele. Cu cât traficul este mai dens, cu atât acuratețea scade. Cu toate acestea, estimarea orizontală ne oferă profile folositoare ale traficului.
Estimările orizontale de trafic reprezintă o alegere bună în situațiile în care avem o densitate mică de trafic, atunci când utilizatorul este satisfacut cu obținerea unor profile aproximative sau atunci când bugetul este limitat.
Figura 5.3.2. – I – Senzor amplasat orizontal
5.4. Tipuri de tehnologii utilizate
5.4.1. Tehnologii bazate pe camere video
Sistemele de numărare bazate pe camere video țin evidența intrării sau a unei parți a intrării. Secvența de imagini rezultată este apoi analizată folosind un program care va identifica oamenii și le va detecta mișcările.
Calitatea componentelor optice, puterea de procesare necesară pentru a analiza imaginile și costul de dezvoltare a unui program de analiză a imaginilor, toate acestea contribuie la costul mare a acestor sisteme comparativ cu alte sisteme alternative.
Camerele sunt cel mai adesea folosite în mediile interioare. Acestea sunt foarte sensibile la variațiile de lumină (trecerea de la zi la noapte). Atunci când în zona monitorizată este un nivel de luminozitate ridicat (de exemplu în cazul unui vehicul), camerele nu pot înregistra imagini foarte precise și asta duce către dificultăți în procesarea imaginilor de către program.
Vibrațiile pot deplasa lentila camerei rezultând numărări greșite și astfel e nevoie de intervenții frecvente ale service-ului. În multe cazuri, înălțimea are un factor influent în detectarea corectă a imaginilor.
Precizia acestor sisteme este foarte dependentă de software-ul folosit pentru procesarea imaginilor. Senzori în infraroșu direcționali activi
Senzorul emite o sursă de lumină și detectează lumina difuzată de om.
Din moment ce, senzorul are propria să sursă de lumină, nu este influențat de temperatura exterioară, condițiile de lumină exterioare sau persoanele care se afla sub senzor, lucru obișnuit mai ales când pasagerii asteaptă la coadă să ia un bilet. Tehnologia în infraroșu activă este clasificată drept cea mai bună tehnologie pentru uzul în medii exterioare.
În plus, cu ajutorul unui algoritm specializat, este posibilă aranjarea senzorilor într-o formă care poate acoperii zone mari.
5.4.2. Senzori în infraroșu direcționali pasivi
Acest tip de senzor detectează schimbarea de luminozitate în câmpul de vizibilitate atunci când cineva trece pe langa el. Dacă contrastul și lungimea schimbării se afla în anumiți parametrii, persoana respectivă este numărată și i se determină direcția.
Dacă un obiect, cum ar fi un coș de cumpărături trece prin câmpul de vizibilitate al senzorului există posibilitatea ca acesta să fie numărat. Cu toate acestea, parametrii de detecție permit ajustarea sensibilității senzorului astfe încât să numere doar persoane.
Există posibilitatea ca acest tip de senzor să aiba erori atunci când există modificări de fundal.
5.4.3. Unde de lumină
Acest tip de detector se comportă ca un senzor de prezență, care poate fi instalat vertical sau orizontal. O undă de lumină este capturată de către receptor. Întreruperea undei de lumină de către un obiect indică faptul ca ceva sau cineva se află între sursa de lumină și detector.
Undele în infraroșu active numără persoana atunci când el/ea trece prin câmpul lui de vizibilitate.
Deși mulți producători susțin că senzorii lor activi în infraroșu au o acuratețe foarte ridicată, acești senzori nu sunt atât de preciși pe cât se pare. Tehnologiile bazate pe unde sunt limitate la zona lor de detecție și necesită o cale neobstrucționată între transmițător și receptor. Ținând cont că tiparul de mers al pasageilor este aleator, o persoană poate intra pe o parte dar nu exact pe zona de vizibilitate a senzorului, și prin urmare acesta rămâne nedetectat.
