«Αξιοποίηση νέων τεχνολογιών για τη συλλογή και επεξεργασία κυκλοφοριακών μεγεθών για αυτοκινητοδρόμους»

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ, ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ ΜΕΤ.Μ» Διπλωματική Εργασία «Αξιοποίηση νέων τεχνολογιών για τη συλλογή και επεξεργασία κυκλοφοριακών μεγεθών για αυτοκινητοδρόμους» Χρήστος Νεκτάριος Αντωνιάδης Επιβλέπων: Παπαϊωάννου Παναγιώτης, Καθηγητής Α.Π.Θ Μέλη εξεταστικής επιτροπής: Πιτσιάβα - Λατινοπούλου Μάγδα, Καθηγήτρια Α.Π.Θ Πολίτης Ιωάννης, Λέκτορας Α.Π.Θ Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος 2014

2 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο τομέας των μεταφορών είναι εξέχουσας σημασίας σε μια κοινωνία και για αυτόν τον λόγο συνδέεται άμεσα με την ανάπτυξη αυτής σε όλα τα επίπεδα. Η εφαρμογή νέων τεχνολογιών στις μεταφορές, όπως τα αποκαλούμενα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών (Intelligent Transport Systems ITS), αποτελεί µια πραγματικότητα των τελευταίων δεκαετιών, και λειτουργούν βέλτιστα σε συνδυασμό με τους νέους αυτοκινητοδρόμους υψηλών προδιαγραφών και αναμένεται να αυξηθούν σημαντικά κατά τα επόμενα χρόνια. Ο σχεδιασμός, η μελέτη και η εφαρμογή τέτοιων συστημάτων αποτελεί ένα ενδιαφέρον πεδίο για τους μελετητές που εμπλέκονται σε έργα συγκοινωνιακής υποδομής και του εξοπλισμού της. Μέσω της παρούσας εργασίας, η οποία πραγματεύεται το θέμα των νέων τεχνολογιών για τη συλλογή και επεξεργασία κυκλοφοριακών δεδομένων, γίνεται προσπάθεια σφαιρικής κάλυψης των μετρήσεων κυκλοφοριακών δεδομένων σε όλα τα στάδια, με έμφαση στα νέα και τεχνολογικά εξελιγμένα μέσα των Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών, τα οποία είναι ένας συνδυασμός τεχνολογιών πληροφόρησης και επικοινωνιών εφαρμοσμένων στον τομέα των μεταφορών με στόχο την αποδοτικότερη ασφαλέστερη και οικονομικότερη κυκλοφορία των ατόμων ή των εμπορευμάτων κάνοντας χρήση νέων τεχνολογιών. Στόχος της εργασίας, λοιπόν, είναι να μελετηθούν εκτενώς τα εν λόγω Συστήματα, να παρουσιαστούν όλες οι πτυχές αυτών, όπως τα πλεονεκτήματα χρήσης αυτών, οι τομείς εφαρμογής και κυρίως οι προοπτικές εξέλιξής τους και ευρύτερης χρήσης τους ιδιαίτερα στον ελλαδικό χώρο. Λέξεις κλειδιά: Συστήματα Ευφυών Μεταφορών, Κυκλοφοριακά δεδομένα, Μέτρηση κυκλοφοριακών δεδομένων ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σελίδα i

3 SUMMARY The transportation section is of paramount importance for a society and for that reason is directly connected to growth in from every aspect. The implementation of new technologies in transportation systems, as the so called Intelligent Transport Systems (ITS), came into reality during the last decades, function effectively in combination with the new high standard motorways and are expected to grow considerably into the years to come. The planning, design and implementation of such systems is an interesting field for researchers involved in transport infrastructure projects and equipment. Through this work, which deals with the issue of new technologies in the area of collection and processing traffic data, an attempt is made to comprehensively cover traffic measurement data at all stages, with emphasis on new and technologically advanced means of ITS. These systems comprise a combination of information and communication technologies applied to the transport sector in order to secure efficient and economical movement of people and goods using new technologies. The aim of the present theses is, therefore, the in-depth investigation of these systems, the presentation of all their aspects, such as the advantages of their use, their area of application and especially their prospects of development and wider use particularly in Greece. Keywords: Intelligent Transportation Systems, Traffic Data, Traffic Data Measurement ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σελίδα ii

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... i SUMMARY... ii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... iii 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Βασικά μεγέθη κυκλοφορίας Κυκλοφοριακός φόρτος Σύνθεση της κυκλοφορίας Ταχύτητα - Καθυστερήσεις Πυκνότητα Χρονικός & χωρικός διαχωρισμός Σχέση κυκλοφοριακών μεγεθών ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Αρχές μετρήσεων κυκλοφοριακών μεγεθών Γενικά Μέτρηση ταχύτητας Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου Συστήματα και εξοπλισμοί μετρήσεων και καταγραφών Μέθοδοι μέτρησης ταχύτητας Μέθοδοι μέτρησης κυκλοφοριακού φόρτου Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου από παρατηρητές Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου με φωτογραφικές μεθόδους Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου με αυτόματα μηχανήματα ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ (INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS) Γενικά Ορισμός Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών Η πορεία των ITS στον χρόνο Πολιτικό πλαίσιο ανάπτυξης των ITS Το γενικό πλαίσιο εφαρμογής των ITS ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα iii

5 4.6 Η υποδομή των ITS Τα πλεονεκτήματα των ITS Η Αρχιτεκτονική των ITS ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Εφαρμογή των ITS στον αστικό ιστό Εφαρμογή των ITS στους αυτοκινητοδρόμους Εφαρμογή ITS εθνικής εμβέλειας Συλλέκτες κυκλοφοριακών δεδομένων Ανιχνευτές βρόχου Διάφοροι τύποι συσκευών ανίχνευσης Κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας Ραντάρ Συλλογή δεδομένων αναμεταδότη (Probe Data) Κάρτες ανταπόκρισης στο εσωτερικό των αυτοκινήτων Παγκόσμιο Σύστημα Στιγματοθέτησης (GPS) Κινητά τηλέφωνα Νέες τάσεις στη συλλογή δεδομένων Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας Συστήματα ενημέρωσης χρηστών Επικοινωνιακό δίκτυο Επικοινωνία Κέντρων με τους οδηγούς μέσω συστημάτων Επικοινωνία μεταξύ των Κέντρων Πληροφόρηση σε πραγματικό χρόνο Συστήματα Ευφυών Μεταφορών στην Ελλάδα ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα iv

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΊΝΑΚΑΣ 2.1 ΣΧΈΣΕΙΣ ΜΕΤΑΞΎ ΤΩΝ ΒΑΣΙΚΏΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΏΝ ΜΕΓΕΘΏΝ ΠΊΝΑΚΑΣ 3.1 ΣΥΝΟΠΤΙΚΉ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΉ ΠΑΡΟΥΣΊΑΣΗ ΤΩΝ ΜΕΘΌΔΩΝ ΜΈΤΡΗΣΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΟΎ ΦΌΡΤΟΥ ΠΊΝΑΚΑΣ 3.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΉΜΑΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΉΜΑΤΑ ΜΈΤΡΗΣΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΟΎ ΦΌΡΤΟΥ ΜΕ ΜΕΤΡΗΤΉ ΠΕΠΙΕΣΜΈΝΟΥ ΑΈΡΑ ΠΊΝΑΚΑΣ 5.1 ΣΎΓΧΡΟΝΕΣ ΜΈΘΟΔΟΙ ΣΥΛΛΟΓΉΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΏΝ ΔΕΔΟΜΈΝΩΝ ΠΊΝΑΚΑΣ 5.2 ΥΛΟΠΟΙΗΜΈΝΕΣ ΔΡΆΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΆΔΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα v

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΚΟΝΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 2.1 ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΚΌΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΌΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΌΣ ΤΩΝ ΟΔΏΝ ΚΑΤΆ FHWA... 5 ΕΙΚΌΝΑ 3.1 ΧΕΙΡΟΚΊΝΗΤΟΣ ΜΕΤΡΗΤΉΣ (TALLY COUNTER) ΕΙΚΌΝΑ 3.2 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΌΣ ΜΕΤΡΗΤΉΣ (TALLY COUNTER) ΕΙΚΌΝΑ 3.3 ΕΓΚΑΤΆΣΤΑΣΗ ΣΩΛΉΝΑ ΜΕ ΠΕΠΙΕΣΜΈΝΟ ΑΈΡΑ ΕΙΚΌΝΑ 3.4 ΣΩΛΉΝΑΣ ΜΈΤΡΗΣΗΣ ΕΙΚΌΝΑ 4.1 ΑΛΥΣΊΔΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΏΝ ΣΤΑ ITS ΕΙΚΌΝΑ 4.2 ΑΠΕΙΚΌΝΙΣΗ ΤΩΝ ITS ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ ΚΑΙ Η ΣΥΝΕΡΓΑΣΊΑ ΑΥΤΏΝ ΕΙΚΌΝΑ 4.3 ΣΧΕΔΙΑΣΜΌΣ ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ ΕΥΦΥΏΝ ΜΕΤΑΦΟΡΏΝ ΕΙΚΌΝΑ 4.4 ΑΠΑΙΤΉΣΕΙΣ ΠΡΌΣΘΕΤΩΝ ΓΝΏΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΆΠΤΥΞΗ ΤΩΝ ITS ΕΙΚΌΝΑ 4.5 ΠΑΓΚΌΣΜΙΑ ΟΦΈΛΗ ΤΩΝ ITS ( ) ΕΙΚΌΝΑ 4.6 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΉ ΤΟΥ ISO ITS ΜΟΝΤΈΛΟΥ ΑΝΑΦΟΡΆΣ ΕΙΚΌΝΑ 4.7 ΥΨΗΛΉ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΉ ΤΩΝ ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΏΝ ITS ΕΙΚΌΝΑ 5.1 ΑΠΟΤΕΛΈΣΜΑΤΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΊΟΥ ΣΧΕΤΙΚΆ ΜΕ ΤΙΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΈΣ ΤΆΣΕΙΣ 44 ΕΙΚΌΝΑ 5.2 ΖΕΎΓΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΏΝ ΑΝΙΧΝΕΥΤΏΝ ΒΡΌΧΟΥ ΕΙΚΌΝΑ 5.3 ΤΡΌΠΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΊΑΣ ΤΟΥ ΒΡΌΧΟΥ ΕΙΚΌΝΑ 5.4 ΑΝΙΧΝΕΥΤΈΣ ΥΠΕΡΉΧΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.5 ΠΑΘΗΤΙΚΌΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΉΣ ΥΠΕΡΎΘΡΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.6 ΕΚΠΟΜΠΉ ΚΑΙ ΑΝΤΑΝΆΚΛΑΣΗ ΤΗΣ ΕΝΈΡΓΕΙΑΣ ΑΠΌ ΤΑ ΑΥΤΟΚΊΝΗΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΠΙΦΆΝΕΙΑ ΤΟΥ ΟΔΟΣΤΡΏΜΑΤΟΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.7 ΆΠΟΨΗ ΥΠΌ ΣΥΝΉΘΕΙΣ ΣΥΝΘΉΚΕΣ ΟΡΑΤΌΤΗΤΑΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.8 ΝΥΧΤΕΡΙΝΉ ΆΠΟΨΗ µε ΚΆΜΕΡΑ ΒΡΑΧΈΩΝ ΥΠΕΡΎΘΡΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.9 ΝΥΧΤΕΡΙΝΉ ΆΠΟΨΗ µε ΚΆΜΕΡΑ µακρών ΥΠΕΡΎΘΡΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.10 ΣΥΣΚΕΥΉ ΛΉΨΗΣ ΕΙΚΌΝΑΣ ΓΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΈΣ ΨΗΦΙΑΚΉΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΊΑΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.11 ΚΆΜΕΡΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΎΘΗΣΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΊΑΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.12 ΕΙΚΌΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΊΑΣ ΣΥΣΤΉΜΑΤΟΣ ΨΗΦΙΑΚΉΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΊΑΣ ΕΙΚΌΝΑΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.13 ΑΝΊΧΝΕΥΣΗ ΣΤΑΜΑΤΗΜΈΝΩΝ ΟΧΗΜΆΤΩΝ ΣΕ ΣΗΜΑΤΟΔΌΤΗ ΕΙΚΌΝΑ 5.14 ΡΥΜΟΥΛΚΟΎΜΕΝΟ MICROWAVE ΡΑΝΤΆΡ ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΛΛΟΓΉ ΔΕΔΟΜΈΝΩΝ ΣΕ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΌ ΧΏΡΟ ΕΙΚΌΝΑ 5.15 ΑΚΡΊΒΕΙΑ ΑΝΙΧΝΕΥΤΉ ΜΈΤΡΗΣΗΣ ΤΑΧΎΤΗΤΑΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.16 ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΊΕΣ ΜΕ ΤΟ GPS ΕΙΚΌΝΑ 5.17 ΤΟ ΣΎΣΤΗΜΑ GPS ΕΙΚΌΝΑ 5.18 ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΊΕΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΉΣΗ ΚΙΝΗΤΏΝ ΤΗΛΕΦΏΝΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.19 ΚΈΝΤΡΟ ΕΛΈΓΧΟΥ ΕΙΚΌΝΑ 5.20 ΣΎΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΊΡΙΣΗΣ ΣΤΌΛΟΥ ΕΙΚΌΝΑ 5.21 ΚΈΝΤΡΟ ΕΛΈΓΧΟΥ ΤΗΣ ΑΤΤΙΚΉΣ ΟΔΟΎ ΕΙΚΌΝΑ 5.22 ΔΙΑΧΕΊΡΙΣΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΊΑΣ ΣΤΗΝ ΕΓΝΑΤΊΑ ΟΔΌ ΕΙΚΌΝΑ ΠΛΑΊΣΙΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΊΑΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΉΜΑΤΟΣ ΕΝΗΜΈΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΧΡΗΣΤΏΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.24 ΠΙΝΑΚΊΔΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΏΝ ΜΗΝΥΜΆΤΩΝ ΕΙΚΌΝΑ 5.25 ΠΙΝΑΚΊΔΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΎ ΟΡΊΟΥ ΤΑΧΎΤΗΤΑΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.26 ΠΙΝΑΚΊΔΕΣ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΎ ΛΩΡΊΔΩΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΊΑΣ ΕΙΚΌΝΑ ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΤΙΚΉ ΠΙΝΑΚΊΔΑ ΈΝΔΕΙΞΗΣ ΤΑΧΎΤΗΤΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα vi

8 ΕΙΚΌΝΑ 5.28 ΣΧΗΜΑΤΙΚΉ ΑΠΕΙΚΌΝΙΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΉΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΆ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΈΝΩΝ ΣΤΟ SERVER ΚΑΙ ΜΕΤΆΔΟΣΗ ΑΥΤΏΝ ΜΈΣΩ ΔΙΑΔΙΚΤΎΟΥ ΕΙΚΌΝΑ 5.29 ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΉ ΡΟΉ ΚΑΙ ΤΑΧΎΤΗΤΑ ΣΕ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΌ ΧΡΌΝΟ ΣΤΟΝ Μ11 ΓΎΡΩ ΑΠΌ ΤΟ ΛΟΝΔΊΝΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα vii

9 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών ο πληθυσμός και η οικονομία της Ευρώπης παρουσίασαν έντονους ρυθμούς ανάπτυξης που είχαν ως επακόλουθο την εξάπλωση των δικτύων μεταφορικών υποδομών, την αύξηση της κινητικότητας και των οικονομικών δραστηριοτήτων, καθώς και σημαντικά παραγωγικά οφέλη. Εφόσον η κινητικότητα συνιστά προϋπόθεση για την πρόοδο, την κοινωνική και την οικονομική ευημερία, αλλά και βασική κοινωνική ανάγκη, το στοίχημα των αποδοτικών και αποτελεσματικών μεταφορών γίνεται όλο και μεγαλύτερη αναγκαιότητα για τις οικονομίες των ευρωπαϊκών χωρών και για την κοινωνία ως σύνολο, ειδικά σήμερα υπό το οικονομικά ασταθές περιβάλλον. Το πρόβλημα των μεταφορών δεν αντιμετωπίζεται πια μόνο σαν πρόβλημα της μεταφοράς των ανθρώπων ή αγαθών από ένα σημείο σε ένα άλλο. Η αντιμετώπισή του επεκτείνεται στις σχέσεις και επιπτώσεις από την ύπαρξη και λειτουργία του συστήματος των μεταφορών στο ευρύτερο κοινωνικό και φυσικό περιβάλλον μιας περιοχής. Στις σύγχρονες και ανεπτυγμένες κοινωνίες η ανθρώπινη δραστηριότητα, εμπορική ή μη, απαιτεί την αποτελεσματική οδική σύνδεση των μεγάλων αστικών κέντρων αλλά και των μεγάλων κυκλοφοριακών κέντρων όπως αεροδρόμια, λιμάνια και εμπορικά και διαμετακομιστικά κέντρα. Η σύνδεση αυτή επιτυγχάνεται με τη χρήση των αυτοκινητοδρόμων. Η ολοένα αυξανόμενη ζήτηση για μετακινήσεις προσώπων και αγαθών, λοιπόν, θα πρέπει να ικανοποιηθεί ή να διαχειριστεί με μέτρα που στοχεύουν στη βελτιστοποίηση της χρήσης των υφιστάμενων υποδομών. Στο σημείο αυτό οι νέες τεχνολογίες και οι καινοτομίες, είτε αφορούν στον σχεδιασμό διαχείριση των υποδομών, είτε αφορούν στις τεχνολογίες των στόλων (οχήματα, τρένα, αεροπλάνα κ.λ.π.) αποτελούν το βασικό στοιχείο για την εξέλιξη και εύρυθμη λειτουργία του συστήματος μεταφορών. Η σύγχρονη κατεύθυνση «ευφυής υποδομή ευφυές όχημα» αποτελεί τη μοναδική κατεύθυνση για βιώσιμη ανάπτυξη. Το σημαντικό, όμως, λόγω της κατακόρυφης αύξησης των κυκλοφοριακών φόρτων που λαμβάνει χώρα τα τελευταία χρόνια σε όλα τα οδικά δίκτυα παγκοσμίως έγκειται στις νέες απαιτήσεις στον χώρο της διαχείρισης των εν λειτουργία οδικών έργων. Ωστόσο για να υλοποιηθεί αυτή η διαχείριση απαιτείται ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σελίδα 1

10 πρώτα η απόκτηση των σχετικών δεδομένων της κυκλοφορίας, μέσα από την ίδια την οδική υποδομή. Οι συνθήκες αυτές έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός ακόμη πεδίου εξοπλισμού των οδών, αυτό του εξοπλισμού παρακολούθησης της κυκλοφορίας. Μέχρι τώρα στο πεδίο αυτό περιλαμβάνονταν µόνο οι ανιχνευτές για τους σκοπούς της φωτεινής σηματοδότησης, καθώς και κάμερες κλειστού τηλεοπτικού κυκλώματος σε επικίνδυνα σημεία, όπως σήραγγες ή γέφυρες. Η σύγχρονη παρακολούθηση αξιοποιεί τόσο τις υπάρχουσες, όσο και νέες τεχνολογίες για τους σκοπούς της, δηλαδή τη μέτρηση πάσης φύσεως κυκλοφοριακών δεδομένων και την επιτήρηση της κυκλοφορίας. Καθώς οι ολοκληρωμένες παρεμβάσεις δίνουν έμφαση στη χρήση σύγχρονων τεχνολογικών λύσεων, οι εφαρμογές των Ευφυών Συστημάτων θέτουν τις βάσεις για μεγαλύτερα πλεονεκτήματα στο μέλλον, µέσω της μείωσης του διοικητικού κόστους, της αύξησης της παραγωγικότητας και της ανταγωνιστικότητας, της ενίσχυσης της εθνικής οικονομίας, της κοινωνικής συνοχής και της αναβάθμισης της ποιότητας ζωής. Για αυτούς τους λόγους τα Ευφυή Συστήματα Μεταφορών (ITS) πρέπει εφεξής να αποτελούν βασική συνιστώσα της μελλοντικής πολιτικής των μεταφορών. Η διαπραγμάτευση του θέματος παρουσιάζεται σύμφωνα με την ακόλουθη δομή: Στο 1 ο κεφάλαιο αρχικά παρουσιάζονται γενικά στοιχεία σχετικά με το αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας και στη συνέχεια ακολουθεί η ανάλυση της δομής της εργασίας. Στο 2 ο κεφάλαιο αναλύονται συνοπτικά τα βασικά μεγέθη κυκλοφορίας και πιο συγκεκριμένα ο κυκλοφοριακός φόρτος, η σύνθεση της κυκλοφορίας, η ταχύτητα, η πυκνότητα και ο χωρικός χρονικός διαχωρισμός, καθώς επίσης και οι εξισώσεις που διέπουν τα εν λόγω μεγέθη. Στο 3 ο κεφάλαιο δίνεται το θεωρητικό υπόβαθρο των μετρήσεων των κυκλοφοριακών μεγεθών. Αρχικά παρουσιάζονται οι αρχές των εν λόγω μετρήσεων. Ακολούθως γίνεται αναφορά στα βασικά σημεία των μετρήσεων της ταχύτητας και του κυκλοφοριακού φόρτου. Στη συνέχεια γίνεται εισαγωγή για τα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σελίδα 2

11 συστήματα και τους εξοπλισμούς μετρήσεων και καταγραφών κυκλοφοριακών δεδομένων, με έμφαση στα απλά και κυρίως παλαιότερα χρησιμοποιούμενα συστήματα. Το 4 ο κεφάλαιο πραγματεύεται με την ανάλυση των Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών (ITS). Αρχικά γίνεται μια ιστορική αναδρομή της εξέλιξης των ITS στο χρόνο και στη συνέχεια αναφέρονται τα γενικά πλαίσια εφαρμογών τους καθώς και τα πλεονεκτήματα η αρχιτεκτονική τους. Στο 5 ο κεφαλαίο προσδιορίζοντα και μελετώνται τα βασικά υποσυστήματα των Ευφυών Συστημάτων Μεταφορών και των εφαρμογών τους, αναλύοντάς τα όλα ξεχωριστά. Τέλος, στο 6 ο κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά τα βασικά σημεία της εργασίας και επισημαίνονται τα εξαγόμενα συμπεράσματα. Σε αυτό το σημείο, οφείλω να ευχαριστήσω θερμά τον κ. Παναγιώτη Παπαϊωάννου, Καθηγητή του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Α.Π.Θ., για την καταλυτική εποπτεία, καθοδήγηση και αμέριστη ενθάρρυνση που επέδειξε για την ολοκλήρωση της εργασίας. Ευχαριστίες οφείλω, ακόμα, στην κ. Mάγδα Πιτσιάβα- Λατινοπούλου, Καθηγήτρια του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Α.Π.Θ., για την καταλυτική συνδρομή της στο έργο αυτό. Τέλος, ανυπολόγιστη εκτιμώ τη συνεισφορά του κ. Ιωάννη Πολίτη, Λέκτορα του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Α.Π.Θ., για τον πολύτιμο χρόνο που μου αφιέρωσε για να φέρω εις πέρας την παρούσα μεταπτυχιακή εργασία ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σελίδα 3