Mai mult, pentru marea majoritate a acestor detectori, expunerea directă la lumină va “orbi” detectorul și poate produce pierderi în numărare.
Deși costă foarte puțin, marea majoritate a acestor numărătoare nu sunt sigure și precise.
5.4.4. Senzori în infraroșu direcționali activi
Senzorul emite o sursă de lumină și detectează lumina difuzată de om.
Din moment ce, senzorul are propria să sursă de lumină, nu este influențat de temperatura exterioară, condițiile de lumină exterioare sau persoanele care se afla sub senzor, lucru obișnuit mai ales când pasagerii asteaptă la coadă să ia un bilet. Tehnologia în infraroșu activă este clasificată drept cea mai bună tehnologie pentru uzul în medii exterioare.
În plus, cu ajutorul unui algoritm specializat, este posibilă aranjarea senzorilor într-o formă care poate acoperii zone mari.
5.4.5. Senzori în infraroșu direcționali pasivi
Acest tip de senzor detectează schimbarea de luminozitate în câmpul de vizibilitate atunci când cineva trece pe langa el. Dacă contrastul și lungimea schimbării se afla în anumiți parametrii, persoana respectivă este numărată și i se determină direcția.
Dacă un obiect, cum ar fi un coș de cumpărături trece prin câmpul de vizibilitate al senzorului există posibilitatea ca acesta să fie numărat. Cu toate acestea, parametrii de detecție permit ajustarea sensibilității senzorului astfe încât să numere doar persoane.
Există posibilitatea ca acest tip de senzor să aiba erori atunci când există modificări de fundal.
5.5. Tehnologii existente
În cele ce urmează voi prezenta cateva din tehnologiile folosite în momentul de față precum și componente individuale folosite în sistemul de numărare a călătorilor.
5.4.1. Microcomputerul de bord DL-10B
Analizează semnalele primite de la senzorii de numărare în timp real, apoi sunt salvate în memorie. De asemenea, înregistrează poziția vehiculului de la antena GPS și transferă datele de la autobuz la calculatorul central, folosind un protocol de comunicare.
Figura 3.6.3.-1. – Microcomputerul DL-10B.
Microcomputerul poate înregistra date de până la opt senzori și poate stoca date legate de starea motorului (pornit / oprit).
Beneficii:
poate stoca date legate de uleiul de presiune, temperatura motorului;
poate fi conectat un laptop sau un dispozitiv Palm pentru vizualizarea în timp real a contorizării;
datele sunt compatibile cu soft-ul folosit, cum ar fi Excel, Acces, etc.;
o baterie de litiu menține sistemul activ mai mult de 2 ani în caz de pierdere de putere;
datele sunt stocate în siguranță, în permanență în memorie flash.
Memorie: 512 kb – 1024 kb
Senzori: până la 8 senzori DA-20 pot fi conectați la un DL-10B
Semnale: 4 intrări analogice sau digitale
Comunicare: Interfața RS-232
Viteza: 600 – 230 400 bps
Putere: 10 – 20 VDC
Consum: 4 W, 240 mA (exclus consumul efectuat de senzori)
Temperatura de depozitare: -40 la 60°C
Temperatura de funcționare: -40 la 50°C
Umiditate: 10-95%
Greutate: 750 g
Dimensiune: 7 x 22,2 x 5,5 cm
5.4.2. PNC -1001 Passager Counter
Sistemul PNC 1001 pentru numărarea călătorilor este un sistem integrat și compact care se bazează pe tehnologia vizuală stereoscopică . Este capabil să numere cu o acuratețe de peste 97 % persoanele din trenuri , autobuzuri , tramvaie etc. De asemenea, are capacitatea de a înregistra ora și data informațiilor , aceasta le permite utilizatorilor să facă variate analize statistice mai târziu.