12 2. ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ 2.1 Βασικά μεγέθη κυκλοφορίας Η κυκλοφορία σαν μέγεθος καθορίζεται από κάποια βασικά μεγέθη, τα οποία δύνανται να οριστούν και να μετρηθούν με σχετικά απλές μεθόδους. Τα εν λόγω χαρακτηριστικά της κυκλοφορίας σε ένα δίκτυο προσδιορίζουν ποιοτικά και ποσοτικά το είδος της ροής των οχημάτων που αναμένεται να κυκλοφορούν στις νέες ή υπό αναβάθμιση οδούς, προκειμένου να καθίσταται εφικτός ο σχεδιασμός ή η μελέτη της λειτουργίας του. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά μεγέθη της κυκλοφορίας σε ένα οδικό δίκτυο είναι τα εξής (Γιαννής et al., n.d.; Γκορτσίλας et al., 2009): Ο κυκλοφοριακός φόρτος Q (οχήματα ανά ώρα) και η σύνθεση της κυκλοφορίας. Η ταχύτητα κινήσεως των οχημάτων Vt, Vs (χλμ ανά ώρα). Η πυκνότητα κυκλοφορίας Κ (οχήματα ανά χλμ) ή ο μέσος χωρικός ή χρονικός διαχωρισμός των οχημάτων. Ο αριθμός και το είδος των ατυχημάτων. Τα μεγέθη σχετικά με τη στάθμευση. Τα τρία πρώτα μεγέθη αφορούν κυρίως ποσοτικά μεγέθη της κυκλοφορίας, ενώ τα υπόλοιπα δύο μεγέθη χαρακτηρίζουν περισσότερο την ποιότητα της προσφερόμενης από το δίκτυο εξυπηρέτησης. Προκειμένου να γίνουν κατανοητά τα κυκλοφοριακά μεγέθη των αυτοκινητοδρόμων, κρίνεται σκόπιμο να παρατεθεί αρχικά ο ορισμός αυτών. Στο άρθρο 2 της Κοινοτικής Οδηγίας 1999/62/ΕΚ, λοιπόν, αυτοκινητόδρομος ορίζεται ως «η κάθε οδός η οποία έχει μελετηθεί και κατασκευαστεί ειδικά για την κυκλοφορία αυτοκινήτων οχημάτων, η οποία δεν εξυπηρετεί τις παρόδιες ιδιοκτησίες και η οποία: i. εκτός από ορισμένα σημεία της ή εκτός από προσωρινές διευθετήσεις, διαθέτει, για τις δύο κατευθύνσεις της κυκλοφορίας, διακεκριμένα οδοστρώματα τα οποία χωρίζονται μεταξύ τους είτε µε διαχωριστική νησίδα που δεν προορίζεται για την κυκλοφορία, είτε, κατ εξαίρεση, µε άλλα μέσα, ii. δεν διασταυρώνεται στο ίδιο επίπεδο µε άλλη οδό, µε σιδηροδρομική ή τροχιοδρομική γραμμή ή µε λωρίδα για πεζούς, ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 4

13 iii. χαρακτηρίζεται συγκεκριμένα ως αυτοκινητόδρομος». Επομένως γίνεται αντιληπτό και βάσει εμπειρίας πως στην κατηγορία των αυτοκινητοδρόμων εντοπίζονται τα τέσσερα πρώτα κυκλοφοριακά μεγέθη με τον κυκλοφοριακό φόρτο να αποτελεί το βασικότερο στον αρχικό σχεδιασμό αυτών. Στην Εικόνα 2.1 απεικονίζεται ο λειτουργικός διαχωρισμός των οδών κατά Federal Highway Administration, FHWA, σε 13 κατηγορίες. Εικόνα 2.1 Ομοσπονδιακός Λειτουργικός Διαχωρισμός των οδών κατά FHWA. (Πηγή: ations/fcauab.pdf ) Κυκλοφοριακός φόρτος Κυκλοφοριακός φόρτος (traffic volume) μιας εξεταζόμενης διατομής για μια χρονική περίοδο είναι ο αριθμός των οχημάτων που διέρχονται από τη διατομή, από ένα σημείο ή από μια περιοχή, μέσα σε μια ορισμένη χρονική περίοδο. Ο κυκλοφοριακός φόρτος ενδέχεται να προσδιορίζει είτε τα οχήματα που διέρχονται από τη συνολική διατομή της οδού, είτε τα οχήματα μίας κατεύθυνσης ή ακόμη και μίας μόνο λωρίδας κυκλοφορίας. Επίσης μπορεί να αναφέρεται σε περισσότερες από μία οδούς στην περίπτωση των αστικών κέντρων και υπολογίζεται από την ακόλουθη σχέση: ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 5

14 Για τον σχεδιασμό, τη μελέτη, τον έλεγχο, τη λειτουργία και τη διαχείριση των συστημάτων μετακινήσεων ο κυκλοφοριακός φόρτος αποτελεί την πιο σημαντική κυκλοφοριακή παράμετρο και χρησιμοποιείται συχνότερα σε σχέση με τις άλλες παραμέτρους. Τα στοιχεία των κυκλοφοριακών φόρτων χρησιμοποιούνται κυρίως για την ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης και των εξελικτικών τάσεων σχετικά με τη χρησιμοποίηση ενός οδικού δικτύου, αλλά και για τον εντοπισμό των αναγκών συντήρησης και για τον σχεδιασμό νέων οδών ή βελτιώσεων των υφισταμένων (π.χ. σηματοδότηση, διαμόρφωση κόμβων κ.λ.π.). Επίσης, βάσει του συγκεκριμένου μεγέθους και της ελαστικότητάς του, διαμορφώνεται και η πολιτική διοδίων που θα ισχύσει σε έναν αυτοκινητόδρομο (Αγγελόπουλος, 2013; Γιαννής et al., n.d.; Γκορτσίλας et al., 2009; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986). Υπάρχουν διάφοροι κυκλοφοριακοί φόρτοι, ανάλογα με τη χρονική περίοδο στην οποία αυτοί αναφέρονται. Ιδιαίτερη σημασία για την ανάλυση και μελέτη των οδικών δικτύων παρουσιάζει η Ετήσια Μέση Ημερήσια Κυκλοφορία ή Μέση Ημερήσια Κυκλοφορία ΕΜΗΚ (Annual Average Daily Traffic AADT), που είναι ο συνολικός κυκλοφοριακός φόρτος ενός έτους διαιρούμενος με τον αριθμό των ημερών του έτους. Η ζήτηση για μετακινήσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας, της εβδομάδας και του έτους μεταβάλλεται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά των μετακινούμενων στην εξεταζόμενη οδό. Οι κυκλοφοριακοί φόρτοι παρουσιάζουν τρεις διακρινόμενους κύκλους διακύμανσης κατά τη διάρκεια μίας ημέρας, μίας εβδομάδας και ενός έτους. Από αυτούς τους κύκλους προκύπτουν αντίστοιχα οι ωριαίες, οι ημερήσιες και οι μηνιαίες (ή εποχικές) διακυμάνσεις. Πέρα από αυτές τις τρεις διακρινόμενες κυκλικές διακυμάνσεις, οι κυκλοφοριακοί φόρτοι παρουσιάζουν μία ετήσια μεταβολή που χαρακτηρίζει τη χρονική εξέλιξή τους. Η κυκλοφορία παρουσιάζει την εντονότερη διακύμανση κατά τη διάρκεια μιας ημέρας. Η συγκεκριμένη διακύμανση αποτυπώνει τις καθημερινές συνήθειες ζωής και εργασίας, οι οποίες καθορίζουν ουσιαστικά τον χρόνο κατά τον οποίο γίνονται οι διάφορες μετακινήσεις προσώπων και αγαθών. Συνεπώς, η ωριαία διακύμανση έχει διαφορετική μορφή κατά τη διάρκεια μιας εργάσιμης ημέρας σε σχέση με αυτή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 6

15 της Κυριακής ή γενικότερα μιας ημέρας αργίας. Επίσης παρουσιάζει διαφορετική μορφή κατά κατεύθυνση της κυκλοφορίας, ιδιαίτερα σε οδούς που οδηγούν προς το κέντρο της πόλης και αντίστροφα. Η διακύμανση της κυκλοφορίας κατά τη διάρκεια μίας ημέρας παρουσιάζεται συνήθως σε διαγράμματα ωριαίων φόρτων. Σε ορισμένες περιπτώσεις λεπτομερειακής μελέτης, όμως, πέρα από τους ωριαίους κυκλοφοριακούς φόρτους, χρειάζεται παράλληλα η γνώση της κατανομής των φόρτων σε μικρότερα χρονικά διαστήματα (για παράδειγμα 15λεπτών), αφού η συγκέντρωση αφίξεων οχημάτων σε μικρότερη μονάδα του χρόνου είναι δυνατόν να οδηγεί σε διαφορετικά μεγέθη σχεδιασμού. Όπως είναι φυσικό, σε αυτά τα μικρά χρονικά διαστήματα παρουσιάζονται πολύ εντονότερες αιχμές. Κατά τις τελευταίες δεκαετίες παρατηρήθηκε μια συνεχής αύξηση των κυκλοφοριακών φόρτων, λόγω της αύξησης του πληθυσμού και του αριθμού των κυκλοφορούντων αυτοκινήτων, της αύξησης του αριθμού και του μήκους των μετακινήσεων και της σταδιακής μετάβασης από τις μαζικές συγκοινωνίες στα ιδιωτικά επιβατικά αυτοκίνητα. Αξίζει να σημειωθεί, πως οδοί που εξυπηρετούν νέες, γρήγορα αναπτυσσόμενες περιοχές παρουσιάζουν μειωμένους ρυθμούς αύξησης. Το ίδιο συμβαίνει και σε οδούς που πλησιάζουν ή έχουν φτάσει το όριο κορεσμού. Σε ορισμένες οδούς, όμως, είναι δυνατό να παρουσιαστεί και μείωση της κυκλοφορίας, όταν κατασκευαστούν νέες οδοί που εξυπηρετούν καλύτερα και επομένως απορροφούν τμήμα της κυκλοφορίας του υφιστάμενου οδικού δικτύου. Για τη μελέτη ενός στοιχείου του οδικού δικτύου λαμβάνεται σαν βάση ο λεγόμενος Ωριαίος Φόρτος Μελέτης ή Σχεδιασμού ΩΦΜ (Design Hour Volume DHV). Για τις υπεραστικές οδούς, σαν ωριαίος φόρτος μελέτης λαμβάνεται συνήθως ο τριακοστός υψηλότερος φόρτος του έτους που αντιστοιχεί στον ωριαίο φόρτο που μπορεί να ξεπεραστεί μόνο για τριάντα συνολικά ώρες κατά τη διάρκεια ενός έτους. Στις ελληνικές εθνικές οδούς, ο 30ος υψηλότερος φόρτος είναι συνήθως της τάξης του 16% της ΕΜΗΚ, ενώ σε δευτερεύουσες υπεραστικές οδούς με μεγάλες εποχιακές αιχμές, ο αντίστοιχος φόρτος μπορεί να ανέρχεται και στο 40% της ΕΜΗΚ. Στον Πίνακα 2.1 παρουσιάζονται χαρακτηριστικές τιμές του 30ου υψηλότερου ωριαίου κυκλοφοριακού φόρτου, όπως προκύπτουν από τη διεθνή και ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 7

16 την ελληνική πρακτική 1986). (Γιαννής et al., n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, Πίνακας 2.1 Χαρακτηριστικές τιμές 30ου υψηλότερου ωριαίου φόρτου (Πηγή: Γιαννής et al., n.d.) Σε υπεραστικές οδούς (γενικά) 15 20% ΕΜΗΚ Σε υπεραστικές οδούς (με μεγάλη εποχιακή διακύμανση 20 40% ΕΜΗΚ Σε αστικές οδούς 7 8% ΕΜΗΚ Σύνθεση της κυκλοφορίας Η Σύνθεση της κυκλοφορίας (traffic composition) αφορά στην ποσοστιαία κατανομή του κυκλοφοριακού φόρτου ανά τύπο οχήματος. Ανάλογα με τον σκοπό που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν τα στοιχεία σύνθεσης της κυκλοφορίας και από το αν οι μετρήσεις γίνονται σε αστικές ή υπεραστικές οδούς, διακρίνονται διάφορες κατηγορίες οχημάτων. Τα οχήματα μπορούν να διαιρεθούν σε περισσότερες ή λιγότερες ευρείες κατηγορίες και κάθε είδος οχήματος έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά και συμπεριφορά κατά την κίνησή του στην οδό. Οι πιο συνηθισμένες κατηγορίες που χρησιμοποιούνται για αστικές περιοχές είναι οι ακόλουθες: Δίκυκλα (μοτοσυκλέτες, μοτοποδήλατα, ποδήλατα). Επιβατικά Αυτοκίνητα (ΙΧ και ταξί). Φορτηγά Αυτοκίνητα. Λεωφορεία. Η σύνθεση της κυκλοφορίας διαφέρει από πόλη σε πόλη ανάλογα με τα ειδικά χαρακτηριστικά κάθε πόλης, αλλά διαφέρει εξίσου σημαντικά ανάλογα με την εξεταζόμενη θέση στην πόλη. Επίσης, η σύνθεση της κυκλοφορίας μεταβάλλεται χρονικά, ιδιαίτερα κατά τις διάφορες ώρες της ημέρας καθώς και κατά τις διάφορες ημέρες της εβδομάδας. Επιπρόσθετα μεταβάλλεται βαθμιαία από έτος σε έτος λόγω του διαφορετικού ρυθμού αύξησης των κυκλοφορούντων οχημάτων διαφόρων κατηγοριών. Όπως είναι λογικό, οι διάφορες κατηγορίες οχημάτων προκαλούν διαφορετικό μέγεθος κυκλοφοριακής συμφόρησης, ανάλογα με τις διαστάσεις τους και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας τους. Για τη μετατροπή των διαφόρων κατηγοριών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 8

17 οχημάτων σε συγκρίσιμες μονάδες, από άποψη κυκλοφοριακής ικανότητας οδού, χρησιμοποιείται σαν βασική μονάδα το «επιβατικό αυτοκίνητο» και οι κυκλοφοριακοί φόρτοι εκφράζονται σε Μονάδες Επιβατικών Αυτοκινήτων ΜΕΑ (Passenger Car Units PCU). Με άλλα λόγια, κάθε είδος οχήματος θεωρείται ότι έχει επίπτωση στις κυκλοφοριακές συνθήκες ίση με αυτή ενός αριθμού επιβατικών οχημάτων. Για λόγους απλοποίησης χρησιμοποιούνται συνήθως γενικευμένοι συντελεστές μετατροπής σε ΜΕΑ ανά κατηγορία οχήματος (Πίνακας 2.2). Η επίδραση, όμως, των διαφόρων κατηγοριών οχημάτων στην κυκλοφοριακή ικανότητα μιας οδού δεν εξαρτάται μόνο από το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των οχημάτων αλλά και από τις οδικές και κυκλοφοριακές συνθήκες. Για αυτόν τον λόγο για ειδικές λεπτομερειακές μελέτες πρέπει να γίνεται αναλυτική εξέταση της επίδρασης κάθε κατηγορίας οχήματος για τη συγκεκριμένη περίπτωση (Γκορτσίλας et al., 2009; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986). Πίνακας 2.2 Συντελεστές Μονάδων Επιβατικών Αυτοκινήτων (Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ) Κατηγορία Είδος οχήματος Ισοδυναμία με ΜΕΑ I Σκούτερ, μοτοποδήλατα μοτοσικλέτες, 0,5 II Επιβατικά ΙΧ, ταξί, ημιφορτηγά, μικρά φορτηγά 1,0 III Επιβατικά με τροχόσπιτα, μικρο-λεωφορεία, φορτηγά 2,0 λεωφορεία και πούλμαν IV Φορτηγά επικαθήμενα, φορτηγά ειδικού φορτίου, 3,0 τρόλεϊ, αρθρωτά λεωφορεία V Συρμός φορτηγών 5,0 VI Άλλα οχήματα (τρακτέρ, κατασκευαστικά οχήματα κ.α.) Ταχύτητα - Καθυστερήσεις Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά της κυκλοφορίας είναι η ταχύτητα που κινούνται τα οχήματα στο δίκτυο. Διακρίνονται τα παρακάτω τρία βασικά είδη ταχυτήτων για μεμονωμένα οχήματα: Ταχύτητα σημείου (Spot speed): πρόκειται για την ταχύτητα που έχει ένα όχημα όταν περνά από ένα ορισμένο σημείο. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 9

18 Ταχύτητα διαδρομής (Journey speed, Travel speed): είναι η μέση ταχύτητα που κινήθηκε ένα όχημα από το σημείο προέλευσης στο σημείο προορισμού, υπολογιζόμενων και των καθυστερήσεων λόγω στάσεων. Ταχύτητα λειτουργίας (Operating speed): είναι η μέγιστη ταχύτητα διαδρομής που μπορεί να κινηθεί ένα όχημα σε δεδομένο τμήμα του οδικού δικτύου κάτω από καλές καιρικές συνθήκες, με την υπάρχουσα κάθε φορά κυκλοφορία και χωρίς να ξεπεράσει τη μέγιστη ταχύτητα ασφαλείας που εκφράζεται από την ταχύτητα μελέτης. Για το σύνολο των οχημάτων που κυκλοφορούν σε ένα τμήμα ή περνούν από ένα σημείο της οδού ορίζονται τα παρακάτω δύο μεγέθη ταχύτητας (Γιαννής et al., n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Μέση ταχύτητα χώρου (Space Mean Speed): είναι ο αρμονικός μέσος όρος των ταχυτήτων σημείου που έχουν σε μία ορισμένη στιγμή όλα τα οχήματα ή μία ορισμένη κατηγορία οχημάτων που βρίσκονται σε ένα δεδομένο μήκος της οδού. Μέση ταχύτητα χρόνου (Time Mean Speed): είναι ο αριθμητικός μέσος όρος των ταχυτήτων σημείου των οχημάτων που περνούν μπροστά από ένα σημείο του δικτύου σε μία δεδομένη χρονική περίοδο. Η μαθηματική σχέση που διέπει τις δύο παραπάνω ταχύτητες είναι η ακόλουθη: Εκτός από τους προαναφερθέντες χρησιμοποιούνται στη βιβλιογραφία και πολλοί άλλοι ορισμοί ταχυτήτων ανάλογα με την ιδιαίτερη θεώρηση που δίνεται στο αντικείμενο, όπως μέση ταχύτητα μελέτης (Average highway speed), ταχύτητα περιοχής (Area speed), ταχύτητα ελεύθερης ροής (Free flow speed), ταχύτητα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 10

19 πορείας (Running speed) και γραμμική ταχύτητα κίνησης (Linear speed) (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986). Συναφής με την έννοια της ταχύτητας είναι η έννοια της καθυστέρησης (delay), δηλαδή του χρόνου κατά τον οποίο ένα όχημα διακόπτει ή επιβραδύνει την πορεία του, ενώ βρίσκεται μέσα σε κυκλοφοριακό ρεύμα. Τα είδη καθυστερήσεων διακρίνονται σε (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Λειτουργικές καθυστερήσεις: πρόκειται για τις καθυστερήσεις που οφείλονται στις επιδράσεις της υπόλοιπης κυκλοφορίας. Σταθερές καθυστερήσεις (Fixed delays): οφείλονται στα διάφορα συστήματα ελέγχου της κυκλοφορίας, όπως για παράδειγμα οι φωτεινοί σηματοδότες, τα σήματα κ.λ.π Πυκνότητα Το μέγεθος της πυκνότητας κυκλοφορίας (traffic density, concentration), σε άμεση συνάρτηση με τα μεγέθη του κυκλοφοριακού φόρτου και της ταχύτητας κυκλοφορίας, αφορά τον αριθμό των οχημάτων που καταλαμβάνουν σε μια δεδομένη στιγμή μια μονάδα μήκους της οδού. Η πυκνότητα κυκλοφορίας μπορεί να αναφέρεται και στις δύο ή σε μία από τις κατευθύνσεις κίνησης της κυκλοφορίας, καθώς επίσης και σε μία ή περισσότερες λωρίδες κυκλοφορίας. Δεν είναι εύκολο μέγεθος να μετρηθεί στην πράξη, όμως, διευκολύνεται με τη χρήση αεροφωτογραφιών. Η πυκνότητα μεταβάλλεται από τη μηδενική τιμή που αντιστοιχεί στην κατάσταση που κανένα όχημα δεν υπάρχει στο οδικό τμήμα, μέχρι μια μέγιστη τιμή όταν το τμήμα είναι πλήρες και τα οχήματα πλησιάζουν το ένα στο άλλο, ενώ βρίσκονται σε στάση και υπολογίζεται βάσει της ακόλουθης εξίσωσης (Γιαννής et al., n.d.; Γκορτσίλας et al., 2009; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Χρονικός & χωρικός διαχωρισμός Ο χρονικός και χωρικός διαχωρισμός (time and space headway) είναι η απόσταση μετρημένη σε χρόνο ή μήκος αντίστοιχα, μεταξύ των μπροστινών ακραίων σημείων διαδοχικών οχημάτων καθώς αυτά περνούν από ένα δεδομένο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 11

20 σημείο. Ο χρονικός διαχωρισμός εκφράζεται σε δευτερόλεπτα, ενώ ο χωρικός σε μέτρα. Συνήθως στην πράξη δεν χρησιμοποιούνται οι παραπάνω έννοιες σαν απόλυτα μεγέθη αλλά σαν μέσες τιμές. Επομένως, ο μέσος χρονικός διαχωρισμός εκφράζεται σε δευτερόλεπτα / όχημα και εκφράζει τον αριθμητικό μέσο όρο των χρονικών διαχωρισμών μεταξύ των οχημάτων που πέρασαν από το σημείο μέτρησης σε μια ορισμένη χρονική περίοδο. Αντίστοιχα, ο μέσος χωρικός διαχωρισμός εκφράζεται σε μέτρα / όχημα και είναι ο αριθμητικός μέσος όρος των χωρικών διαχωρισμών των οχημάτων που πέρασαν από το σημείο μέτρησης σε μια ορισμένη χρονική περίοδο και υπολογίζονται βάσει των ακόλουθων σχέσεων (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Σχέση κυκλοφοριακών μεγεθών Η βασική σχέση που συνδέει τα τρία χαρακτηριστικά μεγέθη της κυκλοφορίας και αποτελεί τη θεμελιώδη σχέση της κυκλοφοριακής ροής είναι η ακόλουθη (Γιαννής et al., n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Όπου Q: ο κυκλοφοριακός φόρτος, Κ: η πυκνότητα κυκλοφορίας και Vs: η μέση ταχύτητα χώρου Από αυτή τη σχέση προκύπτει πως αν είναι γνωστά τα δύο από τα τρία μεγέθη, ορίζεται το τρίτο. Στον Πίνακα 2.3 φαίνονται και διαγραμματικά οι σχέσεις που διέπουν τα εν λόγω μεγέθη. Ικανοποιητικά αποτελέσματα προκύπτουν μόνο, όταν επικρατούν σταθερές συνθήκες σε όλο το οδικό τμήμα, που αντιστοιχούν σε συνθήκες ελεύθερης ροής οχημάτων, χωρίς επιδράσεις από διασταυρώσεις, σηματοδότηση κ.λ.π. Όπως είναι φυσικό, το επιθυμητό είναι κάθε οδικό τμήμα να λειτουργεί σε μη συμφορημένες συνθήκες και όχι στις ασταθείς συνθήκες της ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 12