Figura 5.4.2. – I – PNC 1001
Sistemul de numărare a persoanelor PNC 1001 are în componență 2 camere stereoscopice care înregistrează imaginile în aria de vizibilitate, deasemenea conține și 4 Led-uri în infraroșu . Aceste Led-uri ajută sistemul să fie funcțional și în condiții de luminozitate foarte scăzută , ajungându-se chiar la intuneric total.
În cazul în care lățimea de acces al ușii este mai mare de 120 cm se pot interfața 2 sau mai multe dispozitive.
Figura 5.4.2. – II– PNC 1001 componete
5.4.3. DA-20 Senzori de direcție
Seria de senzori de direcție DA-20 este proiectată să numere pasagerii din autobuze, metrou ușor și alte vehicule de transport public. Detectează trecerea călătorilor și determină direcția acestora. Senzorii din seria DA-20 pot fi grupați în așa fel încât să acopere ușile mai largi. Acuratețea acestui sistem este de 95%.
a b
Figura 5.4.3.-I. – Senzor de direcție DA-20 (a) și microcomputer DL-10B (b).
În general, DA-20 este utilizat împreună cu microcomputerul de bord DL-10B, care efectuează pentru fiecare senzor sute de calcule și analize pe secundă, determinând numărul și direcția oamenilor care circulă cu mijloacele de transport public și înregistrează date legate de timp și poziție.
Beneficii:
dispozitiv compact și discret;
carcasă de aluminiu;
zonă de detectare reglabilă;
nu e afectată de viteza călătorilor;
neafectată de variațiile de temperatură și lumină;
ușor de instalat;
alimentată de microcomputerul de bord DL-10B sau de alt computer de bord existent.
Specificații tehnice:
Senzorii sunt de regulă plasați în partea de sus a ușilor vehiculului, la ușile mari se folosește o configurație multiplă de senzori.
Din punct de vedere optic:
Înălțime maximă: 2,6 m;
Acoperire maximă: 1,22 m;
Din punct de vedere al comunicației:
Analogic: Două semnale de 0-4,5 VDC interpretat de un DL-10B;
Digital: Interfața cu un DL-10B: RS-232/485, J1708;
Putere: 9 – 20 VDC, consum mediu: 13 mA tipic.
Mediu: Temperatura de depozitare: -40 la 70°C
Temperatura de funcționare: -40 la 60°C
Umiditate: 10-95%
Greutate: 150 g
6. Proiectarea unui modul de contorizare a călătorilor
6.1. Descriere lucrare practică
În acest capitol se va simula modul de functionare al echipamentului de contorizare a călătorilor din mijloacele de transport în comun. Montajul practic va fi alcătuit dintr-un modul ce va simula un sistem de numărare a călătorilor pentru o singura cale de acces într-un mijloc de transport public.
Modulul se va proiecta cu ajutorul unei plăci de dezvoltare „Arduino Uno R3”. Am ales această metodă deoarece programarea unui microcontroler, în cazul de față ATMEGA328, se face foarte ușor și rapid. Această plăcuță de dezvoltare dispune și de un număr generos de porturi ce pot fi programate ca intrări sau ieșiri, iar modulele adiționale ce pot fi atașate la aceasta se găsesc cu ușurință pe piață, existând o gamă largă de astfel de module.
Acest modul va funcționa astfel , voi folosii doi senzori ultrasonici HC-SR04 care îi folosesc pentru a detecta persoanele, conectați la o placuță de dezvoltare Arduino Uno. Senzorii sunt dispuși consecutiv, la o distanta de cinci centimetri unul de altul. Folosesc doi senzori pentru a putea determina sensul (urcare/coborâre) a călătorilor.
Acești senzori trimit informația către placuță de dezvoltare Arduino Uno care datorită logicii încărcate în placută determină urcarea sau coborârea călătorilor.
La placuță de dezvoltare am conectat și cinci leduri de culori diferite, pentru un reper vizual asupra gradului de încarcare din mijlocul de transport public.
Tot la placuță a fost conectat și un display de 4 linii și 20 de segmente pentru a afișa numarul de călători din transportul public.
Astfel încat conducătorul transportului public are nevoie să reseteze contorul, am atașat un push buton, care prin apasare readuce contorizorul la valoarea initiala 0.
Sistemul transmite valorile înregistrate către sistemul de managemt al traficului, acesta transmitând valori către sistemul de informare a călătorilor, pentru ca cei dornici să urce în mijlocul de transport să știe în prealabil gradul de încarcare al mijlocului de transport.
6.2. Proiectare hardware
6.2.1. Date de proiectare.
Componentele ce vor fi folosite la realizarea următorului montaj vor trebui să îndeplinească următoarele condiții de lucru:
Tensiuni de alimentare: 3V ÷ 12V curent continuu
Curenti de alimentare: 0.5A ÷ 1A
Umiditate: 90%
Gama de temperaturi: -20⁰C ÷ +55⁰C
Distanțe de transmisie: 0m ÷ 4m
Frecvențe de lucru: 16MHz pentru Arduino
40kHZ pentru senzor
Componenete
Componentele necesare proiectării unui astfel de modul sunt:
placă de dezvoltare ARDUINO UNO;
O placuță cablaj test (găurită) sau textolit placat cu cupru pentru realizarea de cablaj imprimat;
Pini de conexiune;
Fludor sau fire de conexiune pentru realizarea legăturilor;
Cablu USB pentru programarea controlerului și alimentare.
Un modul I2C pentru LCD , ce folosește doar 4 pini în loc de 9;
5 LED-uri, unul roșu, portocaliu ,albastru și doua verzi;
5 rezistențe de 330Ω fiecare
2 senzori ultrasonici HC-SR04
Afisaj LCD 4×20
6.2.2.Schema bloc și descrierea blocurilor
Figura 6.2.2. – I – Schema bloc
6.2.2.1. Senzor de distanță cu ultrasunete HC-SR04
Senzorul de ultrasunete HC-SR04 funcționează pe principiul sonarului pentru a aprecia distanța până la un obiect, oferind o mare precizie a distanței măsurate: de la 2 cm până la 400 cm, cu precizie de până la 3 mm. Modulul include atât Transmițătorul (T) care trimite semnalul cât și Receptorul (R) care îl recepționează.
Ultrasunetele au o frecvență ridicată (în principiu 40kHz). La început este trimis un semnal de 10μs, apoi o serie de 8 impulsuri de 40 kHz. Receptorul așteaptă ecoul: dacă răspunsul este între 150μs-25ms se detectează un obstacol; dacă timpul este peste 38ms nu se detectează nimic).
Distanța este calculată folosind formula L= C * T/2, unde L este lungimea, C este viteza sunetului în aer (344 m/s la temperatura ambiantă de 20 grade C), iar T este diferența de timp de la trasmitere până la recepționare; timpul este înjumătățit deoarece distanța este parcursă în ambele sensuri. Trebuie ținut cont că viteza sunetului este afectată de densitatea aerului (iar densitatea este afectată în principal de temperatură și altitudine).
Modulul are 4 pini:
Vcc tensiunea de alimentare: +5.0V;
Trig care transmite semnalul;
Echo cel care asteaptă ecoul;
Gnd reprezintă masa;
Figura 6.2.2.1- I –senzor HC-SR04
6.2.2.2. Placuța de dezvoltare Arduino Uno
Informația este procesată de către microcontrolerul ATMEGA328, încorporat în modulul Arduino. Procesorul poate lucra atât cu informații digitale, cat și cu informații analogice.
Figura 6.2.2.2-I – Arduino UNO
Parametrii cheie ai microcontrolerului sunt:
Memorie flash: 32Kbytes;
Număr pini: 32;
Frecvență maximă: 20MHz;
CPU: AVR pe 8 biți;
Pini de I/O: 23;
Tensiuni de lucru: 1.8 ÷ 5.5V;
Gama de temperaturi: -40⁰C ÷ 85⁰C.