21 συμφόρησης. Αυτό καταδεικνύει πως ο κυκλοφοριακός φόρτος δεν είναι από μόνος του ικανοποιητικό μέγεθος για την περιγραφή της κυκλοφοριακής κατάστασης σε ένα δίκτυο ή τμήμα καθώς μπορεί να παρατηρηθεί σε δύο ριζικά διαφορετικές περιπτώσεις. Αντίθετα κρίνονται καταλληλότερα μεγέθη για την αξιολόγηση των συνθηκών της κυκλοφορίας η ταχύτητα και η πυκνότητα (Γκορτσίλας et al., 2009). Πίνακας 2.1 Σχέσεις μεταξύ των βασικών κυκλοφοριακών μεγεθών (Πηγή: ) Σχέση κυκλοφοριακής ροής και πυκνότητας Σχέση ταχύτητας και πυκνότητας Σχέση κυκλοφοριακής ροής και ταχύτητας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο - ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΕ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ Σελίδα 13

22 3. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ 3.1 Αρχές μετρήσεων κυκλοφοριακών μεγεθών Γενικά Η γνώση της υπάρχουσας κατάστασης ενός οδικού δικτύου, δηλαδή των κυκλοφοριακών συνθηκών και συνηθειών που επικρατούν κατά την περίοδο της μελέτης, επιτρέπουν την πρόβλεψη της μελλοντικής κυκλοφοριακής ζήτησης και την ταυτόχρονη διερεύνηση διαφόρων εναλλακτικών λύσεων για την εξυπηρέτησή της. Πέρα από αυτό, σχεδόν καθημερινά απαιτούνται στοιχεία σχετικά με τα διάφορα χαρακτηριστικά της κυκλοφορίας και των μετακινήσεων για τη διευθέτηση της κυκλοφορίας και τη λήψη άμεσων μέτρων για τη βελτίωση των κυκλοφοριακών συνθηκών. Αντικείμενο των κυκλοφοριακών ερευνών και μετρήσεων αποτελεί η συγκέντρωση των στοιχείων για την απεικόνιση της υπάρχουσας κατάστασης σχετικά με την κυκλοφορία και τις μετακινήσεις του υπό εξέταση οδικού δικτύου. Ο όρος κυκλοφοριακή μέτρηση (traffic count) χρησιμοποιείται για τις απλές μετρήσεις οχημάτων ή πεζών, χωρίς σημαντική ταξινόμηση των πληροφοριών που συλλέγονται ή διερεύνηση των αιτιών εμφάνισης των μεγεθών που μετρούνται. Για παράδειγμα οι μετρήσεις κυκλοφοριακών φόρτων, όπου καταγράφεται ο αριθμός των διερχόμενων οχημάτων από ένα δεδομένο σημείο του δικτύου και διακρίνονται διάφοροι τύποι οχημάτων ή διευθύνσεις κίνησης, αλλά δεν συλλέγονται στοιχεία για την προέλευση και τον προορισμό των οχημάτων που μετρούνται ή τον σκοπό της μετακίνησης. Άλλα παραδείγματα κυκλοφοριακών μετρήσεων αποτελούν η μέτρηση του αριθμού των οχημάτων που σταθμεύουν σε μια δεδομένη περιοχή, η μέτρηση των οχημάτων που φτάνουν σε μια διασταύρωση και η ταξινόμησή τους κατά κατεύθυνση στροφής κ.λ.π. (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986). Από την άλλη πλευρά, ο όρος κυκλοφοριακή έρευνα (traffic survey) χρησιμοποιείται για να εκφράσει το είδος της απογραφής που, πέρα από τις απλές μετρήσεις, αποβλέπει στη συλλογή στοιχείων σχετικά με τα χαρακτηριστικά των μετακινήσεων και την ανεύρεση των αιτιών που τις προκαλούν. Παραδείγματα κυκλοφοριακών ερευνών αποτελούν οι διάφορες έρευνες ερωτηματολογίου όπου συλλέγονται πληροφορίες για τις μετακινήσεις οχημάτων. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 14

23 Σχετικά με τον χώρο που αναφέρονται οι μετρήσεις των μεγεθών υπάρχουν οι ακόλουθες τρεις περιπτώσεις (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Μετρήσεις σημείου: γίνονται σε μια συγκεκριμένη θέση (σημείο) και αναφέρονται σε διατομή κάθετη προς την κατεύθυνση ροής στη θέση μέτρησης. Μετρήσεις σε μικρό τμήμα της οδού: γίνονται μεταξύ δύο ορισμένων διατομών της οδού σε μικρή απόσταση (dx) μεταξύ τους. Μετρήσεις σε ολόκληρο το δίκτυο: γίνονται σε ολόκληρο το δίκτυο μιας περιοχής που καθορίζεται από μια περίμετρο Μέτρηση ταχύτητας Οι μετρήσεις γίνονται οποιαδήποτε ώρα της ημέρας, ενώ η διάρκειά τους εξαρτάται από το απαιτούμενο μέγεθος του δείγματος και τη μέθοδο μέτρησης. Η μέτρηση της ταχύτητας κίνησης σε ένα σημείο μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986) Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου Οι μετρήσεις κυκλοφοριακού φόρτου έχουν ως σκοπό να βρεθεί ο αριθμός των οχημάτων που περνάει από ένα ή περισσότερα σημεία του οδικού δικτύου σε μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Στην πράξη γίνεται συνήθως ένας προγραμματισμένος αριθμός μετρήσεων φόρτων σε διάφορα σημεία και διάφορες χρονικές περιόδους. Ο ουσιαστικός σκοπός των μετρήσεων κυκλοφοριακών φόρτων ποικίλει. Ενδεικτικά αναφέρονται μερικοί από τους συνηθέστερους αυτών (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Mathew, 2014a): Συλλογή στατιστικών δεδομένων για την παρακολούθηση των εξελικτικών τάσεων της κυκλοφορίας. Εύρεση του μεγέθους και της σύνθεσης της κυκλοφορίας σε ένα ή περισσότερα τμήματα ή διασταυρώσεις. Εύρεση του μεγέθους της κυκλοφορίας που χρησιμοποιεί μια περιοχή. Ανάλογα με τον σκοπό και τη μέθοδο ανάλυσης των δεδομένων, επιλέγεται ο χρόνος διεξαγωγής των μετρήσεων. Αρχικά αποφεύγεται η διεξαγωγή μετρήσεων κατά τις ημέρες και ώρες ειδικών γεγονότων που μεταβάλλουν τα συνήθη κυκλοφοριακά χαρακτηριστικά της περιοχής. Τέτοια γεγονότα θεωρούνται οι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 15

24 θρησκευτικές εορτές, οι αργίες ή ημιαργίες και ούτω καθεξής. Όταν εξαιρεθούν τέτοιου είδους ημέρες μπορεί να γίνει η υπόθεση ότι οι κυκλοφοριακές συνθήκες από Δευτέρα έως Παρασκευή είναι παρόμοιες και οι κυκλοφοριακές μετρήσεις φόρτου μπορούν να γίνονται σε οποιαδήποτε από αυτές τις ημέρες. Αυτές αποτελούν τις μετρήσεις μιας τυπικής καθημερινής. Οι μετρήσεις για τον καθορισμό των φόρτων κατά τις ώρες αιχμής καλύπτουν μόνο τις ώρες της μεγαλύτερης κίνησης. Οι μετρήσεις πρέπει να καλύπτουν ολόκληρες τις ώρες αυτές και είναι επιθυμητό μάλιστα να καλύπτουν διάστημα μιας εβδομάδας. Για κάθε μέρα ο φόρτος αιχμής προκύπτει σαν ο υψηλότερος ωριαίος κυκλοφοριακός φόρτος που μετρήθηκε την περίοδο των υψηλότερων φόρτων και από τις αντίστοιχες μετρήσεις όλων των ημερών προκύπτει ο μέσος όρος. Προκειμένου να καθοριστεί η ημερήσια κυκλοφορία, οι μετρήσεις μπορούν να γίνουν σε τρεις 8ωρες βάρδιες όλο το εικοσιτετράωρο ή σε δύο βάρδιες κατά τη διάρκεια ενός 16ωρου ή ενός 12ωρου, ώστε να καλύπτονται οι ώρες της μεγαλύτερης κίνησης. Οι παραπάνω μετρήσεις δύνανται να διεξαχθούν είτε συνεχώς κατά τη διάρκεια μιας εβδομάδας, ώστε να καλυφθούν οι μεταβολές κατά τις διάφορες ημέρες, είτε μόνο κατά τη διάρκεια μιας τυπικής καθημερινής, της Κυριακής και μιας αργίας. Συνήθως αν αυτό είναι δυνατό αυτές οι ημέρες λαμβάνονται συνεχείς. Για τον καθορισμό των μέσων ημερήσιων φόρτων κυκλοφορίας στο διάστημα ενός έτους, επειδή ο κυκλοφοριακός φόρτος μεταβάλλεται καθόλα τη διάρκεια του έτους, παίζει ρόλο και ο μήνας κατά τον οποίο γίνονται οι μετρήσεις, ώστε να χρησιμοποιηθεί κάθε φορά ο κατάλληλος συντελεστής αναγωγής, εφόσον οι μετρήσεις γίνουν κατά τη διάρκεια ενός μηνός που η κυκλοφορία διαφέρει σημαντικά από τη μέση κυκλοφορία του έτους (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986). Επειδή στις περισσότερες περιπτώσεις δεν είναι δυνατή ούτε από οικονομική πλευρά η μέτρηση του κυκλοφοριακού φόρτου συνεχώς κατά τη διάρκεια εκτεταμένων περιόδων, γίνονται δειγματοληπτικές μετρήσεις μιας ώρας ή και λιγότερο και υπολογίζεται ο ωριαίος, ημερήσιος, μηνιαίος ή και ετήσιος φόρτος με πολλαπλασιασμό επί τον κατάλληλο συντελεστή κατά περίπτωση. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 16

25 Παρόλα αυτά, η συνεχής παρακολούθηση της κυκλοφορίας σε αστικές και υπεραστικές περιοχές είναι απαραίτητη για τη μελέτη και τη λήψη μέτρων βελτίωσης των κυκλοφοριακών συνθηκών. Επίσης κρίνεται απολύτως απαραίτητη για οποιαδήποτε μελέτη σχεδιασμού του συγκοινωνιακού δικτύου της χώρας ή μιας περιοχής. Για αυτόν τον λόγο, λοιπόν, κάθε προηγμένη χώρα έχει πλέον εγκαταστήσει σε όλο το δίκτυό της μόνιμους σταθμούς μέτρησης κυκλοφοριακών φόρτων και άλλων χαρακτηριστικών της κυκλοφορίας. Αυτοί οι σταθμοί συλλέγουν δεδομένα σχετικά με το μέγεθος, τη διακύμανση στον χρόνο, τη σύνθεση και άλλα στοιχεία του κυκλοφοριακού φόρτου. Τα στοιχεία συλλέγονται και επεξεργάζονται συνήθως από υπολογιστή, ώστε να προκύψουν χρήσιμες στατιστικές (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986). 3.2 Συστήματα και εξοπλισμοί μετρήσεων και καταγραφών Μέθοδοι μέτρησης ταχύτητας Οι κυριότεροι μέθοδοι μέτρησης της ταχύτητας κίνησης σε ένα σημείο είναι αυτοί που ακολουθούν (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986): Μέτρηση με ταχύμετρο ραντάρ: Το όργανο αυτό χρησιμοποιεί την αρχή λειτουργίας του ραντάρ και όταν στρέφεται προς ένα όχημα δείχνει αυτόματα σε έναν κατάλληλο μετρητή την ταχύτητά του σε μίλια ή χιλιόμετρα την ώρα. Μέτρηση με ηλεκτρονικό ταχύμετρο: Δύο ανιχνευτές φωρατές είτε ελαστικοί με πεπιεσμένο αέρα, είτε μαγνητικού πεδίου, τοποθετούνται σε μια απόσταση περίπου 2m μεταξύ τους, πάνω στο οδόστρωμα του δρόμου. Το μηχάνημα καταγράφει τον χρόνο που απαιτείται για να περάσει ένα όχημα από έναν ανιχνευτή στον άλλο και από αυτόν υπολογίζει την ταχύτητά του. Μέτρηση με παρατηρητή: Κατά τη μέθοδο αυτή ένας ή δύο παρατηρητές μετρούν τον χρόνο που χρειάζονται τα οχήματα για να διανύσουν μία δεδομένη απόσταση. Συνήθως χρησιμοποιείται μόνο ένας παρατηρητής και ένα όργανο που αποτελεί ένα τύπο μεγάλου ορθογώνου αλλά με κάτοπτρο αντί του κλασικού πρίσματος Μέθοδοι μέτρησης κυκλοφοριακού φόρτου Οι μετρήσεις κυκλοφοριακού φόρτου διακρίνονται σε αυτές που γίνονται από παρατηρητές και αυτές που γίνονται από αυτόματα μηχανήματα. Συνεπώς, οι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 17

26 κατηγορίες μετρήσεων κυκλοφοριακών φόρτων είναι οι εξής (Γκορτσίλας et al., 2009; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Mathew, 2014a): Μέθοδος μέτρησης από παρατηρητές. Φωτογραφικοί μέθοδοι. Μέθοδος μέτρησης με αυτόματα μηχανήματα. Στον Πίνακα 3.1 παρουσιάζονται συνοπτικά τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των τριών μεθόδων μέτρησης του κυκλοφοριακού φόρτου. Πίνακας 3.1 Συνοπτική συγκριτική παρουσίαση των μεθόδων μέτρησης κυκλοφοριακού φόρτου (Πηγή: Γκορτσίλας et al., 2009) Μέθοδος Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Παρατηρητές Φωτογραφική Αυτόματα Μηχανήματα Μεγαλύτερη λεπτομέρεια (Κατάταξη, στρέφουσες κινήσεις) Αριθμός παρατηρητών μπορεί να προσαρμοσθεί στον φόρτο Χαμηλό κόστος για μικρή διάρκεια Μέτρηση γίνεται στο γραφείο Επανάληψη κάθε λήψης Απόκτηση και άλλων στοιχείων Χαμηλό κόστος για μεγάλη διάρκεια Δυνατότητα απεριόριστης διάρκειας, συνεχόμενη λειτουργία 24/7 Λειτουργία και σε δύσκολες καιρικές και περιβαλλοντικές συνθήκες Υψηλό κόστος για μεγάλη διάρκεια Δυσκολία για μεγάλη διάρκεια, αδύνατο το 24/7 Σε θέσεις υψηλού φόρτου απαιτούνται πολλά άτομα Προβλήματα καιρού Κόστος συσκευών Μεγάλη διάρκεια ανάλυσης Εύρεση κατάλληλου και προσβάσιμου σημείου τοποθέτησης Δυσκολίες κατατάξεων Υψηλό κόστος για μικρή διάρκεια Δυσκολία καταγραφής στροφών Είναι δυνατόν να καταστραφεί Κάθε διατομή απαιτεί ένα μηχάνημα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 18

27 3.2.3 Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου από παρατηρητές Η εν λόγω μέθοδος χρησιμοποιείται όταν δεν δικαιολογούνται τα έξοδα και η προσπάθεια που απαιτούνται για τις αυτοματοποιημένες μεθόδους μέτρησης. Σε αυτή τη μέθοδο μέτρησης, ο παρατηρητής σημειώνει σε ένα έντυπο τη διέλευση ενός οχήματος με μια γραμμή στο αντίστοιχο τετράγωνο του εντύπου (Εικόνα 1 Παραρτήματος) ανάλογα με το είδος του οχήματος και τον χρόνο καταγραφής. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται σε κατάλληλα έντυπα όπου γίνεται και η μετατροπή σε ΜΕΑ (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Leduc, 2008; Mathew, 2014a). Προκειμένου ο παρατηρητής να έχει τη δυνατότητα μέτρησης μεγαλύτερων φόρτων, χρησιμοποιεί έναν ή περισσότερους μηχανικούς μετρητές (tally counters) (Εικόνα 3.1). Αυτοί οι μετρητές διαθέτουν συνήθως τέσσερα κουμπιά και με την πίεση κάθε κουμπιού, ανάλογα με το είδος του οχήματος, καταγράφεται μια μονάδα σε ειδικό μετρητή. Στο τέλος της περιόδου μέτρησης καταγράφονται οι συνολικές ενδείξεις κάθε μετρητή. Διατίθενται και άλλα έντυπα ή και αυτόματος μετρητής με σωλήνα και πεπιεσμένο αέρα για την περίπτωση μετρήσεων κυκλοφοριακού φόρτου στρεφουσών κινήσεων σε διασταυρώσεις, καθώς και πιο ειδικές μέθοδοι μετρήσεων για κόμβους με περισσότερα από τέσσερα σκέλη ή για συνδυασμούς γειτονικών κόμβων, όπου δεν είναι εύκολο να εξακριβωθεί γρήγορα η κατεύθυνση κίνησης των αυτοκινήτων (Εικόνα 3.2). Επίσης υπάρχει και η μέθοδος του κινούμενου παρατηρητή (moving car method), η οποία αν και χρησιμοποιείται κυρίως για τη μέτρηση της ταχύτητας διαδρομής, μπορεί ταυτόχρονα να χρησιμοποιηθεί και για τη μέτρηση του κυκλοφοριακού φόρτου. Σε αυτή τη μέθοδο οι παρατηρητές μετακινούνται με ένα αυτοκίνητο σε όλο το μήκος του δρόμου πάνω στον οποίο πρόκειται να μετρηθεί ο κυκλοφοριακός φόρτος. Το πλήρωμα του αυτοκινήτου αποτελείται από έναν συντονιστή παρατηρητή, από τον μετρητή των αντίθετων οχημάτων, από τον μετρητή των οχημάτων που κινούνται κατά την κατεύθυνση κίνησης και τέλος από τον οδηγό (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Bennett et al., 2007). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 19

28 Εικόνα 3.1 Χειροκίνητος μετρητής (tally counter) (Πηγή: Εικόνα 3.2 Ηλεκτρονικός μετρητής (tally counter) (Πηγή: Bennett et al., 2007) Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου με φωτογραφικές μεθόδους Μετρήσεις κυκλοφοριακού φόρτου μπορούν να γίνουν και με χρησιμοποίηση φωτογραφικών μεθόδων, με τη χρήση κινηματογραφικών μηχανών ή συσκευών βίντεο. Αυτές οι μέθοδοι επιλέγονται κυρίως στα πλαίσια εκτεταμένων ερευνών για την ταυτόχρονη μελέτη και άλλων χαρακτηριστικών της κυκλοφορίας (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986) Μέτρηση κυκλοφοριακού φόρτου με αυτόματα μηχανήματα Από τις μετρήσεις με αυτόματα μηχανικά μέσα πολύ διαδεδομένος τρόπος ήταν ο μετρητής με πεπιεσμένο αέρα (pneumatic tube), κυρίως για μετρήσεις μικρότερης διάρκειας, όπως 24ωροι ή 48ωροι όγκοι κυκλοφορίας. Αυτός ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 20

29 μετρητής αποτελείται από ένα ελαστικό σωλήνα μικρής διατομής (~ 1cm) που στερεώνεται στο οδόστρωμα είτε μόνιμα οπότε ο σωλήνας θάβεται στο οδόστρωμα κατά το μισό περίπου της διατομής του, είτε προσωρινά με καρφιά και ειδικές υποδοχές οπότε απλώς ακουμπάει στο οδόστρωμα (Εικόνα 3.3, 3.4). Το ένα άκρο του σωλήνα είναι κλειστό και το άλλο συνδέεται σε ειδικό τύμπανο μετρητή που λειτουργεί με πεπιεσμένο αέρα. Όταν ένα όχημα περνάει πάνω από τον σωλήνα ωθεί την ποσότητα αέρα μέσα στον σωλήνα, ενεργοποιεί τον μετρητή και καταγράφεται μια μονάδα (Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Daiheng, 2014; Leduc, 2008; Mathew, 2014a; Roselli, 2011). Σφάλματα συνήθως δημιουργούνται όταν διέρχονται οχήματα με περισσότερους από δύο άξονες και φυσικά σε περίπτωση κακής λειτουργίας του μετρητή ή κακώσεων στον σωλήνα. Το ποσοστό σφάλματος των μετρητών αυτού του τύπου είναι περίπου 5 10%. Οι σωλήνες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στις καιρικές συνθήκες και στη μετατόπιση, λόγω της θέσης τους και της μικρής προσαρτημένης στο έδαφος επιφάνειας. Επίσης κατά την εγκατάσταση ενός δεύτερου σωλήνα με σκοπό την κατάταξη των οχημάτων, υπάρχει υψηλό περιθώριο ανθρώπινου λάθους στην κατασκευή σωλήνων με το ίδιο ακριβώς μήκος. Ακόμη, οι σωλήνες από καουτσούκ θεωρούνται πως είναι «αργοί αισθητήρες», επειδή το λάστιχο χρειάζεται χρόνο για να επανέλθει στην αρχική κατάσταση πριν ένας δεύτερος άξονας δώσει έναν δεύτερο παλμό αέρα στον διακόπτη. Όσο περισσότερες λωρίδες κυκλοφορίας μετρώνται και όσο πιο γρήγορα τα οχήματα ταξιδεύουν, τόσο μεγαλύτερη απόκλιση θα παρουσιάζει το σύστημα. Επομένως η συγκεκριμένη μέθοδος κρίνεται ακατάλληλη για οδούς ταχείας κυκλοφορίας. Τέλος πρέπει να δίνεται προσοχή ώστε οι μετρητές να μην τοποθετούνται σε σημεία όπου ενδέχεται να σταθμεύσουν αυτοκίνητα. Στον Πίνακα 3.2 συνοψίζονται τα βασικά μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα της εν λόγω μεθόδου (Bennett et al., 2007; Mathew, 2014a; Roselli, 2011). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 21