Arhitectura internă a procesorului ATMEGA328 este prezentată în figura următoare:
Figura 6.2.2.2-II – Pinout Arduino UNO
Se poate observa că doar 23 de pini pot fi folosiți pe post de intrări/ieșiri, restul fiind pentru alimentare, masă sau oscilator cu cuarț extern. Dintre acestia, 6 pini pot realiza funcții analogice.
Arduino UNO este o platforma de procesare open-source, bazata pe software si hardware flexibil si simplu de folosit. Consta intr-o platforma de mici dimensiuni (6.8 cm / 5.3 cm – in cea mai des intalnita varianta) construita in jurul unui procesor de semnal si este capabila de a prelua date din mediul inconjurator printr-o serie de senzori si de a efectua actiuni asupra mediului prin intermediul luminilor, motoarelor, servomotoare, si alte tipuri de dispozitive mecanice. Procesorul este capabil sa ruleze cod scris intr-un limbaj de programare care este foarte similar cu limbajul C++.
6.2.2.3. Alimentarea montajului
Figura 6.2.2.3-I- Exemplu USB
Alimentarea montajului proiectat se face direct de la USB. Acesta oferă o tensiune de lucru de 5V curent continuu și un amperaj cuprins între 0.7 ÷ 0.9 A, suficient ca elementele componente ale m odulului Arduino, cat și cele montate pe plăcuță să poată lucra în condiții normale.
Pentru alimentare, se vor folosi doar pinii 5V și GND ai portului USB, cei de date fiind folosiți doar pentru programarea microcontrolerului ATMEGA328.
În cazul în care se dorește ca alimentarea să se facă de la priză cu ajutorul unui transformator de tensiune, sau în cazul de față, un adaptor de tensiune marca Samsung, ce oferă la ieșire 5V curent continuu și curent de 1A, este necesară explicarea modului în care curentul alternativ de 220V,50Hz este transformat în curent continuu. Astfel, pentru a obține o ieșire de 5V, este necesară realizarea următoarei scheme bloc:
Pentru a putea alimenta circuitul în curent continuu la o tensiune de 5V avem nevoie de un stabilizator coborâtor de tensiune ce poate fi realizat cu urmatoarele componente:
TR1 – Transformator 220V curent alternativ – 9V curent alternativ
2 sigurante fuzibile
PR – Punte redresoare de 1A
LM7805– Circuit integrat
C3 – Condensator electrolitic de 1000µF/16V
C1 – Condensator 100nF
C2 – Condensator 100nF
C4 – Condensator 100µF/16V
Figura 6.2.2.3-II- Schema bloc a obținerii tensiunii de 5V
6.2.3. Schema electrică
Figura 6.2.3.- I –Schema electrica
6.2.4. Cablaj imprimat
Figura 6.2.4.- I –Cablaj imprimat
6.3. Proiectare software
Pentru ca montajul practic să funcționeze este necesară implementarea unui program ce trebuie încărcat în memoria microcontrolerului ATMEGA328. Codul este descris în ANEXA NR.1 atașată acestei lucrări.
Codul modulului a fost scris în programul Arduino IDE ce se poate descărca de pe site-ul oficial al Arduino (www.arduino.cc).
Pentru realizarea transmisiei și primirii datelor în radiofrecvență a fost necesară instalarea unor biblioteci adiționale (VirtualWire.h si LiquidCrystal_I2C.h) ce au încorporate funcții ce sunt folosite la configurarea display-ului și librăria NewPing.h necesară senzorului.
Setam următorii pinii pentru modululArduino:
Pinul 3: setat ca ieșire pentru LEDul verde
Pinul 4: setat ca ieșire pentru LEDul verde
Pinul 5: setat ca ieșire pentru LEDul albastru
Pinul 6: setat ca ieșire pentru LEDul portocaliu
Pinul 7: setat ca ieșire pentru LEDul rosu
Pinul 9: setat ca intrare pentru Echo-senzor 1
Pinul 10: setat ca intrare pentru Trigger-senzor 1
Pinul 11: setat ca intrare pentru Echo-senzor 2
Pinul 12: setat ca intrare pentru Trigger-senzor 2
Pinii A4 si A5: necesari interfeței I2C .
Partea practică simulează un dispozitiv ce poate fi foarte util în transportul urban, cu scopul de a contoriza numărul de călători prezent într-un anumit mijloc de transport în comun.
Software-ul ce stă la baza acestui dispozitiv conține 3 părți, ca la toate codurile ce sunt folosite pentru programarea unui modul ATMEGA328: declarare variabile și includere biblioteci, partea de cod ce rulează o singură dată, și codul propriu-zis, prezent în void loop () – ce rulează la infinit, sau pană ce o condiție este îndeplinită.
După declararea variabilelor si setarea pinilor plăcuței Arduino ca INPUT sau OUTPUT, are loc o procedură de sincronizare a LCD-ului cu interfața I2C, prin clipirea ecranului timp de două secunde.
Valoarea de timp ce a fost setată pentru colectarea datelor este de 700ms, timp în care este numărată o persoană.
Cei doi senzori dispuși la uși diferite, cu rol de contorizare a persoanelor la urcare, respectiv la coborâre, masoară distanța maximă de 200 centimetri (din plafonul autobuzului, unde este montat senzorul, pană în podeaua acestuia), iar dacă distanța este mai mică de 40 de centimetri, variabila setată pentru contorizarea călătorilor va fi incrementată sau decrementată, în funcție de activarea unuia din cei doi senzori.
Pe langă informația afișată pe display, mai există o a doua parte de informare a călătorilor, cu privire la capacitatea de încărcare a autobuzului. Aceasta este realizată cu 5 LED-uri; pentru fiecare 20 de persoane prezente în autobuz, se va aprinde câte un LED. Astfel la aprinderea LED-ului Roșu, se va stii că autobuzul este încărcat aproape la capacitatea maximă.
LED-urile se vor aprinde astfel:
1 -20 persoane – Se aprinde LED-ul verde1
21 -40 persoane – Se aprinde LED-ul verde2
41 -60 persoane – Se aprinde LED-ul albastru
61 -80 persoane – Se aprinde LED-ul portocaliu
81 -100 persoane – Se aprinde LED-ul roșu
6.4. Calculul fiabilitați
Calitatea produselor și serviciilor este indicatorul de bază al unei industrii sau economii. Fiabilitatea fiind alături de alți de indicatori o componentă a calității, trebuie să fie în atenția tuturor factorilor care determină bunul mers al societății.
Deși ca noțiune este foarte veche – a apărut odată cu tehnica – fiabilitatea ca teorie s-a constituit în ultimele decenii și este într-o continuă dezvoltare. Concept vechi și disciplină nouă, teoria fiabilității este o știință interdisciplinară care se referă la un cerc larg de probleme privind toate etapele de existență a produselor (proiectare, fabricare, transport, montare, exploatare, dezafectare, etc).
Conform definiției din DEX, fiabilitatea reprezintă totalitatea calităților unui sistem tehnic care determină capacitatea acestuia de a funcționa fără defecțiuni într-un interval de timp în anumite condiții date. Fiabilitatea este o mărime care caracterizează siguranța în funcționare a unui sistem tehnic în conformitate cu normele prescrise.
Teoria fiabilității = ramură a științei care studiază măsurile generale ce trebuie avute în vedere la proiectarea, fabricarea și exploatarea sistemelor tehnice pentru a se asigura o maximă eficiență în utilizarea lor.