30 Εικόνα 3.3 Εγκατάσταση σωλήνα με πεπιεσμένο αέρα (Πηγή: Daiheng, 2014) Εικόνα 3.4 Σωλήνας μέτρησης (Πηγή: ) Εκτός από τους προαναφερθέντες αυτόματους μετρητές με πεπιεσμένο αέρα έχουν κατασκευαστεί και διατίθενται στο εμπόριο εδώ και πολλά χρόνια ποικιλία μηχανημάτων αυτόματης καταγραφής κυκλοφοριακού φόρτου. Ο εξοπλισμός των συστημάτων παρακολούθησης της κυκλοφορίας μπορεί να κατηγοριοποιηθεί στους παρακάτω τύπους, οι οποίοι αναλύονται εκτενέστερα στο επόμενο κεφάλαιο (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Bennett et al., 2007): Μαγνητικοί ανιχνευτές: Είναι παγκοσμίως ο ευρύτερα χρησιμοποιούμενος τύπος, µε κύρια εφαρμογή τους σηματοδοτούμενους κόμβους. Χρησιμοποιούνται για μέτρηση κυκλοφοριακών δεδομένων. Αισθητήρες ανίχνευσης έξω από το οδόστρωμα: Είναι συσκευές που τοποθετούνται επάνω από το οδόστρωμα, εφαρμόζοντας διάφορες τεχνολογίες όπως μικροκύματα, λέιζερ ή υπέρυθρες ακτινοβολίες. Χρησιμοποιούνται και αυτοί για μέτρηση κυκλοφοριακών δεδομένων. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 22

31 Κλειστά αναλογικά κυκλώματα τηλεόρασης: Η γνωστή πρακτική όπου αναλογικές κάμερες αποστέλλουν την εικόνα σε οθόνες του κέντρου διαχείρισης, για άμεση παρακολούθηση από το προσωπικό. Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας: Η πιο σύγχρονη τεχνική, όπου ψηφιακές κάμερες αποστέλλουν την εικόνα σε υπολογιστικά συστήματα τόσο για εξαγωγή κυκλοφοριακών δεδομένων, όσο και για διαπίστωση ειδικών συμβάντων, σε κάθε περίπτωση μετά από ηλεκτρονική επεξεργασία της εικόνας. Πίνακας 3.2 Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα μέτρησης κυκλοφοριακού φόρτου με μετρητή πεπιεσμένου αέρα (Πηγή: Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Bennett et al., 2007; Daiheng, 2014; Mathew, 2014a; Roselli, 2011) Πλεονεκτήματα Χαμηλό κόστος αγοράς Φορητότητα συσκευών Ευκολία τοποθέτησης και συντήρησης Μειονεκτήματα Δύσκολη η κατάταξη των οχημάτων κατά τύπους Αυξημένος κίνδυνος καταστροφής του ελαστικού σωλήνα από κακώσεις λόγω της κυκλοφορίας Σφάλματα από τα οχήματα με περισσότερους από δύο άξονες ή από υπερβολική ευαισθησία του μετρητή Μη ακρίβεια των μετρήσεων για πολλές λωρίδες κυκλοφορίας συγχρόνως Εργασία προσωπικού σε επικίνδυνες συνθήκες Διατάραξη της κυκλοφορίας κατά την εγκατάσταση Απαγόρευση από οδικές υπηρεσίες για λήψη μετρήσεων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο - ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ Σελίδα 23

32 4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ (INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS) 4.1 Γενικά Τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών (Intelligent Transportation Systems - ITS) αποτελούν ένα σχετικά νέο επιστημονικό πεδίο με ραγδαία όμως ανάπτυξη. Τα εν λόγω συστήματα συνιστούν ένα συνεχώς αναπτυσσόμενο πεδίο και σημαντικό πλήθος εφαρμογών τους αποτελεί πλέον μέρος του εξοπλισμού τόσο των οχημάτων, όσο και της οδικής υποδομής. Η ραγδαία τεχνολογική ανάπτυξη στους τομείς της πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών και η παρεπόμενη μείωση του κόστους των αντίστοιχων υπηρεσιών και εξοπλισμού καθιστούν τις υλοποιήσεις ITS όχι μόνο φθηνότερες και ευκολότερες αλλά και λόγω της εξοικείωσης των χρηστών με την τεχνολογία, πολύ πιο εύκολα αποδεκτές. Το πεδίο εφαρμογής των συστημάτων έχει διευρυνθεί και συνεχίζει να διευρύνεται σημαντικά συμβαδίζοντας με την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Εντοπίζεται, όμως, η ανάγκη ενός νομικού και κανονιστικού πλαισίου, καθώς και η λειτουργία ενός αναγνωρισμένου συντονιστικού φορέα για έναν συνολικό και μακροχρόνιο σχεδιασμό και όχι για αποσπασματικές λειτουργίες. Υπό την προϋπόθεση, λοιπόν, ενός σωστού τεχνικού και οικονομικού σχεδιασμού, τα συστήματα ITS μπορούν να συνεισφέρουν στη βελτίωση της μετακίνησης όχι μόνο ποιοτικά (επίπεδο υπηρεσίας, άνεση, ασφάλεια), αλλά και ποσοτικά (χρόνος, κόστος), αυξάνοντας με αυτόν τον τρόπο την κινητικότητα και μειώνοντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Προφανώς αυτές οι λύσεις βελτιστοποίησης της κυκλοφορίας απαιτούν μια επένδυση σε τεχνολογικό υλικό και εκπαιδευμένο προσωπικό, αλλά τα έργα δύνανται να αποφέρουν τελικά όχι απλά ένα θετικό αποτέλεσμα, αλλά και ουσιαστικό όφελος τόσο για τον χρήστη, όσο και για την κοινωνία ως σύνολο. 4.2 Ορισμός Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών Η Ευρωπαϊκή Οδηγία 40/2010 προβλέπει για τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών. Με βάση, λοιπόν, την Ευρωπαϊκή Οδηγία 40/2010, «τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών (ITS) είναι προηγμένες εφαρμογές οι οποίες, χωρίς να ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 24

33 περιλαμβάνουν την ευφυΐα ως τέτοια, έχουν στόχο να προσφέρουν καινοτόμες υπηρεσίες όσον αφορά στους διαφόρους τρόπους μεταφοράς και στη διαχείριση της κυκλοφορίας, να επιτρέπουν στους διάφορους χρήστες να ενημερώνονται καλύτερα και να κάνουν ασφαλέστερη, πιο συντονισμένη και «ευφυέστερη» τη χρήση των δικτύων μεταφορών. Τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών (ITS) συνδυάζουν τις τηλεπικοινωνίες, τις τεχνολογίες ηλεκτρονικής και πληροφοριών με την τεχνική των μεταφορών για τον προγραμματισμό, τον σχεδιασμό, τη λειτουργία, τη συντήρηση και τη διαχείριση συστημάτων μεταφορών. Η εφαρμογή των τεχνολογιών των πληροφοριών και των επικοινωνιών στις οδικές μεταφορές και στις διεπαφές τους με άλλους τρόπους μεταφοράς (Ευφυή Συστήματα Μεταφορών, ITS) θα συμβάλλει σημαντικά στη βελτίωση των περιβαλλοντικών επιδόσεων, της απόδοσης, συμπεριλαμβανομένης της ενεργειακής, της ασφαλείας και της προστασίας των οδικών μεταφορών συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς επικίνδυνων εμπορευμάτων, της δημόσιας ασφαλείας, της κινητικότητας των επιβατών και των εμπορευματικών μεταφορών, εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα τη λειτουργία της εσωτερικής αγοράς και υψηλότερα επίπεδα ανταγωνιστικότητας και απασχόλησης. Τέτοιες εφαρμογές δεν θα πρέπει ωστόσο να αφορούν θέματα εθνικής ασφαλείας ή τις ανάγκες της εθνικής αμύνης. Η προϊούσα εφαρμογή των τεχνολογιών των πληροφοριών και των επικοινωνιών σε άλλους τρόπους μεταφοράς θα πρέπει πλέον να αποτυπωθεί και στον τομέα των οδικών μεταφορών ώστε να επιτευχθεί μεγαλύτερη ενοποίηση στο πεδίο αυτό μεταξύ των οδικών και των άλλων τρόπων μεταφοράς. Σε ορισμένα κράτη μέλη, οι εθνικές εφαρμογές των τεχνολογιών αυτών έχουν ήδη αρχίσει να αναπτύσσονται στον τομέα των οδικών μεταφορών, αλλά αυτή η ανάπτυξη παραμένει κατακερματισμένη και ασυντόνιστη και δεν μπορεί να εξασφαλίσει γεωγραφική συνέχεια των υπηρεσιών ITS σε όλη την Ένωση και στα εξωτερικά της σύνορα». Ενώ στο άρθρο 2 η Οδηγία προβλέπει τα εξής: «Για τους σκοπούς της παρούσας οδηγίας οι κάτωθι τομείς αποτελούν τομείς προτεραιότητας για την ανάπτυξη και χρήση προδιαγραφών και προτύπων: I. Βέλτιστη χρήση δεδομένων σχετικά με το οδικό δίκτυο, την κυκλοφορία και τις μετακινήσεις. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 25

34 II. III. IV. Αδιάλειπτη παροχή των υπηρεσιών ITS για τη διαχείριση της κυκλοφορίας και των εμπορευματικών μεταφορών. Εφαρμογές ITS σχετικά με την οδική ασφάλεια και την προστασία. Σύνδεση του οχήματος με την υποδομή μεταφορών». Στο άρθρο 3 η Οδηγία ορίζει τα ακόλουθα: «Στο πλαίσιο των τομέων προτεραιότητας οι κάτωθι δράσεις αποτελούν δράσεις προτεραιότητας για την ανάπτυξη και χρήση προδιαγραφών και προτύπων: a) Η παροχή σε επίπεδο Ένωσης υπηρεσιών πληροφόρησης για τις πολυτροπικές μετακινήσεις. b) Η παροχή σε επίπεδο Ένωσης υπηρεσιών πληροφόρησης για την κυκλοφορία σε πραγματικό χρόνο. c) Δεδομένα και διαδικασίες για τη δωρεάν, ενδεχομένως, παροχή στους χρήστες ελάχιστων καθολικών πληροφοριών για την κυκλοφορία σχετικών με την οδική ασφάλεια. d) Η παροχή διαλειτουργικού ecall σε επίπεδο Ένωσης. e) Η παροχή υπηρεσιών πληροφόρησης για ασφαλείς και προστατευμένες θέσεις στάθμευσης φορτηγών και εμπορικών οχημάτων. f) Η παροχή υπηρεσιών κράτησης θέσεων για ασφαλείς και προστατευμένες θέσεις στάθμευσης φορτηγών και εμπορικών οχημάτων». Ακολουθούν κάποιοι βασικοί όροι που σχετίζονται με τα ITS, όπως αυτοί παρατίθενται στο άρθρο 4 της Οδηγίας. Εφαρμογή ITS: λειτουργικό μέσο για την εφαρμογή των ITS. Υπηρεσία ITS: η παροχή εφαρμογής ITS μέσω καλά καθορισμένου οργανωτικού και λειτουργικού πλαισίου, που σκοπό έχει να συμβάλλει στην ασφάλεια του χρήστη, την απόδοση, την άνεση ή/και να διευκολύνει ή να υποστηρίζει τις δραστηριότητες μεταφορών και μετακινήσεων. Πάροχος υπηρεσιών ITS: οποιοσδήποτε φορέας παροχής υπηρεσίας ITS, δημόσιος ή ιδιωτικός. Χρήστης ITS: κάθε χρήστης εφαρμογών ή υπηρεσιών ITS, συμπεριλαμβανομένων των ταξιδιωτών, των ευάλωτων χρηστών του οδικού δικτύου, των χρηστών και των ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 26

35 φορέων εκμετάλλευσης υποδομής οδικών μεταφορών, των διαχειριστών στόλου και των διαχειριστών υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης. Αρχιτεκτονική: ο κατασκευαστικός σχεδιασμός που καθορίζει τη δομή, τη συμπεριφορά και την ενσωμάτωση ενός δεδομένου συστήματος στο οικείο πλαίσιο. Δεδομένα σχετικά με το οδικό δίκτυο: δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά των υποδομών του οδικού δικτύου, περιλαμβανομένων των σταθερών οδικών σημάτων ή των ρυθμιστικών χαρακτηριστικών ασφαλείας. Δεδομένα σχετικά με την κυκλοφορία: ιστορικά δεδομένα και δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για τα χαρακτηριστικά οδικής κυκλοφορίας. Δεδομένα μετακίνησης: βασικά δεδομένα (όπως χρονοδιαγράμματα δημοσίων μεταφορών και τιμολόγια), απαραίτητα για την παροχή πληροφοριών για τις πολυτροπικές μετακινήσεις πριν και κατά τη διάρκεια του ταξιδιού ώστε να διευκολύνεται ο σχεδιασμός της μετακίνησης, η κράτηση θέσεων και η προσαρμογή. Αξίζει να αναφερθεί, αρχικά, πως ο ορισμός των ITS εξαρτάται άμεσα από την προέλευσή του. Επομένως, λοιπόν, στις ΗΠΑ (Mid-America Regional Council) τα ITS είναι η εφαρμογή η οποία είναι κατασκευασμένη από αλληλένδετα συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών, ηλεκτρονικών ειδών, καθώς και τεχνολογιών επικοινωνίας και στρατηγικές διαχείρισης για τη βελτίωση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας των επίγειων συστημάτων μεταφοράς. Από την άλλη πλευρά, στον Καναδά τα ITS (ITS Canada) είναι η εφαρμογή προηγμένων και αναδυόμενων τεχνολογιών σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές, αισθητήρες ελέγχου, επικοινωνιών και ηλεκτρονικών συσκευών στον τομέα των μεταφορών, προκειμένου να σωθούν ζωές, χρόνος, χρήμα, ενέργεια καθώς και το περιβάλλον (Φουστέρης, 2013). Τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών (ITS) αποτελούν προηγμένες εφαρμογές οι οποίες έχουν στόχο να προσφέρουν καινοτόμες υπηρεσίες όσον αφορά στους διαφόρους τρόπους μεταφοράς και στη διαχείριση της κυκλοφορίας, να επιτρέπουν στους διάφορους χρήστες να ενημερώνονται καλύτερα και να κάνουν ασφαλέστερη, πιο συντονισμένη και «ευφυέστερη» τη χρήση των δικτύων μεταφορών (ΣΕΣ, 2011). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 27

36 Η εφαρμογή, λοιπόν, της πληροφορικής στον τομέα των μεταφορών συνιστά τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών (ITS). Τα ITS είναι ένας συνδυασμός τεχνολογιών πληροφόρησης και επικοινωνιών εφαρμοσμένων στον τομέα των μεταφορών με στόχο την αποδοτικότερη, ασφαλέστερη και οικονομικότερη κυκλοφορία των ατόμων ή των εμπορευμάτων, κάνοντας χρήση των νέων τεχνολογιών και επιτρέποντας την παροχή πληροφορίας σε πραγματικό χρόνο σε όλους του εμπλεκόμενους στη μεταφορική διαδικασία. Τα ITS παρέχουν τη δυνατότητα συγκέντρωσης, οργάνωσης, ανάλυσης, χρήσης και ανταλλαγής πληροφοριών σχετικά με τα συστήματα μεταφορών. Στον σύγχρονο κόσμο αυτή η ιδιότητα είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματική και οικονομική κατασκευή και τη λειτουργία των συστημάτων μεταφορών και την αποτελεσματική χρήση αυτών (Κυριαζής, 2013; Παπαγιαννούλης, 2011; Yokota, 2004b). Τα ΙΤS βασίζονται στις πιο σύγχρονες ασύρματες, ηλεκτρονικές και αυτοματοποιημένες τεχνολογίες. Έχουν την ικανότητα να αντιμετωπίζουν συνολικά όλα τα επιμέρους τμήματα του μεταφορικού κλάδου όπως τα οχήματα, τους χρήστες και τις υποδομές. Βρίσκουν εφαρμογή σε πολλούς τομείς όπως η βελτιστοποίηση του χρόνου και της απόστασης μιας διαδρομής, η αποφυγή κυκλοφοριακής συμφόρησης, η συλλογή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο για οτιδήποτε συμβαίνει στο οδικό δίκτυο κ.α. (Daiheng, 2014). Στη βιβλιογραφία, λόγω του ιδιαίτερου ενδιαφέροντος που παρουσιάζουν τα Συστήματα Ευφυών Μεταφορών, εντοπίζεται πληθώρα ορισμών αυτών. Σύμφωνα με τους Vahid & Sayed (2003 στο Παπαγιαννούλης, 2011), τα ITS αποτελούν ένα ανερχόμενο παγκόσμιο φαινόμενο που περιλαμβάνει μια μακρά σειρά από διαφορετικές μεταξύ τους τεχνολογίες, οι οποίες είναι εφαρμοσμένες με τρόπο τέτοιο, ώστε οι μετακινήσεις να εξοικονομούν χρήματα και χρόνο αλλά και να σώζουν ανθρώπινες ζωές, ενώ οι Nelson et al. (2001 στο Παπαγιαννούλης, 2011) περιόρισαν στον ορισμό τους τα συστήματα ITS ως την εφαρμογή της διαχείρισης πληροφορίας και των τεχνολογικών επικοινωνιών στην αντιμετώπιση των προβλημάτων κίνησης και μεταφορών. Παράλληλα, κατά τον Abdulhai & Katann (2003 στο Παπαγιαννούλης, 2011), η πραγματική ουσία των έξυπνων πληροφοριακών συστημάτων έγκειται στην αντιμετώπιση των δικτύων μεταφορών με έλεγχο σε πραγματικό χρόνο. Κατά συνέπεια, για την υλοποίηση ενός ΙΤS είναι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 28

37 απαραίτητη η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, η διάγνωση, ο σχηματισμός και η αποκωδικοποίηση του ελέγχου. Οι ασφαλείς και αποτελεσματικές λειτουργίες των συστημάτων κυκλοφορίας βασίζονται κυρίως στην εφαρμογή εξελιγμένων τεχνολογιών. Τα ITS περιλαμβάνουν πολλές συνδυαζόμενες τεχνολογίες, όπως χρήση βιντεοκάμερας, προβολές πληροφοριακών μηνυμάτων, ψηφιακές ασύρματες εκπομπές, κλειστά κυκλώματα παρακολούθησης και άλλες εξειδικευμένες επικοινωνιακές συσκευές για την καταγραφή του όγκου της κυκλοφορίας, την αποκωδικοποίηση της επιβατικής πληροφορίας σε πραγματικό χρόνο και την ειδοποίηση για καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Σήμερα οι εφαρμογές στις μεταφορές που αξιοποιούν τέτοιου είδους έξυπνα συστήματα είναι ευρύτερες και πιο σύνθετες, περιλαμβάνοντας συστήματα διοίκησης της κίνησης, ελέγχου των διαδρομών, πληροφόρησης επιβάτη ή χειριστή που συμβάλλει στη βέλτιστη ροή, καθώς επιτρέπει την εκτροπή σε εναλλακτικές διαδρομές με διαθεσιμότητα χώρου (Παπαγιαννούλης, 2011; Daiheng, 2014). Στο σχήμα της Εικόνας 4.1 γίνεται εμφανής η αλυσίδα πληροφοριών στα ITS, όπου οι πληροφορίες δεν συνιστούν άλλωστε νέο φαινόμενο στα συστήματα μεταφορών, αλλά έχουν αλλάξει οι τεχνολογίες και οι έννοιες συστημάτων (Κυριαζής, 2013). Στην Εικόνα 4.2 παρουσιάζονται τα πολλά και διαφορετικά Συστήματα Ευφυών Μεταφορών σε μια σύγχρονη, εξελιγμένη πόλη και ο τρόπος αλληλεπίδρασης αυτών. 4.3 Η πορεία των ITS στον χρόνο Η έννοια, όμως, των ευφυών μεταφορών δεν είναι κάτι νέο. Η πρώτη αυτοματοποιημένη διαδρομή καθοδήγησης ήταν διαθέσιμη ήδη το 1910 και τα πρώτα αυτοματοποιημένα συστήματα αυτοκινητοδρόμων παρουσιάστηκαν το 1939 στην Παγκόσμια Έκθεση (IEEE ITS Council Newsletter) (Φουστέρης, 2013). Η πρώτη εφαρμογή τέτοιων συστημάτων διαχείρισης κυκλοφορίας έγινε το 1991 όταν επιχειρήθηκε η σύνδεση των ηλεκτρονικών τεχνολογιών με τον κλάδο των επίγειων μεταφορών στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής. Έκτοτε αυξήθηκε εντυπωσιακά η χρήση υπολογιστών, τηλεπικοινωνιών και δεκτών στην ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 29

38 παρακολούθηση της κυκλοφορίας στο οδικό δίκτυο σε παγκόσμια κλίμακα (Ρέζος et al., 2007). Εικόνα 4.1 Αλυσίδα πληροφοριών στα ITS (Πηγή: Κυριαζής, 2013) Ομολογουμένως στις ΗΠΑ η ανάπτυξη των Ευφυών Συγκοινωνιακών Συστημάτων (ITS) έχει σημειώσει αξιοσημείωτη πρόοδο τα τελευταία είκοσι έτη. Μάλιστα η αρχιτεκτονική ITS των ΗΠΑ αποτελεί παγκοσμίως τη βάση για την ολοκληρωμένη θεώρηση του Σχεδιασμού και της Ανάπτυξης Εφαρμογών Τηλεματικής στις Μεταφορές ακολουθώντας τη λεγόμενη συστημική προσέγγιση (systems approach) των συστημάτων ανοιχτής αρχιτεκτονικής. Πιο συγκεκριμένα, λοιπόν, το χρονοδιάγραμμα εξέλιξης των ITS στις Η.Π.Α. έχει ως ακολούθως (Παπαϊωάννου et al., 2005; Πιτσιάβα, n.d.): : Πραγματοποιήθηκε η αρχική έρευνα των ITS που οδήγησε σε αποτελέσματα σχετικά με τη δυναμική καθοδήγηση διαδρομών και τα συστήματα ελέγχου της σηματοδότησης : Γεννήθηκαν τα ITS, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές λειτουργίας στο πεδίο, ακολούθησε ανάπτυξη των συστημάτων και προέκυψε η πρωτοβουλία Έξυπνων Οχημάτων. Σήμερα: Υλοποιούνται οι υποδομές πληροφόρησης (iflorida) με πολλές πλέον εφαρμογές να είναι ώριμες. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 30

39 Εικόνα 4.2 Απεικόνιση των ITS συστημάτων και η συνεργασία αυτών (Πηγή: Daiheng, 2014) Ενώ το χρονοδιάγραμμα εξέλιξης των ITS στην Ευρώπη έχει ως εξής (Πιτσιάβα, n.d.): : Υπήρξαν πειραματισμοί (DRIVE) : Πραγματοποιήθηκαν επιδείξεις των συστημάτων (TABASCO, CHAUFFFER, IN-RESPONSE, FP4). Σήμερα: Υλοποιούνται τα συστήματα (TEMPO TransEuropean Network ITS projects / DG-TREN) με μόνο κάποιες εφαρμογές να είναι ήδη ώριμες. 4.4 Πολιτικό πλαίσιο ανάπτυξης των ITS Το πολιτικό πλαίσιο της ανάπτυξης των συστημάτων ευφυών μεταφορών βασίζεται στην ευρωπαϊκή πολιτική για τις μεταφορές, η οποία συνοψίζεται στα ακόλουθα με βάση τις αναγνωρισμένες ανάγκες (Πιτσιάβα, n.d.): Άνιση ζήτηση για μεταφορικά μέσα - ανάγκη για διαχείριση της ζήτησης. Κυκλοφοριακή συμφόρηση - ανάγκη για διαχείριση κυκλοφορίας. Αύξηση ατυχημάτων - ανάγκη για μέτρα πρόληψης και ενεργητικής αντιμετώπισης. Διατροπικές αλυσίδες ταξιδιού - ανάγκη για ενοποιημένα συστήματα μεταφορών. Διεύρυνση Ε.Ε. - ανάγκη για διαλειτουργικότητα συστημάτων μεταφορών. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 31

40 Το Υπουργείο Ανάπτυξης Ανταγωνιστικότητας Υποδομών, Μεταφορών και Δικτύων (2012) ορίζει πως τα Ευφυή Συστήματα Μεταφορών βοηθούν όταν η κινητικότητα, η ασφάλεια και η προστασία του περιβάλλοντος είναι το ζητούμενο. Παράλληλα προβλέπει πως η εξάπλωση των εφαρμογών ITS, συγχρόνως προς τη λήψη των αναγκαίων πολιτικών μέτρων, θα αντιμετωπίσει επιτυχώς τις προκλήσεις που δέχονται τα συστήματα μεταφορών. Πιο συγκεκριμένα, σε παράλληλη αντιπαραβολή με την προαναφερμένη Ευρωπαϊκή Οδηγία (υποκεφάλαιο 4.2), προσδιορίζει ως κυριότερες προκλήσεις των μεταφορών στις οποίες η καινοτομία καλείται πλέον να δώσει λύση τις ακόλουθες: Κινητικότητα: Καλύτερη προσβασιμότητα για όλους, ακόμη και στις περιφερειακές και απομακρυσμένες ζώνες με ταυτόχρονη προώθηση της πολυτροπικότητας. Ασφάλεια: Μείωση των τροχαίων ατυχημάτων, άμεση απόκριση σε περίπτωση συμβάντος. Περιβάλλον: Σημαντική μείωση των εκπομπών αερίων ρύπων, παρακολούθηση (monitoring) των εκπομπών και των χωρικών επιπτώσεων. Οικονομία: Μείωση του χρόνου και του κόστους μετακίνησης, μείωση των διοικητικών δαπανών. Νέες θέσεις εργασίας δημιουργούνται στους τομείς των μεταφορών, των τεχνολογιών επικοινωνιών και πληροφορίας, και της βιομηχανίας. Ενέργεια: Μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Κοινωνία: Ίσες ευκαιρίες πρόσβασης, διευκόλυνση ηλικιωμένων και ατόμων μειωμένης κινητικότητας. Ποιότητα Ζωής: Εύκολες, γρήγορες, αξιόπιστες μεταφορές. Υγεία: Λιγότερα τροχαία ατυχήματα, σημαντική μείωση των τραυματισμών και θανάτων. Εργασία: Ευκαιρίες για απασχόληση και επιχειρηματικότητα στους τομείς της καινοτομίας και των νέων τεχνολογιών. Επιστήμη: Ανάπτυξη τεχνολογίας αιχμής. Προστασία Περιουσίας: Ασφαλής στάθμευση φορτηγών, καθοριστικής σημασίας για την αντιμετώπιση της εγκληματικότητας, ιδιαίτερα στον τομέα των εμπορευματικών μεταφορών. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 32

41 Βιώσιμη ανάπτυξη: Μεγάλα αναπτυξιακά και εξελικτικά πλεονεκτήματα, µε πολλαπλασιαστικά οφέλη για όλους, αύξηση της παραγωγικότητας και οφέλη για το περιβάλλον. Εξοικονόμηση Κόστους: Άμεση και έμμεση μείωση του κόστους του δημοσίου τομέα, πολλαπλά οφέλη για τους μεταφορικούς φορείς µέσω των συστημάτων βελτιστοποίησης της διαχείρισης στόλων και υποδομών. Ιδιωτικές επενδύσεις: Πλήρης ανταποδοτικότητα των επενδύσεων, υψηλή απόδοση, πολλαπλά οφέλη. 4.5 Το γενικό πλαίσιο εφαρμογής των ITS Το γενικό πλαίσιο για τον σχεδιασμό των Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών συνοψίζεται στο σχήμα της Εικόνας 4.3. Τα ITS προσθέτουν επιπλέον διαστάσεις σε όλες τις πτυχές της κατασκευής και της εγκατάστασης του συστήματος μεταφορών. Για παράδειγμα οι παραδοσιακές δεξιότητες του πολιτικού μηχανικού παραμένουν ζωτικής σημασίας, αλλά πρέπει να συμπληρωθούν με την ηλεκτρονική, τις επικοινωνίες και την τεχνολογία λογισμικών. Στο σχήμα της Εικόνας 4.4 παρουσιάζονται αναλυτικά οι επιπλέον διαστάσεις που αποκτά κάθε πτυχή των συστημάτων μεταφορών μέσω των ITS (Yokota, 2004b). Εικόνα 4.3 Σχεδιασμός Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών (Πηγή: Πιτσιάβα, n.d.) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 33

42 Εικόνα 4.4 Απαιτήσεις πρόσθετων γνώσεων για την Ανάπτυξη των ITS (Πηγή: Yokota, 2004b) 4.6 Η υποδομή των ITS Η υποδομή των αστικών Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών περιλαμβάνει τα ακόλουθα (Παπαγιαννούλης, 2011; Πιτσιάβα, n.d.; Mathew, 2014b; Yokota, 2004b): Πληροφόρηση για τοπικές μετακινήσεις με διάφορα μέσα. Διαχείριση Δημόσιων Συγκοινωνιών. Διαχείριση Συμβάντων. Διαχείριση Προαστιακών. Ηλεκτρονική Συλλογή Διοδίων. Διαχείριση Επειγόντων Περιστατικών. Προσαρμόσιμη Σηματοδότηση. Ηλεκτρονική Πληρωμή Κομίστρων. Διελεύσεις επίπεδων Οδικών/ σιδηροδρομικών διασταυρώσεων. Από την άλλη πλευρά σε υπεραστικές / αγροτικές περιοχές τα ITS περιλαμβάνουν τα ακόλουθα (Πιτσιάβα, n.d; Yokota, 2004b.): Υπηρεσίες Επειγόντων Περιστατικών. Ταξίδια και Τουρισμός. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 34

43 Διαχείριση Κυκλοφορίας σε αυτοκινητόδρομους. Δημόσιες Συγκοινωνίες και Κινητικότητα. Αποφυγή συγκρούσεων και Ασφάλεια. Λειτουργία και Συντήρηση. Μετεωρολογικές Συνθήκες. 4.7 Τα πλεονεκτήματα των ITS Συστήματα ευφυών μεταφορών έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλές πόλεις των Η.Π.Α., της Ευρώπης και της Ασίας. Από την εφαρμογή τους προέκυψαν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα (Κυριαζής, 2013; Παπαγιαννούλης, 2011; Πιτσιάβα, n.d.; DELKAN & TRIAS, 2008; Mathew, 2014a; Yokota, 2004b): Βελτίωση οδικής βοήθειας σε περίπτωση συγκρούσεων ή βλαβών οχημάτων. Μείωση του αριθμού και της έντασης των ατυχημάτων κατά μήκος των αυτοκινητόδρομων και ιδιαίτερα σε περιοχές υπό κατασκευή. Βελτίωση της διαδικασίας συλλογής δεδομένων. Αναλυτικότερη πληροφόρηση των οδηγών για την αντιμετώπιση των κυκλοφοριακών συνθηκών. Μείωση της κυκλοφοριακής συμφόρησης και των καθυστερήσεων σε ώρες αιχμής και σε έκτακτα περιστατικά. Βελτίωση της χρήσης των οδών και αύξηση της χωρητικότητάς τους. Αύξηση της λειτουργικής απόδοσης των συγκοινωνιακών υποδομών. Μείωση ενεργειακών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων μέσω της μείωσης της κατανάλωσης καυσίμων και των εκπομπών ρύπων. Τόνωση της εμπορικής ζωής της περιοχής. Αύξηση της κινητικότητας των μετακινούμενων. Δημιουργία ευκαιριών για τη βιομηχανία του ITS. Το Υπουργείο Ανάπτυξης Ανταγωνιστικότητας Υποδομών, Μεταφορών και Δικτύων (2012) τονίζει πως μεγάλο αναπτυξιακό πλεονέκτημα των Ευφυών Συστημάτων αποτελεί η πολλαπλασιαστική τους επίπτωση στην οικονομία. Πιο συγκεκριμένα, άμεσα αναπτυξιακά πλεονεκτήματα προκύπτουν σε τομείς όπως: Οι πράσινες θέσεις εργασίας. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 35

44 Η υψηλή τεχνολογία. Οι τεχνολογίες επικοινωνιών και πληροφορίας. Τα ηλεκτρονικά και τηλεπικοινωνιακά μέσα. Οι υπηρεσίες επεξεργασίας και διαχείρισης δεδομένων. Παράλληλα το Υπουργείο Ανάπτυξης Ανταγωνιστικότητας Υποδομών, Μεταφορών και Δικτύων (2012) θεωρεί πως η εφαρμογή και εξάπλωση των IΤS δημιουργεί τις βάσεις για μεγαλύτερα μελλοντικά οφέλη, όπως: Μείωση του κόστους στον δημόσιο τομέα. Αύξηση της παραγωγικότητας της εθνικής οικονομίας. Αύξηση της ανταγωνιστικότητας. Βελτίωση της ποιότητας ζωής. Τις προαναφερθείσες θέσεις ενισχύει το διάγραμμα της Εικόνας 4.5, όπου παρουσιάζονται τα παγκόσμια οφέλη μέσω της εφαρμογής των ITS. Συνεπώς, οι τεχνολογικές εξελίξεις που πηγάζουν από την έρευνα και την ανάπτυξη των ITS βρίσκουν εφαρμογή σε αμέτρητα πεδία, ενώ η έρευνα αναπτύσσεται διαρκώς δίνοντας σημαντικά επιτεύγματα στον τομέα. Ωστόσο τα Εικόνα 4.5 Παγκόσμια οφέλη των ITS ( ) (Πηγή: Πιτσιάβα, n.d.) Ευφυή Συστήματα Μεταφορών αντιμετωπίζουν πλήθος φραγμών, µόνο ορισμένοι εκ των οποίων είναι τεχνολογικής φύσης. Το απαιτούμενο κόστος επένδυσης, οι περιορισμοί στη χρηματοδότηση, η αβεβαιότητα ως προς τον χρόνο απόσβεσης απόδοσης της επένδυσης, η αστοχία στον προγραμματισμό ως απόρροια της οικονομικής αστάθειας και η αβεβαιότητα για τη ζήτηση θέτουν σοβαρούς ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 36

45 περιορισμούς και συνιστούν απειλή στην ανάπτυξη των εφαρμογών ITS (ΥΠ.ΑΝ.ΥΠ., 2012). 4.8 Η Αρχιτεκτονική των ITS Τα βασικά στοιχεία υποσυστήματα ενός Συστήματος Ευφυών Μεταφορών είναι τα ακόλουθα (Πιτσιάβα, n.d.; Ρέζος et al., 2007): Επικοινωνιακό δίκτυο: Ο ρόλος του είναι να μεταφέρει στιγμιαία (real time) πληροφορίες και δεδομένα τόσο σε χρήστες του δρόμου όσο και σε διαχειριστές. Για παράδειγμα ένα σύστημα επικοινωνιών μπορεί να αποτελείται από ασύρματο, δέκτη και οπτικές ίνες οι οποίες θα διατρέχουν όλο το μήκος του οδικού δικτύου. Συλλέκτες κυκλοφοριακών δεδομένων: Ο στόχος τους είναι να συλλέγουν πληροφορίες σχετικές με την κυκλοφορία των οχημάτων στον δρόμο. Για αυτόν τον σκοπό χρησιμοποιούνται ποικίλα όργανα, όπως ένα απλό χαμηλής τάσης καλωδιωτό πηνίο ή άλλες μέθοδοι, όπως το GPS, οι υπέρυθρες ακτίνες, το ραντάρ, οι εικόνες ή ακόμα και το βίντεο. Τα δεδομένα στέλνονται σε πραγματικό χρόνο στους διαχειριστές του οδικού δικτύου και βοηθούν στην εκτίμηση της κυκλοφοριακής κατάστασης του δρόμου. Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας: Συλλέγουν όλα τα δεδομένα από τις παραπάνω πηγές σε πραγματικό χρόνο και μέσω κατάλληλης επεξεργασίας δύνανται να παίρνουν αποφάσεις σε θέματα σχετικά με τη διαχείριση του δρόμου. Η συμβολή τους είναι καθοριστική τόσο σε θέματα αποφυγής κυκλοφοριακής συμφόρησης, όσο και στην αντιμετώπιση έκτακτων περιστατικών. Συστήματα ενημέρωσης χρηστών: Αποτελούν τον συνδετικό κρίκο μεταξύ των κέντρων διαχείρισης της κυκλοφορίας και των χρηστών του οδικού δικτύου. Τα συνηθισμένα μέσα που χρησιμοποιούνται είναι φωτεινές πινακίδες μηνυμάτων, ραδιοφωνικές συχνότητες, αποστολή μηνυμάτων σε κινητά τηλέφωνα, κλπ. Οι πληροφορίες που μεταδίδονται έχουν σχέση με την κυκλοφοριακή κατάσταση, τα όρια ταχύτητας, την ύπαρξη ατυχημάτων, τους χρόνους ταξιδιού κ.ο.κ. Ακόμη μπορούν να υποδείξουν εναλλακτικές διαδρομές σε περίπτωση ύπαρξης σοβαρής κυκλοφοριακής συμφόρησης. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 37

46 Η τεχνική επιτροπή ITS του Διεθνούς Οργανισμού Τυποποίησης (ISO / TC204) έχει αναπτύξει μια αρχιτεκτονική (Εικόνα 4.6) που βοηθά στον καθορισμό των προτύπων δραστηριοτήτων των ITS. Δεδομένου ότι είναι μια σχετικά απλή αρχιτεκτονική, έχει επίσης αποτελέσει ένα βασικό μοντέλο για την ανάπτυξη των άλλων αρχιτεκτονικών των ITS. Η εν λόγω αρχιτεκτονική είναι διαθέσιμη ως το πρότυπο ISO (Yokota, 2004a). Εικόνα 4.6 Αρχιτεκτονική του ISO ITS μοντέλου αναφοράς (Πηγή: Yokota, 2004a) Παράλληλα, στο σχήμα της Εικόνας 4.7 παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική των ITS στην Αμερική, βασιζόμενη όπως φαίνεται στην προαναφερθείσα ISO. Επίσης, στην Ευρώπη η αρχιτεκτονική των ITS είναι κοντά στην αντίστοιχη της Αμερικής (Yokota, 2004a). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Σελίδα 38

47 Εικόνα 4.7 Υψηλή αρχιτεκτονική των αμερικανικών ITS (Πηγή: Yokota, 2004a) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 39

48 5. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΥΦΥΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ Όπως έχει ήδη αναφερθεί τα ITS βρίσκουν ολοένα και μεγαλύτερη εφαρμογή. Στις ανεπτυγμένες χώρες τα ITS κατασκευάζονται και ενσωματώνονται στο ήδη υπάρχον οδικό δίκτυο με σχετικά υψηλό κόστος. Αντιθέτως στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου το οδικό δίκτυο δεν έχει αναπτυχθεί ιδιαίτερα, αυτό εξελίσσεται και κατασκευάζεται παράλληλα με τα ITS με τελικό χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης αυτών (Yokota, 2004c). Στις περισσότερες χώρες, συμπεριλαμβανομένων τόσο των αναπτυγμένων όσο και των αναπτυσσόμενων, η σωστή προσέγγιση είναι τα ITS να εισαχθούν σταδιακά και προοδευτικά, εστιάζοντας αρχικά στις περιοχές των ITS που παρέχουν τη μεγαλύτερη αξία αναλογικά με το κόστος. Ως εκ τούτου, η επιτυχής εισαγωγή των ITS πρέπει να περιλαμβάνει σταδιοποίηση και προγραμματισμό για την αλλαγή, την ανάπτυξη και τη συνεχή ενσωμάτωση, καθώς οι νέες λειτουργίες εισάγονται και οι υφιστάμενες λειτουργίες εξελίσσονται (Yokota, 2004a). 5.1 Εφαρμογή των ITS στον αστικό ιστό Τα ITS προς εφαρμογή στις πόλεις έχουν ως στόχο την υλοποίηση ολοκληρωμένων, σύνθετων και ενοποιημένων εφαρμογών ITS σε μητροπολιτικές κυρίως περιοχές με σκοπό τη βέλτιστη συνδυαστική διαχείριση των οδικών δικτύων και δικτύων ΜΜΜ σε αστικό και περιαστικό επίπεδο. Η έμφαση δίνεται στην ενοποίηση συστημάτων για πολλαπλά μέσα μεταφοράς και στη δημιουργία σύνθετων εφαρμογών που απαιτούν τη συνεργασία διάφορων φορέων. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών, λοιπόν, είναι τα παρακάτω (ΣΕΣ, 2011): Συστήματα ελέγχου φωτεινής σηματοδότησης σε συνάρτηση με την κυκλοφορία σε πραγματικό χρόνο. Ενοποιημένα συστήματα διαχείρισης κυκλοφορίας & ελέγχου φωτεινής σηματοδότησης με εφαρμογές προτεραιότητας ΜΜΜ σε φωτεινούς σηματοδότες. Συστήματα εντοπισμού και διαχείρισης συμβάντων. Συστήματα πληροφόρησης με Πινακίδες Μεταβλητών Μηνυμάτων (Variable Message Signs VMS). Η πληροφόρηση μπορεί να περιλαμβάνει χρόνο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 40

49 διαδρομής, πρόταση για επιλογή διαδρομής, ειδοποίηση συμβάντος / καθυστερήσεων, ειδοποίηση για ακραία καιρικά φαινόμενα ή άλλα έκτακτα γεγονότα (π.χ. πορείες αποκλεισμοί κεντρικών δρόμων) κ.λ.π. Ενοποιημένα συστήματα συνδυασμένης πληροφόρησης οδηγών ΙΧ / επιβατών ΜΜΜ, όπως για παράδειγμα για χρόνους διαδρομής με ΙΧ και ΜΜΜ, για χρόνους / συχνότητες διέλευσης ΜΜΜ (λεωφορεία, τραμ, μετρό, τρόλεϊ), για διαθεσιμότητα θέσεων στάθμευσης σε σταθμούς μετεπιβίβασης (park & ride) κ.λ.π. Ενοποιημένα συστήματα πληρωμής εισιτηρίων ΜΜΜ ή άλλων υπηρεσιών, όπως για παράδειγμα για στάθμευση σε συνδυασμό με την πληροφόρηση για διαθέσιμες θέσεις σε parking ή / και την πρόταση για εναλλακτικά parking σε περίπτωση μη διαθεσιμότητας θέσεων. Συστήματα που υποστηρίζουν την συνδυασμένη διαχείριση μεταξύ ΜΜΜ και οδών ή με άλλους τερματικούς σταθμούς (λιμάνια, σιδηροδρομικούς σταθμούς κ.ο.κ.). Συστήματα υποβοήθησης της οδήγησης εντός του οχήματος (πχ. Αυτόματη προσαρμογή πορείας / ταχύτητας, προειδοποίηση κατά την αλλαγή λωρίδας, σύστημα ελέγχου της συγκέντρωσης αλκοόλ στο αίμα κ.ο.κ.). 5.2 Εφαρμογή των ITS στους αυτοκινητοδρόμους Τα συστήματα ITS προς εφαρμογή σε αυτοκινητόδρομους στοχεύουν στην υλοποίηση εφαρμογών ITS για τη βέλτιστη διαχείριση των εθνικών οδικών αξόνων και κυρίως των δικτύων αυτοκινητοδρόμων κάθε χώρας, με σκοπό τη βελτιστοποίηση των παρεχόμενων υπηρεσιών μετακινήσεων προς τους οδηγούς, την ενίσχυση της οδικής ασφάλειας και την υιοθέτηση ψηφιακών υπηρεσιών ενημέρωσης των οδηγών σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της μετακίνησής τους. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών είναι τα ακόλουθα (ΣΕΣ, 2011): Συστήματα εντοπισμού και διαχείρισης συμβάντων, όπως τα ατυχήματα σε σήραγγες αυτοκινητοδρόμων. Εφαρμογές συλλογής και διαχείρισης πληροφορίας για την κυκλοφορία. Συστήματα πληροφόρησης των οδηγών με VMS για συμβάντα, χρόνο διαδρομής, καιρικά φαινόμενα κ.λπ.. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 41

50 Συστήματα εξατομικευμένης πληροφόρησης οδηγών μέσα στο όχημα για τις κυκλοφοριακές συνθήκες σε πραγματικό χρόνο με άντληση πληροφορίας από την υποδομή του αυτοκινητόδρομου, επεξεργασία της από τα συστήματα του Κέντρου Διαχείρισης Κυκλοφορίας του Αυτοκινητόδρομου και διάχυση της στα οχήματα ή στα κινητά τηλέφωνα των χρηστών. Υπηρεσίες πληροφόρησης και υποστήριξης επαγγελματιών οδηγών για χώρους στάθμευσης, ανεφοδιασμού, επικίνδυνα σημεία κ.λ.π. Υπηρεσίες «e-call», δηλαδή τηλεφωνικοί αριθμοί έκτακτης ανάγκης. Συστήματα υποβοήθησης της οδήγησης εντός του οχήματος. Ηλεκτρονικά συστήματα για αστυνόμευση, όπως για παράδειγμα. παρακολούθηση τήρησης ορίων ταχύτητας, παράνομης εισόδου στη Λωρίδα Έκτακτης Ανάγκης (ΛΕΑ), εισόδου σε αυτοκινητόδρομο υπέρβαρου ή υπερμεγέθους οχήματος με αυτόματο έλεγχο βάρους / ύψους κ.λ.π. Μεταβαλλόμενα όρια ταχύτητας ανάλογα με τις κυκλοφοριακές συνθήκες με σκοπό την εξομάλυνση της κυκλοφορίας. Επιλεκτική χρήση της ΛΕΑ για εξομάλυνση της κυκλοφοριακής ροής σε κορεσμένο τμήμα αυτοκινητόδρομου με χρήση VMS που ενεργοποιείται αυτόματα από το Κέντρο Διαχείρισης Κυκλοφορίας του αυτοκινητόδρομου, όταν ο κυκλοφοριακός φόρτος υπερβεί συγκεκριμένα και προκαθορισμένα όρια. Συστήματα για οδική ασφάλεια και υποστήριξη οδηγών σε περίπτωση βλάβης ή ατυχήματος. Συστήματα ελέγχου προσβάσεων σε αυτοκινητόδρομους ανάλογα με τις εκάστοτε κυκλοφοριακές συνθήκες (Ramp metering). Ηλεκτρονικά διόδια αυτόματης πληρωμής με πομποδέκτη. 5.3 Εφαρμογή ITS εθνικής εμβέλειας Ο κύριος στόχος, όμως, είναι η υλοποίηση δράσεων για ανάπτυξη ITS ευρείας κλίμακας με εθνική εμβέλεια, ώστε αυτά να υποστηρίζουν συγκεκριμένες και προκαθορισμένες ελληνικές και ευρωπαϊκές πολιτικές. Τέτοιου είδους δράσεις είναι οι ακόλουθες (ΣΕΣ, 2011): Διαλειτουργικότητα συστημάτων πληρωμής και εισιτηρίων με έξυπνες κάρτες. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 42