Pentru realizarea calculului fiabilistic, sunt necesari următorii parametrii:
Coeficientul de comparație
Pentru acest coeficient se caută valoarea într-un tabel cu valorile coeficientului de comparație pentru intensitățile de defecare ale componentelor uzuale
Formula coeficientului de comparație este:
,
unde este parametrul de fiabilitate al componentei reale [h-1] și este parametrul de fiabilitate ideal cu valoarea [h-1]
Numărul de componente N
Rezistența de defectare
Media timpului de bună funcționare
[h]
Cu acești parametri se va realiza un tabel în care se vor trece numărul curent, denumirea componentei, coeficientul de comparație, numărul de componente de acel tip, parametrul de fiabilitate și produsul .
Tabel 6.4 – 1- Calculul fiabilitatii
În urma numerelor obținute, se va calcula media timpului de bună funcționare:
Pentru t=1 an (8760 ore), rezultă
6.5. Calculul economic
Tabel 6.5 – 1- Calcul economic
Produsul beneficiază de 2 ani de garanție din momentul achiziționării, în conformitate cu legislatia în viguare.
Pentru funcționare corespunzatoare este recomandată o revizie la 6 luni.
6.6 Organigrama de defectare
7. Concluzii
Numărarea călatorilor este foarte utilă pentru studii mai ales atunci când aceasta este strâns legată atât de locație cât și de timp. Această cerință are implicații diferite pentru numărarea călătorilor, spre exemplu atunci când vine vorba de trenuri sau de autobuze.
Este necesar ca operatorii sistemului de transport public sa aiba informații despre numărul de călători din fiecare vehicul aflat în administrare, pentru a putea știi ce trasee sunt mai aglomerate pentru a suplimenta numărul de vehicule de pe acel traseu.
Numărul exact de călători este foarte important pentru manageri companiilor de transport public pentru a putea accesa diferite tipuri de sucvenții sau proiecte de achiziție și modernizare al parcului de vehicule.
Acest sistem de contorizare ar trebui sa fie integrat într-un sistem de informare al călătorilor din stații, pentru ca aceștia sa știe în prealabil cât de încărcat este vehiculul în care doresc sa urce.
Pe scurt acest sistem ar trebui implementat cât mai rapid pe majoritatea vehiculelor, deoarece oferă informații utile atat managerilor de transport public, cât și călătorilor.
Utilizarea strategică a informațiilor este esențială pentru furnizarea serviciilor de transport de calitate.
Țara noastra ar trebui sa inceapă sa implementeze acest sistem, deoarece prezentul sistem de contorizare manuală, este destul de costisitor pe termen lung și are o rată destul de mare de eroare.
8.Bibliografie
http://tet.pub.ro/materiale.php
http://www.raulmuresan.home.ro/Papers/Optimizare.pdf
http://www.trafficdan.ro
www.transmax.com.au/news/Architecture%20Brochure.pdf
http://www.transmax.com.au/news/Enterprise%20ITS%20Brochure.pdf
www.transmax.com.au/news/TSM%20Brochure.pdf
www.itsq.com.au/news/Traveller_Information.pdf
http://www.osmose-os.org/
www.ptv-vision.com
www.frame.net
www.its-romania.ro – Intelligent Transport Systems Romania
www.itsa.org – Intelligent Transportation Society of America
www.intertraffic.com – Utopia / spot
www.movea.se/Sigk4/4-3%20Fabrizio%20Biora,%20UTC%20development.ppt
31. https://ro.wikipedia.org/wiki/Transport
32.http://valicta.3x.ro/curs2.htm
33.http://www.pinellascounty.org/publicworks/ITS.htm
34.http://www.scrigroup.com/afaceri/transporturi/Caracteristicile-transportului91519.php
35.http://documents.tips/documents/sisteme-de-transport-inteligent.html
36.http://documents.tips/documents/curs-11-sisteme-inteligente-de-transport.html
37.http://documents.tips/documents/l2-juganaru-georgiana-hermeneanu-oana.html
38.All Datasheet – www.alldatasheet.com
39.Datasheet Catalog – www.datasheetcatalog.com
9.Abrevieri
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Mihai Sorin Florin Diplomă Septembrie2015 [304089] (ID: 304089)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.