51 Διαλειτουργικότητα ηλεκτρονικών διοδίων. Διαλειτουργικότητα συστημάτων διαχείρισης κυκλοφορίας και ανταλλαγή πληροφορίας για την κυκλοφορία σε πραγματικό χρόνο μεταξύ δύο ή περισσότερων Κέντρων Διαχείρισης Κυκλοφορίας. Εθνικές βάσεις δεδομένων πληροφορίας για μεταφορές και κυκλοφορία. Κεντρικά συστήματα κράτησης θέσεων και πληροφόρησης για ΚΤΕΛ. Συνδυασμένα συστήματα πληροφόρησης εθνικής εμβέλειας για πολλά μέσα ταυτόχρονα. Έργα πληροφόρησης επιβατών και εισιτηρίων για τις ακτοπλοϊκές μεταφορές. Έργα διαχείρισης κυκλοφορίας, πληροφόρησης επιβατών και εισιτηρίων για τον ΟΣΕ. Ολοκληρωμένα πληροφοριακά συστήματα διαχείρισης εμπορευμάτων σε λιμάνια ή / και μεγάλα εμπορευματικά κέντρα. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το διάγραμμα της Εικόνας 5.1, όπου φαίνεται ποιοτικά μετρούμενη η σημαντικότητα διαφόρων τεχνολογικών τάσεων συμπεριλαμβανομένων υποσυστημάτων ITS, με τα τελευταία να θεωρούνται σημαντικά. 5.4 Συλλέκτες κυκλοφοριακών δεδομένων Διατίθενται πολλά διαφορετικά όργανα και μέσα που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή και την καταγραφή κυκλοφοριακών δεδομένων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πολλούς διαφορετικούς σκοπούς και να αξιοποιηθούν ποικιλοτρόπως. Κάποια από αυτά χρησιμοποιούνται επί πολλά έτη καθιστώντας γνωστά τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους, ενώ άλλα έχουν εμφανιστεί μόλις τον τελευταίο καιρό. Ακολούθως αναλύονται τα βασικότερα αυτών Ανιχνευτές βρόχου Οι σπουδαιότεροι εκπρόσωποι αυτής της κατηγορίας που κερδίζουν ολοένα και περισσότερο έδαφος είναι οι ανιχνευτές βρόχου (Loop Detector). Η εφαρμογή των ανιχνευτών αυτών ήταν πολύ συνηθισμένη σε σηµατοδοτούµενους κόμβους για τις ανάγκες της επενέργειας, αλλά πλέον έχει επεκταθεί και στο πεδίο της παρακολούθησης της κυκλοφορίας και ειδικότερα για την απόκτηση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 43

52 κυκλοφοριακών δεδομένων (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Antoniou et al., 2011; Mathew, 2014a). Εικόνα 5.1 Αποτελέσματα ερωτηματολογίου σχετικά με τις τεχνολογικές τάσεις (Πηγή: Μιζάρας, 2008) Οι εν λόγω ανιχνευτές ή αλλιώς φωρατές είναι εξειδικευμένες συσκευές που αποτελούνται από έναν επαγωγικό βρόχο μονωμένου σύρματος τοποθετημένο σε ειδικά κατασκευασμένες εγκοπές τετράγωνου ή παραλληλόγραμμου σχήματος κάτω από την οδική επιφάνεια σε απόσταση 3 cm περίπου από την επιφάνεια κατά μήκος της διατομής της οδού, ο οποίος διαρρέεται από ασθενές ηλεκτρικό ρεύμα. Ένα όχημα που διέρχεται επάνω από το καλώδιο λειτουργεί ως πυρήνας στο πηνίο, μεταβάλλοντας τη χωρητικότητά του και µε αυτό τον τρόπο πιστοποιεί την διέλευση του. Συνήθως τοποθετούνται σε όλο το μήκος της οδού αφήνοντας συγκεκριμένες ενδιάμεσες αποστάσεις ανάμεσά τους και σε άλλα χαρακτηριστικά σημεία όπως οι σήραγγες και οι ράμπες εισόδου και εξόδου (Ιμπριάλου, 2011; Ρέζος et al., 2007; Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Bennett et al., 2007; Daiheng, 2014; Roselli, 2011; Mathew, 2014a). Οι φωρατές χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση οχημάτων με σκοπό τη μέτρηση κυκλοφοριακών δεδομένων αλλά και τη βελτιστοποίηση της κυκλοφοριακής ροής. Στοιχεία που είναι δυνατόν να μετρηθούν µε τη βοήθεια των ανιχνευτών βρόχου είναι ο κυκλοφοριακός φόρτος, η κατανομή κατά λωρίδα, η ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 44

53 πυκνότητα των οχημάτων και οι χρονικοί διαχωρισμοί ανά τακτά χρονικά διαστήματα. (π.χ. 60 sec, 90 sec, 300 sec). Η διάταξη των βρόχων και ο τρόπος λειτουργίας του συστήματος είναι αυτή που παρουσιάζεται στις Εικόνες 5.2 και 5.3 αντίστοιχα (ΕΚΕΤΑ, 2007; Ιμπριάλου, 2011; Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.). Επιπλέον, προχωρημένες τεχνικές διαχείρισης των εν λόγω συστημάτων ανίχνευσης χρησιμοποιούν την προαναφερθείσα ικανότητα μέτρησης του μήκους για ταυτοποίηση της διέλευσης του ίδιου οχήματος σε επόμενα σημεία, επιτρέποντας έτσι την εξαγωγή συμπερασμάτων για τους χρόνους διαδρομής και τις μέσες ταχύτητες κίνησης στην οδό. Το ποσοστό σφάλματος στην αναγνώριση των οχημάτων µε αυτή τη μέθοδο δεν ξεπερνάει το 5%. Παρομοίως, η ταυτοποίηση της διέλευσης ενός οχήματος μπορεί να πραγματοποιηθεί και µε τη βοήθεια του μαγνητικού «αποτυπώματος» που αφήνει κάθε ξεχωριστό όχημα κατά τη διέλευσή του από κάθε βρόχο. Εικόνα 5.2 Ζεύγη μαγνητικών ανιχνευτών βρόχου (Πηγή: Με τη διασπορά σημείων ανίχνευσης σε ένα οδικό δίκτυο ή στις εισόδους και εξόδους αυτοκινητοδρόμων είναι δυνατή η εξαγωγή δεδομένων σχετικά µε την προέλευση και τον προορισμό των μετακινήσεων (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.). Τα πλεονεκτήματα της χρήσης μαγνητικών ανιχνευτών βρόχου ως συστήματα παρακολούθησης είναι η απλότητα και το χαμηλό κόστος εγκατάστασης, η μικρή φθορά που προκαλεί η τοποθέτησή τους στο οδόστρωμα, το γεγονός ότι η ύπαρξή τους δεν γίνεται καθόλου αντιληπτή από το όχημα όπως και η δεδομένη εμπειρία από την πολύχρονη χρήση τους. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 45

54 Εικόνα 5.3 Τρόπος λειτουργίας του βρόχου (Πηγή: Επίσης, δίνουν σχετικά αξιόπιστα αποτελέσματα, ενώ η λειτουργία τους δεν επηρεάζεται από τις καιρικές συνθήκες (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Mathew, 2014a). Από την άλλη πλευρά έχουν και μειονεκτήματα. Αρχικά, είναι δύσκολα στην εγκατάσταση και αφού εγκατασταθούν μπορούν εύκολα να καταστραφούν από κύκλους ψύξης απόψυξης, διαρροή χημικών ουσιών, χρήση της οδού, δραστηριότητες συντήρησης ή οδοκαθαρισμό. Επιπλέον, το κόστος και η κυκλοφοριακή διαταραχή που σχετίζονται με την αντικατάσταση, την επιδιόρθωση και τη συντήρηση των βρόχων είναι υψηλά ή υψηλότερα από τα αντίστοιχα της αρχικής εγκατάστασης. Επιπλέον, οι συνθήκες ασφαλείας για τα οδικά πληρώματα είναι εξίσου επικίνδυνες. Επιπρόσθετα οι συγκεκριμένοι βρόχοι δεν ανιχνεύουν με ακρίβεια τα οχήματα με λίγο μέταλλο, όπως τα μοτοποδήλατα, και στην περίπτωση αύξησης της ευαισθησίας με σκοπό την ανίχνευση και αυτών, μετριούνται τα οχήματα στις διπλανές λωρίδες. Για αυτούς τους λόγους αναδεικνύονται νέες τεχνικές μέτρησης κυκλοφοριακών μεγεθών, οι οποίες δεν είναι παρεμβατικές στο οδικό δίκτυο (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Φραντζεσκάκης & Γιαννόπουλος, 1986; Antoniou et al., 2011; Mathew, 2014a; Roselli, 2011). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 46

55 5.4.2 Διάφοροι τύποι συσκευών ανίχνευσης Εκτός των προαναφερθέντων ευρέως χρησιμοποιούμενων μαγνητικών ανιχνευτών, έχουν επίσης επινοηθεί και χρησιμοποιούνται σήμερα διάφοροι τύποι συσκευών ανίχνευσης, τοποθετούμενοι έξω από το οδόστρωμα. Το χαρακτηριστικό όλων αυτών των συσκευών είναι η παρακολούθηση επάνω ή δίπλα από την οδό, µε τοποθέτηση σε δικές τους ή υπάρχουσες διατάξεις στήριξης. Κατά συνέπεια δεν απαιτείται η παρενόχληση της κυκλοφορίας κατά την εγκατάσταση, τη λειτουργία και τη συντήρηση αυτών των διατάξεων. Μερικές από τις διατάξεις που μπορούν να συναντηθούν είναι οι εξής (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Antoniou et al., 2011; Bennett et al., 2007; Daiheng, 2014; Leduc, 2008; Mathew, 2014a): Ανιχνευτές μικροκυμάτων: Κατά τη λειτουργία τους εκπέμπουν μικροκύματα και μετρούν τη μεταβολή στη συχνότητα του ανακλώμενου επάνω στην επιφάνεια παρακολούθησης σήματος. Αυτή η μεταβολή είναι ανάλογη µε την ταχύτητα των οχημάτων και μπορεί να υπολογιστεί µε μεγάλη ακρίβεια. Ωστόσο, η μέτρηση είναι δυνατή µόνο σε περίπτωση ελαφριάς κυκλοφορίας. Σε πυκνή, αργή ή στάσιμη κυκλοφορία η λειτουργία είναι προβληματική έως αδύνατη. Ανιχνευτές υπερήχων: Υπολογίζουν την απόσταση από τα οχήματα µε τη βοήθεια υπερήχων που ανακλώνται επάνω σε αυτά και στο οδόστρωμα. Οι ανιχνευτές είναι γενικά φτηνοί και περιλαμβάνουν σχετικά απλό ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Οι αισθητήρες καλύπτουν μόνο ένα μικρό εύρος και έχουν βραδείς χρόνους απόκρισης. Επιπλέον, η ακρίβεια περιορίζεται από την επιφάνεια των αντικειμένων. Τέλος, η λειτουργία τους παρεμποδίζεται από παράσιτα πηγών θορύβου (Εικόνα 5.4). Ενεργητικοί ανιχνευτές υπερύθρων: Εκπέμπουν µία σειρά από αόρατες υπέρυθρες ακτίνες και αναλύουν τις αντανακλάσεις από τις λείες επιφάνειες των οχημάτων. Μπορούν να μετρήσουν κυκλοφοριακούς φόρτους και ταχύτητες οχημάτων. Παθητικοί ανιχνευτές υπερύθρων: Υπολογίζουν τις μεταβολές στη θερμική ακτινοβολία που προκαλούνται σε ένα συγκεκριμένο πεδίο λήψης. Οι συγκεκριμένοι ανιχνευτές μπορούν να λειτουργήσουν υπό οποιεσδήποτε συνθήκες κυκλοφορίας, απαιτούν πολύ λίγη ενέργεια και το κόστος τους ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 47

56 είναι εξαιρετικά ανταγωνιστικό, αλλά υστερούν στην ακρίβεια υπολογισμού της ταχύτητας. Επιπλέον επηρεάζονται από το χιόνι και τις χαμηλές θερμοκρασίες (Εικόνες 5.5, 5.6). Ανιχνευτές λέιζερ: Χρησιμοποιούν ακτινοβολία τύπου λέιζερ για να υπολογίσουν την απόσταση από τα οχήματα, ενώ είναι ικανοί να προσδιορίσουν και το περίγραμμά τους. Υπολογίζουν µε μεγάλη ακρίβεια φόρτους, ταχύτητα και ταξινόμηση κατά τύπο οχήματος, αλλά το κόστος τους καθιστά απαγορευτική τη μαζική χρήση αυτών. Εικόνα 5.4 Ανιχνευτές υπερήχων (Πηγή: Daiheng, 2014) Εικόνα 5.5 Παθητικός ανιχνευτής υπερύθρων (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Κάθε τύπος από τους προαναφερθέντες παρουσιάζει διάφορα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, καθώς και διάφορες δυνατότητες ανίχνευσης συγκεκριμένων στοιχείων κυκλοφορίας, ενώ σημαντική παράμετρος στη λειτουργία τους είναι και οι περιβαλλοντικές συνθήκες. Για τη διεύρυνση των δυνατοτήτων ανίχνευσης μπορούν να συνδυαστούν επιμέρους τεχνολογίες, όπως παθητικοί ανιχνευτές υπερύθρων μαζί µε υπέρηχους ή μικροκύματα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 48

57 Εικόνα 5.6 Εκπομπή και αντανάκλαση της ενέργειας από τα αυτοκίνητα και την επιφάνεια του οδοστρώματος (Πηγή: Mathew, 2014a) Οφείλει να σημειωθεί, όμως, πως από τους προαναφερθέντες τύπους ο µόνος που διαθέτει την ικανότητα αναγνώρισης οχημάτων, οπότε μπορεί και να εφαρμοστεί για επαναταυτοποίηση, σε αναλογία µε τους ανιχνευτές βρόχου, είναι οι ανιχνευτές µε λέιζερ, το κόστος των οποίων, όμως, είναι πολύ υψηλό. Κατά συνέπεια προκύπτει το συμπέρασμα ότι οι ανιχνευτές βρόχου θα παραμείνουν µάλλον για αρκετό καιρό ακόμη οι δημοφιλέστεροι, µε τους ανιχνευτές εκτός οδοστρώματος να αποτελούν απλώς εναλλακτική λύση όπου δεν είναι δυνατή η εφαρμογή τους (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης Για μετρήσεις διατίθενται επιπλέον τα κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης (Closed circuit television - CCT). Η χρήση κλειστών κυκλωμάτων τηλεόρασης αποτελεί την πιο συνηθισμένη μέθοδο επιτήρησης σε οποιοδήποτε πεδίο και για αυτόν τον λόγο βρίσκουν εφαρμογή και στην επιτήρηση της κυκλοφορίας. Μία σειρά από αναλογικές κάμερες, που εγκαθίστανται κατά μήκος μίας οδού ή σε συγκεκριμένα σημεία ενός οδικού δικτύου, μεταφέρει την εικόνα σε οθόνες στο κέντρο διαχείρισης, όπου το προσωπικό μπορεί να παρακολουθήσει άμεσα τη ροή της κυκλοφορίας, ενώ είναι δυνατή και η ταυτόχρονη εγγραφή σε βίντεο. Με αυτή τη μέθοδο παρακολούθησης μπορεί κυρίως να γίνει επίβλεψη και όχι απόκτηση κυκλοφοριακών δεδομένων. Κατά την επίβλεψη της κυκλοφορίας µε τη μέθοδο κλειστού κυκλώματος παρακολούθησης, το προσωπικό του κέντρου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 49

58 διαχείρισης είναι σε θέση να διαπιστώσει διάφορες προβληματικές καταστάσεις, όπως ατυχήματα, συμφορήσεις, παράνομα ή προβληματικά κινούμενα οχήματα, δυσμενείς καιρικές συνθήκες, και να αντιδράσει άμεσα, γνωρίζοντας και το πραγματικό μέγεθος του προβλήματος. Στην Εγνατία οδό χρησιμοποιούνται κάμερες κλειστού κυκλώματος. Ο σκοπός της χρήσης καμερών κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης για τη βιντεοσκόπηση ορισμένων οδικών τμημάτων της Εγνατίας οδού είναι: α) η ρύθμιση της κυκλοφορίας οχημάτων, β) η προστασία των χρηστών και του προσωπικού λειτουργίας και συντήρησης της οδού και γ) η προστασία αγαθών (υποδομής της οδού, κ.λ.π.). Η καταγραφή των δεδομένων από τις κάμερες δεν είναι συνεχής, αλλά καταχωρούνται μόνο συμβάντα ή έκτακτα περιστατικά επί της Εγνατίας οδού κυρίως σε δυσχερή οδικά τμήματα που περιλαμβάνουν συνήθως και σήραγγες. Στα οδικά τμήματα της Εγνατίας Οδού όπου υπάρχουν εγκατεστημένες κάμερες κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης υπάρχει σε κατάλληλες θέσεις, όπως στην είσοδο κόμβων, τοποθετημένη κατάλληλη κατακόρυφη σήμανση - πινακίδα για την έγκαιρη και κατανοητή ενημέρωση του χρήστη ( Σοβαρό ελάττωμα της μεθόδου επίβλεψης µε κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης, πέρα από το αρχικό υψηλό κόστος εγκατάστασης, αποτελεί η δυσκολία λήψης στο σκοτάδι και υπό δυσμενείς συνθήκες ορατότητας, όπως η βροχή, το χιόνι, η ομίχλη, η σκόνη και ο καπνός. Επειδή, όμως, σε αυτές τις περιπτώσεις καθίσταται ίσως περισσότερο χρήσιμη η επιτήρηση, αρκετοί κατασκευαστές έχουν προχωρήσει στη δημιουργία συσκευών λήψης µε υπέρυθρες ακτίνες, που διαθέτουν βελτιωμένες σχετικές ικανότητες, όπως φαίνεται στις Εικόνες (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d. Antoniou et al., 2011) Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας Πιο εξελιγμένο σύστημα μετρήσεων και καταγραφών αποτελεί η ψηφιακή επεξεργασία εικόνας. Η εφαρμογή συστημάτων ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας συνιστά την πιο σύγχρονη, αποτελεσματική και συγχρόνως ολοκληρωμένη μέθοδο παρακολούθησης της κυκλοφορίας. Σε αυτή τη μέθοδο, όπως και στην περίπτωση των κλειστών κυκλωμάτων τηλεόρασης, λαμβάνεται εικόνα από την οδό µε τη βοήθεια κάμερας (Εικόνες 5.10, 5.11) και αναπαράγεται σε οθόνες του κέντρου διαχείρισης. Επιπλέον, όμως, αυτή η εικόνα εισάγεται και σε κατάλληλη ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 50

59 ηλεκτρονική υπολογιστική μονάδα, όπου υφίσταται επεξεργασία για τη λήψη όλων των επιθυμητών στοιχείων, παρακάμπτοντας τον ανθρώπινο παράγοντα. Η παρακολούθηση της κυκλοφορίας µε ψηφιακή επεξεργασία εικόνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για εξαγωγή κυκλοφοριακών δεδομένων, όσο και για επιτήρηση της κυκλοφορίας (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.). Εικόνα 5.7 Άποψη υπό συνήθεις συνθήκες ορατότητας (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Εικόνα 5.8 Νυχτερινή άποψη µε κάμερα βραχέων υπερύθρων (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Εικόνα 5.9 Νυχτερινή άποψη µε κάμερα µακρών υπερύθρων (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 51

60 Εικόνα 5.10 Συσκευή λήψης εικόνας για εφαρμογές ψηφιακής επεξεργασίας. (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Εικόνα 5.11 Κάμερα παρακολούθησης κυκλοφορίας (Πηγή: ) Η αρχή λειτουργίας του συστήματος παρουσιάζεται στην Εικόνα Κατά την εγκατάσταση του συστήματος, αφού οριστικοποιηθεί η θέση της κάμερας και ξεκινήσει η λήψη της εικόνας, ο χειριστής ορίζει στην οθόνη γραμμές και περιοχές ανίχνευσης, ανάλογα µε τα στοιχεία που είναι επιθυμητό να λαμβάνονται. Μόλις κάποιο όχημα πατήσει κάποια γραμμή ή εισέλθει σε κάποια περιοχή, ανιχνεύεται. Στη συνέχεια, µία σειρά από αλγορίθμους αναλαμβάνει να επεξεργαστεί περαιτέρω την εικόνα και να εξάγει όλα τα επιθυμητά στοιχεία, απεικονίζοντάς τα στην οθόνη, αλλά και αποθηκεύοντάς τα για δημιουργία διαχρονικών δεδομένων (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Bennett et al., 2007). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 52

61 Εικόνα 5.12 Εικόνα λειτουργίας συστήματος ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Συνοπτικά, οι δυνατότητες που παρέχονται από τη χρήση ενός σχετικού συστήματος μπορεί να είναι: Μέτρηση κυκλοφοριακών φόρτων. Μέτρηση ταχύτητας οχημάτων και μέσης ταχύτητας κίνησης. Κατανομή κυκλοφορίας κατά λωρίδα. Χωρικοί και χρονικοί διαχωρισμοί. Πυκνότητα κυκλοφορίας. Εκτίμηση μήκους οχημάτων και αντίστοιχη ταξινόμηση φόρτων. Αναγνώριση παρουσίας οχημάτων σε προσβάσεις κόμβων. Μέτρηση μήκους ουράς αναμονής σε προσβάσεις κόμβων. Αναγνώριση συμφορήσεως. Αναγνώριση προβληματικής κίνησης οχημάτων, όπως υψηλή ή χαμηλή ταχύτητα και απότομη μεταβολή της, στάση, αντίθετη κίνηση. Ανίχνευση αντικειμένων στο οδόστρωμα. Ανίχνευση καπνού ή ομίχλης. Δυνατότητα παρακολούθησης οχήματος βάσει διαστάσεων και χρώματος. Συνήθως, όμως, το διαθέσιμο λογισμικό διατίθεται σε τρεις διαφορετικές δυνατότητες, για μέτρηση κυκλοφοριακών δεδομένων, για ανίχνευση περιστατικών (επιτήρηση) και για διαχείριση σηµατοδοτούμενων κόμβων. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 53

62 Κατά τη μέτρηση κυκλοφοριακών δεδομένων μπορούν να μετρηθούν διάφορα στοιχεία όπως ο κυκλοφοριακός φόρτος, οι ταχύτητες των οχημάτων, η κατανομή κατά λωρίδα, οι χωρικοί και χρονικοί διαχωρισμοί, η πυκνότητα κυκλοφορίας. Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα μέτρησης του μήκους κάθε οχήματος, µε αντίστοιχη κατανομή της κυκλοφορίας κατά κατηγορία. Τα στοιχεία μήκους σε συνδυασμό µε το χρώμα επιτρέπουν και την ταυτοποίηση της διέλευσης ενός συγκεκριμένου οχήματος από επόμενα παρακολουθούμενα σημεία, για την εξαγωγή μέσων ταχυτήτων και χρόνων διαδρομής, όπως και δεδομένων προέλευσης και προορισμού. Το πλεονέκτημα είναι ότι µε τη βοήθεια του λογισμικού όλα αυτά τα στοιχεία μπορούν να παρουσιαστούν σε διάφορες μορφές, καθώς και να αποθηκευτούν και να χρησιμοποιηθούν για εξαγωγή διαχρονικών στοιχείων, εντελώς αυτόματα. Η ανίχνευση διαφόρων ειδών περιστατικών πραγματοποιείται και αυτή αυτόματα, µε τη δυνατότητα διαπίστωσης συμφόρησης, σταματημένων ή κινούμενων αντίθετα οχημάτων, αντικειμένων στο οδόστρωμα. Με την ανίχνευση κάποιου περιστατικού ενημερώνεται το προσωπικό του κέντρου, το οποίο έχει βέβαια τη δυνατότητα να επιβεβαιωθεί και από την οθόνη του, διαπιστώνοντας το είδος και την έκτασή του και αποφασίζοντας για τις ενέργειες στις οποίες θα προβεί. Δεν απαιτείται, όμως, η συνεχής επαγρύπνησή του, όπως συμβαίνει στην περίπτωση των κλειστών κυκλωμάτων τηλεόρασης. Τέλος, το σύστημα επεξεργασίας διαθέτει τη δυνατότητα ανίχνευσης οχημάτων που αναμένουν ή προσεγγίζουν την παρακολουθούμενη πρόσβαση, τη μέτρησή τους, καθώς και την εκτίμηση του μήκους ενδεχόμενης ουράς (Εικόνα 5.13). Τα στοιχεία αυτά χρησιμοποιούνται στη διαχείριση της επενεργούμενης σηματοδότησης. Όπως και στην περίπτωση των κλειστών κυκλωμάτων, βασική αδυναμία της μεθόδου είναι η δυσκολία ανίχνευσης σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού ή περιορισμένης ορατότητας. Ομοίως, αντιμετώπιση του προβλήματος επιτυγχάνεται µέσω της χρήσης τεχνολογιών όπως οι υπέρυθρες ακτινοβολίες (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 54

63 Εικόνα 5.13 Ανίχνευση σταματημένων οχημάτων σε σηματοδότη (Πηγή: Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.) Ραντάρ Μεταξύ των άλλων σύγχρονων μέσω κατέχουν σημαντική θέση τα ραντάρ. Τα συστήματα ραντάρ είναι σε θέση να δουλεύουν είτε με microwave (Εικόνα 5.14) είτε με Doppler τρόπο λειτουργίας. Και τα δύο εν λόγω συστήματα ραντάρ μεταδίδουν μια ακτινοβολία χαμηλής ενέργειας (2.5 to 24 GHz) και καθορίζουν τη χρονική καθυστέρηση μεταξύ της μετάδοσης και της αντανάκλασης, προκειμένου να υπολογιστεί η απόσταση ενός οχήματος. Έχουν τη δυνατότητα να μετρήσουν την ύπαρξη και την ταχύτητα, αλλά γενικά δεν είναι ικανά για πολύπλοκη κατάταξη οχημάτων. Τα ραντάρ μπορούν να τοποθετηθούν εναέρια και να παρατηρούν μόνο μία λωρίδα κάθε φορά, ή μπορούν να τοποθετηθούν παράπλευρα και να παρακολουθούν πολλές λωρίδες. Ενώ η πλευρική εγκατάσταση θεωρείται λιγότερο ακριβής, λόγω των προβλημάτων έμφραξης, η εναέρια εγκατάσταση είναι πιο ακριβή, καθώς απαιτεί μία μονάδα για κάθε λωρίδα. Το μεγάλο μειονέκτημα αυτών αποτελεί η μη δυνατότητα ακριβούς κατάταξης των οχημάτων, καθώς για αυτήν βασίζονται στην ταχύτητα των οχημάτων. Επιπλέον μπορεί να συμβούν ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές όταν ο εξοπλισμός του ραντάρ τοποθετείται κοντά σε άλλα ραντάρ υψηλής ισχύος. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 55

64 Εικόνα 5.14 Ρυμουλκούμενο microwave ραντάρ για τη συλλογή δεδομένων σε δοκιμαστικό χώρο (Πηγή: Roselli, 2011) Ένα αμέσως αναγνωρίσιμο όφελος από τη χρήση ραντάρ είναι ότι επηρεάζεται ελάχιστα έως καθόλου από τις συνθήκες φωτισμού και τις καιρικές συνθήκες. Η προσαρμοστικότητα των μοντέλων επιτρέπει την ίδια συσκευή να χρησιμοποιηθεί τόσο σε εναέρια συστήματα όσο και στα πλευρικά συστήματα με διαφορετικούς βαθμούς μονιμότητας ή φορητότητας. Επιπλέον είναι πολύ ακριβής στη μέτρηση και εύκολα στην εγκατάσταση. Ακόμη, όπως προαναφέρθηκε, έχει τη δυνατότητα επιτήρησης πολλαπλών λωρίδων κυκλοφορίας (μέχρι 8) και τέλος είναι υψηλής αξιοπιστίας με Μέσο Χρόνο Μεταξύ Βλαβών (MTBF) περίπου 10 έτη (ΕΚΕΤΑ, 2007; Bennett et al., 2007; Mathew, 2014a; Roselli, 2011). Στο διάγραμμα της Εικόνας 5.15 παρουσιάζεται η μεγαλύτερη ακρίβεια του ραντάρ (Smart Sensor τρίγωνο σχήμα) σε σχέση με άλλες κλασικές μεθόδους ως προς τη μέτρηση της ταχύτητας Συλλογή δεδομένων αναμεταδότη (Probe Data) Οι προαναφερθείσες «συμβατικές» πηγές δεδομένων στοχεύουν κυρίως στη συλλογή συγκεντρωτικών στοιχείων μέσω αισθητήρων που είναι εγκατεστημένοι σε σταθερές θέσεις του δικτύου. Οι μετρήσεις αφορούν βασικά την κυκλοφοριακή ροή, την ταχύτητα και ούτω καθεξής. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 56

65 Εικόνα 5.15 Ακρίβεια ανιχνευτή μέτρησης ταχύτητας (Πηγή: Roselli, 2011) Οι περιορισμοί των πιο αντιπροσωπευτικών αισθητήρων και παραδοσιακών τεχνολογιών μέτρησης της κυκλοφορίας σχετίζονται συνήθως με το κόστος εγκατάστασης και βαθμονόμησης, τη χαμηλή κάλυψη και τις χαμηλές επιδόσεις κάτω από αντίξοες καιρικές συνθήκες. Επιπλέον, οι παρεμβατικοί αισθητήρες έχουν μια διάρκεια ζωής 5 ετών και υψηλό κόστος συντήρησης, ενώ οι μηπαρεμβατικοί αισθητήρες έχουν διάρκεια ζωής 10 ετών και υψηλό κόστος αγοράς και εγκατάστασης. Για όλους αυτούς τους λόγους εντοπίζεται τα τελευταία χρόνια η τάση για συλλογή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και κυρίως με τη χρήση συσκευών μέσα στα οχήματα (Grau et al., 2014; Leduc, 2008). Τα δεδομένα από αναμεταδότες (probe data), λοιπόν, είναι ένα πλήθος δεδομένων που συλλέγεται από τους ιδιώτες, συμπεριλαμβανομένων οχημάτων, επιβατών, ταξιδιωτών ή πεζών. Σε αυτήν την περίπτωση συγκεντρώνονται όλα τα δεδομένα μετά τη συλλογή τους, που αυξάνει σημαντικά την ποιότητα των δεδομένων που συλλέγονται και πολλαπλασιάζει τις δυνατότητες επεξεργασίας αυτών, απεικονίζοντας αντιπροσωπευτικότερα την κυκλοφοριακή κατάσταση. Οι ανιχνευτές σε αυτή την περίπτωση ανήκουν κυρίως στους χρήστες. Τα δεδομένα από αναμεταδότη μπορούν να διαχωριστούν σε σταθερά (stationary) και σε κυμαινόμενα (floating). Τα σταθερά δεδομένα συλλέγονται σε σταθερές θέσεις, ενώ τα κυμαινόμενα σε όλο το μήκος του οδικού δικτύου. Τα σταθερά δεδομένα συλλέγονται σε συγκεκριμένες θέσεις στο δίκτυο με συστήματα, όπως Bluetooth ή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 57

66 της αυτόματης αναγνώρισης του αριθμού πινακίδας (APNR), ενώ τα κυμαινόμενα μέσω των συσκευών οι οποίες λειτουργούν σαν αισθητήρας για το οδικό δίκτυο και με τις οποίες είναι εξοπλισμένοι οι επιβάτες ή τα οχήματα και προσδιορίζεται η τοποθεσία (Grau et al., 2014; Leduc, 2008) Κάρτες ανταπόκρισης στο εσωτερικό των αυτοκινήτων Μία μέθοδος που εφαρμόζεται σε αρκετές χώρες και χρήζει αναφοράς είναι η παρακολούθηση της κυκλοφορίας µε τη βοήθεια καρτών ανταπόκρισης στο εσωτερικό των οχημάτων, που εντάσσεται σε ένα σύνολο μεθόδων που έχουν ως βάση το εσωτερικό του αυτοκινήτου (Automatic Vehicle Location (AVL) systems). Η συγκεκριμένη μέθοδος είναι ευρύτερα γνωστή µε τη μορφή της ηλεκτρονικής χρέωσης διοδίων. Οι οδηγοί που επιθυμούν την αποφυγή της ταλαιπωρίας στάσης σε σταθμούς διοδίων εφοδιάζονται µε µία ειδική κάρτα, την οποία τοποθετούν στο εσωτερικό του οχήματος. Σε κάθε σταθμό διοδίων υπάρχει ειδικός αναγνώστης που αναγνωρίζει το συγκεκριμένο όχημα βάσει της κάρτας και χρεώνει το σχετικό αντίτιμο στον οδηγό (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Mathew, 2014a). Η δυνατότητα αναγνώρισης κάθε συγκεκριμένου οχήματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ταυτόχρονα και για την ταυτοποίηση της διέλευσης του οχήματος και από επόμενους σταθμούς ανάγνωσης, παρέχοντας με αυτό τον τρόπο κυκλοφοριακά δεδομένα. Βέβαια, αυτή η μέθοδος προφανώς λειτουργεί µόνο µε τα εφοδιασμένα µε κάρτα οχήματα, άρα τα αξιόπιστα δεδομένα που μπορεί να παρέχει είναι πολύ φτωχά, περιορισμένα µόνο σε μέσες ταχύτητες και χρόνους διαδρομής. Ωστόσο, η εν λόγω μέθοδος είναι απλή, φθηνή και εύκολη στην εφαρμογή, καθώς απαιτεί μόνο την τοποθέτηση αναγνωστών σε οποιοδήποτε πρόσφορο σημείο μαζί µε την υποδομή επικοινωνίας και αξιοποιεί την ήδη υπάρχουσα υποδομή χρηστών - κατόχων κάρτας (Τσανακτσίδης & Τσιτσούλας, n.d.; Mathew, 2014a) Παγκόσμιο Σύστημα Στιγματοθέτησης (GPS) Τα Παγκόσμιο Σύστημα Στιγματοθέτησης (Global Positioning System - GPS) είναι σύστημα εντοπισμού θέσης που βασίζεται σε ένα πλέγμα 24 δορυφόρων σε τροχιά γύρω από τη Γη. Οι δορυφόροι GPS κάνουν τον κύκλο της γης δύο φορές την ημέρα σε μια πολύ ακριβή τροχιά και διαβιβάζουν πληροφορίες σήματος προς ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 58

67 τη γη και το σύστημα είναι διαθέσιμο παγκοσμίως χωρίς κόστος. Αρχικά αναπτύχθηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ (DOD) και ονομάστηκε NAVSTAR GPS (Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System). Οι δέκτες GPS παρέχουν πληροφορίες για τη θέση, το υψόμετρο, την ταχύτητα και την κατεύθυνση ενός οχήματος και σε συνδυασμό με ειδικό λογισμικό χαρτογράφησης μπορούν να απεικονίσουν γραφικά τις πληροφορίες αυτές (Εικόνες 5.16, 5.17). Το GPS επιτρέπει τη δυναμική αναγνώριση της θέσης ενός οχήματος, καθώς οι συντεταγμένες της θέσης του παρέχονται σε πραγματικό χρόνο. Επίσης, καθώς τα παρεχόμενα από το GPS στοιχεία μπορούν να αποτυπωθούν σε ψηφιακούς χάρτες και μάλιστα να εμφανιστούν στον ηλεκτρονικό χάρτη της συσκευής, καθίσταται εφικτός ο χωροταξικός συντονισμός δεδομένων. Το GPS είναι σχετικά οικονομικό, εύκολο στην εγκατάσταση και στη λειτουργία. Επιπλέον δουλεύει κάτω από όλες τις καιρικές συνθήκες και συνθήκες φωτισμού. Από την άλλη πλευρά, το GPS παρέχει συγκεκριμένες πληροφορίες ανά όχημα και υστερεί λόγω του περιορισμένου αριθμού εξοπλισμένων οχημάτων. Επίσης, η λειτουργία τους ενδέχεται να παρεμποδιστεί από ψηλά κτίρια ή δέντρα (Κυριαζής, 2013; Μπέλτσος, 2013; Παπαγιαννούλης, 2011; Daiheng, 2014; Turner et al., 1998). Σύμφωνα με τους Grau et al. (2014), το κύριο μειονέκτημα της εν λόγω μεθόδου είναι η ακρίβεια των μετρήσεων, το οποίο μπορεί να επιλυθεί με έναν χάρτη προσαρμογής της θέσης των οχημάτων σε έναν στατικό χάρτη. Πιο συγκεκριμένα, τα δύο σημαντικά θέματα αφορούν την ακρίβεια των GPS η οποία κυμαίνεται μεταξύ τριών και αρκετών δεκάδων μέτρων, καθώς επίσης και τη συχνότητα εντοπισμού. Οι υψηλές συχνότητες σημαίνουν μεγαλύτερες ποσότητες δεδομένων, οι οποίες συνδέονται αυτόματα με υψηλότερη υπολογιστική προσπάθεια και οικονομικό κόστος αλλά καλύτερη παρακολούθηση της πορείας. Αντίθετα, οι χαμηλές συχνότητες συνεπάγονται χειρότερη παρακολούθηση της πορείας, αλλά και μείωση των απαιτήσεων επεξεργασίας και των λειτουργικών εξόδων. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 59

68 Εικόνα 5.16 Επικοινωνίες με το GPS (Πηγή: Leduc, 2008) Εικόνα 5.17 Το σύστημα GPS (Πηγή: Daiheng, 2014) Κινητά τηλέφωνα Τελευταία έχουν τεθεί στην υπηρεσία της μέτρησης κυκλοφοριακών δεδομένων και τα κινητά τηλέφωνα (Cellular phones - CDMAd, GSMe, UMTSf & GPRSg networks). Εφόσον στις μέρες μας όλα τα οχήματα διαθέτουν κατ ελάχιστο ένα κινητό τηλέφωνο αξίζει να χρησιμοποιούνται για την παροχή δεδομένων. Αφού η θέση του οχήματος μπορεί να προσδιοριστεί μέσω διαφόρων διαθέσιμων μεθόδων, ακολούθως μπορούν να υπολογιστούν χρόνοι ταξιδιού κ.α. και στη συνέχεια να μετατραπούν στο κέντρο σε χρήσιμες πληροφορίες (Εικόνα 5.18) (Leduc, 2008; Toppen & Wunderlich, 2003). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 60

69 Εικόνα 5.18 Επικοινωνίες με τη χρήση κινητών τηλεφώνων (Πηγή: Leduc, 2008) Σε αντίθεση με τα άλλα συστήματα και κυρίως με το πιο κοντινό του, αυτό του GPS, η χρήση κινητών τηλεφώνων δεν απαιτεί ειδικές συσκευές ή λογισμικό στο όχημα, αλλά ούτε και κάποια εγκατάσταση στο οδικό δίκτυο. Επομένως είναι φθηνότερο σαν λύση από τους συμβατικούς ανιχνευτές και προσφέρει μεγαλύτερη κάλυψη. Τα κυκλοφοριακά δεδομένα αποκτούνται σε συνεχή ροή και όχι σημειακά. Επίσης είναι ευκολότερα ως προς την εγκατάσταση και απαιτούν μικρότερη συντήρηση. Παρόλα αυτά απαιτούνται περίπλοκοι αλγόριθμοι για την επεξεργασία των δεδομένων και την εξαγωγή πληροφοριών (Leduc, 2008). Με την ολοκλήρωση των βασικών μεθόδων και συστημάτων συλλογής κυκλοφοριακών δεδομένων παρατίθεται ο Πίνακας 5.1 με σύγκριση των αντιπροσωπευτικότερων ανά κατηγορία συστημάτων Νέες τάσεις στη συλλογή δεδομένων Ένα νέο χαρακτηριστικό στον τομέα των ITS αποτελεί το SMART CAR. Πρόκειται για ένα αυτοκίνητο με όλα τα σύγχρονα χαρακτηριστικά και το οποίο υποστηρίζεται από μια SMART ROAD. Οι εξελίξεις στον τομέα των ITS ξεκίνησαν με τις εγκαταστάσεις για την επικοινωνία αυτών, από όπου άρχισαν να αναπτύσσονται περαιτέρω. Στη συνέχεια οι επικοινωνίες εξελίχθηκαν με την ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 61

70 Πίνακας 5.1 Σύγχρονες μέθοδοι συλλογής κυκλοφοριακών δεδομένων (Πηγή: Leduc, 2008) Μέθοδος συλλογής δεδομένων Ανιχνευτές βρόχου Σωλήνας πεπιεσμένου αέρα Κυκλοφοριακή ροή Ναι Κυκλοφοριακή συμφόρηση Ναι Κατηγορία οχημάτων Αν διατίθεται η ταχύτητα Ναι Έμμεσα Μερικώς Ταχύτητα Με 2 συνεχόμενους βρόγχους Με 2 ανιχνευτές όχι ακριβής Διάρκεια ταξιδιού Κάμερα Ναι Ναι Ναι Ναι Όχι Όχι Όχι Ανίχνευση ατυχημάτων Ναι Όχι Ναι υπό προϋποθέσεις Ραντάρ Ναι Ναι Ναι Ναι Όχι Ναι Ανιχνευτές υπερύθρων Ναι Ναι Όχι Όχι Όχι Όχι Floating Car Data (FCD) Όχι Όχι Ναι Ναι Ναι Ναι επικοινωνία από το αυτοκίνητο προς τις εγκαταστάσεις, οι οποίες αποκαλούνται V2I επικοινωνία. Η τελευταία εξέλιξη αφορά την επικοινωνία μεταξύ οχημάτων που αποκαλείται V2V επικοινωνία. Το Smart Car είναι εξοπλισμένο με όλες τις καινούριες ηλεκτρονικές συσκευές, οι περισσότερες εκ των οποίων προαναφέρθηκαν, που βοηθούν τον χρήστη να χρησιμοποιεί την υπηρεσία αποτελεσματικά. Ένα έξυπνο αυτοκίνητο πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει, να αναλύσει, να προβλέψει και να αντιδράσει σε σχέση με το οδικό περιβάλλον, το οποίο αποτελεί ουσιαστικά και το βασικό χαρακτηριστικό των έξυπνων αυτοκινήτων. Το αυτοκίνητο λειτουργεί με ένα κεντρικό στοιχείο που παρακολουθεί τον δρόμο και τον οδηγό, αξιολογεί τα πιθανά οφέλη για την ασφάλεια και επιλύει προβλήματα πλοήγησης και αποφυγής εμποδίων. Το αυτοκίνητο έχει ως στόχο την επέκταση του χρονικού ορίζοντα απόκτησης πληροφοριών σχετικών με την ασφάλεια και τη βελτίωση της ακρίβειας αυτών, την αξιοπιστία και την ποιότητα της οδήγησης (Mathew, 2014c). Η πιο προηγμένη τεχνική που εφαρμόζονται στον τομέα των ITS αφορά την επικοινωνία κάθε οχήματος με άλλα οχήματα και την αξιολόγηση των απαραίτητων στοιχείων. Απαιτεί πολύ λιγότερη επικοινωνία με το κέντρο ή την υποδομή. Όλα τα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 62

71 οχήματα θα επικοινωνούν μεταξύ τους και οι αποφάσεις θα λαμβάνονται μόνο από τη συσκευή του κάθε οχήματος. Ορισμένες υπηρεσίες σε πραγματικό χρόνο δεν μπορούν να παρέχονται από την υποδομή. Σε αυτές τις περιπτώσεις τέτοιου είδους επικοινωνία είναι χρήσιμη. Κάποια παραδείγματα είναι τα εξής (Mathew, 2014c): Προειδοποίηση προσέγγισης αυτοκινήτου. Προειδοποίηση τυφλού σημείου. Συνεργατικό σύστημα αυτόματου πιλότου. Προειδοποίηση σύγκρουσης. Βοηθός αλλαγής λωρίδας κυκλοφορίας. Στις νέες τάσεις εντάσσονται και τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, τα οποία είναι η πιο πρόσφατη πηγή δεδομένων που σχετίζονται με την κινητικότητα και διαθέτει ένα από τα υψηλότερα δυναμικά. Ταυτόχρονα, όμως, είναι το πιο δύσκολο σύνολο στοιχείων για εξαγωγή και ανάλυση πληροφοριών, λόγω της μορφής τους (ελεύθερο κείμενο) και της έλλειψης γεωαναφοράς (Grau et al., 2014). 5.5 Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας Μετά τη συλλογή των κυκλοφοριακών δεδομένων, η επεξεργασία αυτών αποτελεί βασικό στοιχείο των ITS. Τα δεδομένα, προκειμένου να είναι χρήσιμα, πρέπει να μπορούν μετατραπούν σε πληροφορία και γίνονται πληροφορία μόνο όταν είναι σε μορφές και σε χρόνους κατάλληλους για χρήση σε μια συγκεκριμένη απόφαση. Επομένως, η πληροφορία πρέπει να παρέχεται στους λήπτες αποφάσεων στον κατάλληλο χρόνο και σε αντιληπτή μορφή. Η πληροφορία, λοιπόν, οφείλει να αντλείται μέσα από δεδομένα που είναι (Παπαγιαννούλης, 2011): Επεξεργασμένα Δομημένα Προσβάσιμα Κατανοητά Συγκρίσιμα Χρήσιμα Σχετικά ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 63

72 Η επεξεργασία των δεδομένων περιλαμβάνει μία ή περισσότερες από τις ακόλουθες διαδικασίες: Επιβεβαίωση Περίληψη Ενσωμάτωση Πρόβλεψη Ο έλεγχος των δεδομένων για οποιοδήποτε προφανές λάθος, συμπεριλαμβανομένων ελλιπών ή άκυρων δεδομένων, είναι ένα απαραίτητο στοιχείο επιβεβαίωσης της εγκυρότητάς τους πριν χρησιμοποιηθούν. Χρειάζεται επίσης να αναπτυχθούν διαδικασίες εισαγωγής και να προσδιοριστούν αποδεκτοί ρυθμοί λαθών και επίπεδα ακρίβειας δεδομένων. Η περίληψη δεδομένων αφορά τη συνάθροιση δεδομένων συνήθως μέσα σε ένα χρονικό περιθώριο ή μια διάσταση χρόνου. Η ενσωμάτωση περιλαμβάνει τον συνδυασμό δεδομένων από μία ποικιλία πηγών. Στη συνέχεια χρειάζεται να προσδιοριστούν οι δομές των σχέσεων. Τέλος, στη πρόβλεψη απαιτείται η ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων για τη μελλοντική εξέλιξη των δεδομένων (Παπαγιαννούλης, 2011). Είναι απαραίτητο να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν βάσεις δεδομένων οι οποίες περιλαμβάνουν εξειδικευμένες δομές αρχείων και διαδικασίες αλληλεπίδρασης με ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένων των σχεδίων και των φορμών εισαγωγής. Πρέπει επίσης να σχεδιαστούν διαδικασίες για την εξασφάλιση ύπαρξης επαρκούς χώρου φυσικής αποθήκευσης για δεδομένα και διαδικασίες για την ασφάλεια αυτών των δεδομένων (Παπαγιαννούλης, 2011). Υπάρχουν επομένως τα κέντρα, όπου συλλέγονται οι πληροφορίες και γίνεται κατάλληλη επεξεργασία αυτών και αποστέλλονται μέσω κατάλληλων συστημάτων στους εκάστοτε αποδέκτες (Εικόνα 5.19). Σε ορισμένα κέντρα μπορεί να απαιτηθεί εξαιρετικά εξελιγμένο λογισμικό και επιχειρησιακοί πόροι, ενώ σε άλλα μπορεί να είναι απαραίτητος μόνο ένας απλός διακομιστής. Στην ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιούνται πέρα από αυτά που έχουν συλλεχθεί και εξωτερικές παράμετροι, όπως οι καιρικές συνθήκες και άλλα (Leduc, 2008; Yokota, 2004d). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 64

73 Όσον αφορά αποκλειστικά το τεχνικό κομμάτι, το δίκτυο επικοινωνιών κορμού αποτελείται από την τηλεπικοινωνιακή υποδομή του βασικού διαύλου (οπτικές ίνες, ασύρµατες ζεύξεις κ.λ.π.) και τους κατάλληλους τηλεπικοινωνιακούς κόμβους δεδομένων (data nodes), οι οποίοι βρίσκονται κατανεμημένοι στο πεδίο και στους οποίους εισέρχονται και εξέρχονται τα δεδομένα από και προς τις πηγές παραγωγής/κατανάλωσης πληροφοριών πάνω στον άξονα (π.χ. συσκευές συλλογής πληροφορίας, ΚΔΑ, πινακίδες κ.λ.π.) (TRIAS A.E., 2003). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα συστήματα διαχείρισης κυκλοφορίας συγκεκριμένου στόλου οχημάτων με βάση τον προσδιορισμό της πορείας τους με δορυφορική τεχνολογία GPS. H πρώτη επιτυχής εφαρμογή της μεθόδου φαίνεται να έγινε κατά τους Ολυμπιακούς Αγώνες της Ατλάντα το Σε αυτή την περίπτωση τα ειδικά οχήματα εξυπηρέτησης και υποστήριξης ήταν εφοδιασμένα με GPS που προσδιόριζε τη θέση τους και στη συνέχεια την έστελνε σε Κέντρο Ελέγχου Κυκλοφορίας. Στο Κέντρο γινόταν έλεγχος της αποστολής κάθε οχήματος και δίνονταν ειδικές οδηγίες για αντιμετώπιση προβλημάτων. Η εκτίμηση είναι ότι το σύστημα απέδωσε γιατί δεν σημειώθηκαν παρά σε ελάχιστες περιπτώσεις καθυστερήσεις ή σφάλματα εκπλήρωσης των αποστολών (Ρέζος et al., 2007). Επομένως, βασισμένο σε τεχνολογία GSM (Global System for Mobile Communications) για τη μεταφορά δεδομένων, το σύστημα ανιχνεύει τις συντεταγμένες των οχημάτων με τη χρήση GPS (Global Positioning System) που παρακολουθούνται με δυναμικούς χάρτες στην οθόνη του κεντρικού ελέγχου του συστήματος. Το κέντρο ελέγχου του συστήματος και τα οχήματα επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω συσκευών ανίχνευσης οχημάτων GPS / GSM (Εικόνα 5.20) ( Όσον αφορά στον ελλαδικό χώρο, για κάθε ελληνικό αυτοκινητόδρομο υπάρχουν τα αντίστοιχα κέντρα ελέγχου της κυκλοφορίας με σκοπό τη συγκέντρωση και επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων τα οποία στη συνέχεια διαβιβάζονται στις αρμόδιες υπηρεσίες (ΥΠ.ΑΝ.ΥΠ., 2011). Αρχικά υπάρχει το Κέντρο Διαχείρισης Κυκλοφορίας Αθήνας, εποπτευόμενο από το Υπουργείο Ανάπτυξης, Ανταγωνιστικότητας, Υποδομών, Μεταφορών & Δικτύων, ελέγχει την κυκλοφορία των αυτοκινητοδρόμων σε πραγματικό χρόνο και συλλέγει στοιχεία για τις διελεύσεις των διοδίων. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 65

74 Εικόνα 5.19 Κέντρο ελέγχου (Πηγή: DELKAN & TRIAS, 2008) Εικόνα 5.20 Σύστημα διαχείρισης στόλου (Πηγή: sa.gr/?q=content/%cf%83%cf%8d%cf%83%cf%84%ce%b7%ce%bc%ce%b1- %CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%87%CE%B5%CE%AF%CF%81%CE%B9%CF%83%CE%B7 %CF%82-%CF%83%CF%84%CF%8C%CE%BB%CE%BF%CF%85) Στη Θεσσαλονίκη, σε συντονισμό µε την Περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας, βρίσκεται σε λειτουργία το Κέντρο Διαχείρισης, το οποίο παρέχει ηλεκτρονικές υπηρεσίες ενημέρωσης για το αστικό οδικό δίκτυο σε πραγματικό χρόνο, υπηρεσία που παρέχεται δωρεάν µέσω του (ΥΠ.ΑΝ.ΥΠ., 2012). Το Κέντρο Διαχείρισης της Αττικής Οδού διαχειρίζεται στοιχεία κυκλοφορίας του περιφερειακού αυτοκινητόδρομου (Εικόνα 5.21) ( ). Λειτουργεί υπό την εποπτεία της εταιρείας ΑΤΤΙΚΕΣ ΔΙΑΔΡΟΜΕΣ, με ίδιο αντικείμενο με αυτό του Κέντρου Διαχείρισης της Κυκλοφορίας Αθηνών, ενώ περιορίζεται κατά μήκος της Αττικής Οδού. Τα στοιχεία του διαβιβάζονται και στο Κέντρο Διαχείρισης της ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 66

75 Κυκλοφορίας Αθηνών, ώστε να παρέχεται πληροφόρηση σε πραγματικό χρόνο για το σύνολο του δικτύου (ΥΠ.ΑΝ.ΥΠ., 2011). Επιπρόσθετα υπάρχει το Παρατηρητήριο Χωρικών Επιπτώσεων Εγνατίας Οδού (ΠΑΧΩΕ). Η ΕΓΝΑΤΙΑ Α.Ε. προκειμένου να παρακολουθεί τη λειτουργία της Εγνατίας Οδού και των καθέτων αξόνων δημιούργησε μία βάση δεδομένων ή αναλυτικότερα ένα σύστημα συγκέντρωσης παρακολούθησης καταγραφής συγκοινωνιακών δεδομένων, καθώς και δεδομένων χωρικής ανάπτυξης για την επίδραση του οδικού άξονα στην περιοχή επιρροής. Ειδικότερα, η λειτουργία του αφορά στη συλλογή, αξιολόγηση και επεξεργασία πρωτογενών στοιχείων και δεδομένων βασισμένων κατά κύριο λόγο σε επιτόπιες έρευνες και μετρήσεις. Εικόνα 5.21 Κέντρο ελέγχου της Αττικής οδού (Πηγή: DELKAN & TRIAS, 2008) Στη συνέχεια τα στοιχεία αυτά οργανώνονται κατάλληλα σε βάσεις δεδομένων, δημιουργούνται τα κατάλληλα χαρτογραφικά υπόβαθρα μέσω του Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών που χρησιμοποιείται από την ΕΓΝΑΤΙΑ Α.Ε., ενώ δίνεται η δυνατότητα για προσδιορισμό και άλλων μεγεθών δεικτών, καθώς σε τακτά χρονικά διαστήματα παράγονται αναφορές (Εικόνα 5.22) (ΥΠ.ΑΝ.ΥΠ., 2011). Ακόμη υπάρχει ο Κόμβος Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης / Ινστιτούτο Μεταφορών που αποτελεί ερευνητική προσπάθεια για ένα Ολοκληρωμένο Σύστημα Διαχείρισης και Επεξεργασίας Κυκλοφοριακών Δεδομένων, το οποίο θα φιλοξενείται και θα λειτουργεί στο ΙΜΕΤ, παρέχοντας τις υπηρεσίες του σε δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 67

76 Στοχεύει ουσιαστικά στη δημιουργία ενός συνεχούς μηχανισμού συλλογής, αξιοποίησης και διάχυσης δεδομένων σχετικών με τις μεταφορές, την προσφορά υποδομής για τη φιλοξενία, δοκιμή και διάδοση τεχνολογικά καινοτόμων συστημάτων που προκύπτουν από την έρευνα ή είναι μεν σε στάδιο εμπορικής αξιοποίησης αλλά οι πιθανοί χρήστες τους φείδονται του κόστους επένδυσης, καθώς και στην τήρηση και αξιοποίηση των δεδομένων σε συνδυασμό με τη δημιουργία όλης εκείνης της υποστηρικτικής τεχνολογικής υποδομής που απαιτείται για την εκτέλεση ερευνητικών δραστηριοτήτων στο τομέα (ΥΠ.ΑΝ.ΥΠ., 2011). 5.6 Συστήματα ενημέρωσης χρηστών Επικοινωνιακό δίκτυο Ο ρόλος των υπηρεσιών πληροφόρησης των χρηστών του οδικού δικτύου στον περιορισμό των περιπτώσεων της κυκλοφοριακής συμφόρησης έχει υπογραμμιστεί ήδη από τη δεκαετία του 80, που διαπιστώθηκε ότι η κύρια συνεισφορά αυτής ήταν να επηρεάζει τη διαδρομή σε πραγματικό χρόνο και τις επιλογές σχετικά με το ταξίδι πριν την έναρξη αυτού, ώστε τελικά να μεγιστοποιείται η αξιοποίηση της χωρητικότητας του οδικού δικτύου. Τα εν λόγω υποσυστήματα συμβάλλουν στη βελτίωση των δυσμενών συνθηκών των ταξιδιών. Η ενημέρωση των χρηστών γίνεται βάσει του διαγράμματος ροής της Εικόνας 5.23 (Stamos et al., n.d.). Εικόνα 5.22 Διαχείριση κυκλοφορίας στην Εγνατία Οδό (Πηγή: DELKAN & TRIAS, 2008) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 68

77 Εικόνα Πλαίσιο λειτουργίας του συστήματος ενημέρωσης των χρηστών (Πηγή: Stamos et al., n.d.) Επικοινωνία Κέντρων με τους οδηγούς μέσω συστημάτων Η επικοινωνία του Κέντρου µε τους οδηγούς γίνεται έμμεσα µέσω πινακίδων δυναμικής σήμανσης. Υπάρχουν επίσης εφαρμογές μετάδοσης μηνυμάτων στους οδηγούς µε ασύρματη εκπομπή, όπως μηνύματα σε δέκτες RDS-TMC, ραδιόφωνο αυτοκινητοδρόμου Highway Agency Radio / HAR, ψηφιακό ραδιόφωνο DAB κ.λ.π. (TRIAS A.E., 2003). Πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων Οι πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων (VMS), οι οποίες συναντώνται στη βιβλιογραφία και ως CMS (Changeable Message Signs) ή ως DMS (Dynamic Message Signs), αποτελούν ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά των ευφυών συστημάτων μεταφορών καθώς παρέχουν την δυνατότητα απεικόνισης διαφορετικών μηνυμάτων κειμένου, γραφικών μηνυμάτων, συμβόλων και σχημάτων, με σκοπό την έγκαιρη ενημέρωση των οδηγών για τις συνθήκες κυκλοφορίας, βάσει των συλλεχθέντων από τους μετρητές κυκλοφορίας και επεξεργασμένων (Εικόνα 5.24). με τον κατάλληλο τρόπο σε ένα κέντρο ελέγχου δεδομένων Οι πληροφορίες που απεικονίζονται στα VMS παρέχουν έγκαιρη πληροφόρηση των οδηγών σχετικά με τις κυκλοφοριακές συνθήκες (ατυχήματα, οδικά έργα, διόδια) και τις καιρικές συνθήκες (θερμοκρασία, αέρας, χιόνι) ενός οδικού τμήματος, έτσι ώστε να εξοικονομούνται χρόνος και καύσιμα και να διασφαλίζεται η ασφαλής μετάβαση των οδηγών. Τα VMS μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αστικά, υπεραστικά και εθνικά οδικά δίκτυα, καθώς και σε αυτοκινητοδρόμους (Μπέλτσος, 2013; TRIAS A.E., 2003; ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 69

78 Οι αμερικανικές προδιαγραφές επιβάλλουν την επαρκή ορατότητα του μηνύματος από όλες τις λωρίδες κυκλοφορίας σε μία απόσταση τουλάχιστον 200m πριν από αυτό, ενώ για αυτοκινητοδρόμους αυτή η απόσταση πρέπει να είναι τουλάχιστον 300m. Τα μηνύματα που οδηγούν σε λήψη απόφασης σχετική με αλλαγή δρομολογίου από τον οδηγό θα πρέπει να δίνονται έγκαιρα πριν από το κομβικό σημείο. Πιο συγκεκριμένα σε αυτοκινητόδρομους αυτή η απόσταση πρέπει να είναι τουλάχιστον 1600m. Πινακίδες μεταβλητού ορίου ταχύτητας Οι πινακίδες μεταβλητού ορίου ταχύτητας χρησιμοποιούνται για την πληροφόρηση των οδηγών σχετικά με το όριο ταχύτητας της περιοχής από την οποία διέρχονται (Εικόνα 5.25). Το κύριο χαρακτηριστικό τους είναι ότι το απεικονιζόμενο όριο ταχύτητας μπορεί να μεταβάλλεται σύμφωνα με τις συνθήκες κυκλοφορίας ( Εικόνα 5.24 Πινακίδα μεταβλητών μηνυμάτων (Πηγή: %CF%82- %CE%BC%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%B2%CE%BB%CE%B7%CF%84%CF%8E%CE%B D-%CE%BC%CE%B7%CE%BD%CF%85%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD# ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 70

79 Εικόνα 5.25 Πινακίδες μεταβλητού ορίου ταχύτητας (Πηγή: %CF%82- %CE%BC%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%B2%CE%BB%CE%B7%CF%84%CE%BF%CF%8 D-%CE%BF%CF%81%CE%AF%CE%BF%CF%85- %CF%84%CE%B1%CF%87%CF%8D%CF%84%CE%B7%CF%84%CE%B1%CF%82 ) Πινακίδες καθορισμού λωρίδων κυκλοφορίας Οι Πινακίδες Καθορισμού Λωρίδων Κυκλοφορίας (Lane Control Signs-LCS) προσφέρουν στον οδηγό έγκαιρη πληροφόρηση σχετικά με τη διαθεσιμότητα κάθε λωρίδας κυκλοφορίας ενός αυτοκινητοδρόμου ή την επικείμενη παράκαμψη λόγω έργων ή ατυχήματος, εντός σήραγγας. Πρόκειται για πολύ χαμηλών απαιτήσεων σήμα (Εικόνα 5.26) (TRIAS A.E., 2003; Εικόνα 5.26 Πινακίδες καθορισμού λωρίδων κυκλοφορίας (Πηγή: %CF%82- %CE%BA%CE%B1%CE%B8%CE%BF%CF%81%CE%B9%CF%83%CE%BC%CE%BF%CF%8 D-%CE%BB%CF%89%CF%81%CE%AF%CE%B4%CF%89%CE%BD- %CE%BA%CF%85%CE%BA%CE%BB%CE%BF%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%AF%CE%B 1%CF%82-%CF%80%CE%BA%CE%BB%CE%BA ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 71

80 Προειδοποιητικές πινακίδες ένδειξης ταχύτητας Τα προειδοποιητικά ραντάρ ταχύτητας καταγράφουν την ταχύτητα των διερχομένων οχημάτων και την απεικονίζουν άμεσα στην ενσωματωμένη ηλεκτρονική ένδειξη (Εικόνα 5.27), ώστε να ενημερώνουν τους οδηγούς για υπερβάσεις του ορίου ταχύτητας, να τους ευαισθητοποιούν και να τους δημιουργούν την αίσθηση του ελέγχου με ηλεκτρονικά μέσα. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμα σε επικίνδυνα σημεία του οδικού δικτύου, όπως στις εισόδους σε κατοικημένες περιοχές ( Επικοινωνία μεταξύ των Κέντρων Οι επικοινωνίες μεταξύ των Κέντρων μπορούν να εξυπηρετήσουν είτε τη μεταφορά του ελέγχου από ένα Κέντρο σε ένα άλλο, όπως για παράδειγμα για την αποφυγή πλήρους κάλυψης σε βάρδιες ενός κέντρου είτε για την επιλεκτική μεταφορά στοιχείων ελέγχου στο κεντρικό. Οι επικοινωνίες αυτές αφορούν τη μετάδοση δεδομένων, σημάτων video και φωνής (TRIAS A.E., 2003). Εικόνα Προειδοποιητική πινακίδα ένδειξης ταχύτητας (Πηγή: %CE%BF%CE%B9%CE%B7%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE- %CF%80%CE%B9%CE%BD%CE%B1%CE%BA%CE%AF%CE%B4%CE%B1- %CE%AD%CE%BD%CE%B4%CE%B5%CE%B9%CE%BE%CE%B7%CF%82- %CF%84%CE%B1%CF%87%CF%8D%CF%84%CE%B7%CF%84%CE%B1%CF%82) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 72

81 5.6.3 Πληροφόρηση σε πραγματικό χρόνο Υπάρχουν ολοένα και περισσότερες υπηρεσίες πληροφόρησης για την κυκλοφορία μέσω ηλεκτρονικών μέσων σε πραγματικό χρόνο. Οι παρεχόμενες υπηρεσίες είναι διαθέσιμες μέσω διαδικτύου και κινητών τηλεφώνων από ιδιωτικούς παρόχους. Επίσης στο ίδιο πλαίσιο υπάρχουν διαθέσιμες υπηρεσίες RDS / TMC όπως επίσης και υπηρεσία connected navigation με δυνατότητα Live Traffic Information (πληροφορίες κίνησης σε πραγματικό χρόνο) (Παπαγιαννούλης, 2011). Έχει ήδη αναφερθεί σε προηγούμενη ενότητα πως τα Floating Car Data συλλέγουν και εξάγουν χρήσιμες πληροφορίες, οι οποίες αναδιανέμονται στους οδηγούς. Στην Εικόνα 5.28 παρουσιάζεται η συνολική ροή πληροφοριών στην περίπτωση χρήσης GPS και διαδικτύου, ενώ στην Εικόνα 5.29 φαίνεται ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα υπηρεσίας σε δοκιμαστική βάση (Highways Agency) στο Ηνωμένο Βασίλειο όπου παρουσιάζεται ένας μεγάλος αριθμός δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Μερικά από τα δεδομένα αφορούν τη μέση ταχύτητα και την κυκλοφοριακή ροή, μετρούμενα σε πέντε επιλεγμένες περιοχές. 5.7 Συστήματα Ευφυών Μεταφορών στην Ελλάδα Ελληνικοί φορείς του κλάδου των μεταφορών, της πληροφορικής και των επικοινωνιών οργανώθηκαν στη μη κερδοσκοπική εταιρία αστικής ευθύνης με την επωνυμία «Ελληνικός Οργανισμός Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών ITS HELLAS» το 2008 σε συνέχεια μιας παγκόσμιας τάσης συσπείρωσης των εμπλεκόμενων φορέων σε εθνικές οργανώσεις και αναγνωρίζοντας τον ρόλο που παίζουν τα ITS στις προηγμένες τεχνολογικά χώρες του εξωτερικού. Σκοπός του παραπάνω οργανισμού είναι η υποστήριξη στη δημιουργία και στην υλοποίηση μιας εθνικής στρατηγικής σε θέματα συστημάτων ευφυών μεταφορών, προκειμένου να εξυπηρετηθούν εθνικοί στόχοι ασφαλούς μετακίνησης, ενίσχυσης της αποδοτικότητας και μέγιστης φιλικότητας προς το περιβάλλον του συστήματος (ITS Hellas, 2011). Δυστυχώς μέχρι σήμερα στη χώρα μας η ανάπτυξη Συστημάτων Ευφυών Μεταφορών (ITS) υστερεί σαφώς σε σχέση με την υπόλοιπη Ευρώπη, καθώς στερείται μίας γενικής στρατηγικής και συντονισμού από πλευράς του Δημοσίου για ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 73

82 την επίτευξη συγκεκριμένων στόχων. Για την εξάπλωση και την ορθολογική ανάπτυξη των ITS στην Ελλάδα θα πρέπει αρχικά να αναγνωριστεί από τους φορείς του Δημοσίου που έχουν και την αρμοδιότητα της θεσμοθέτησης, χρηματοδότησης και εφαρμογής τέτοιων συστημάτων στα δίκτυα μεταφορών της χώρας, ότι τα συστήματα αυτά συμβάλλουν αποφασιστικά τόσο στη βέλτιστη διαχείριση των υφιστάμενων υποδομών και πόρων, όσο και στη βελτίωση της εξυπηρέτησης των μετακινούμενων και του επιπέδου της οδικής ασφάλειας (ΣΕΣ, 2011). Εκτός του ότι πλήθος έργων δεν έχουν υλοποιηθεί μέχρι σήμερα, παρά την προκήρυξη αυτών, όλα τα υφιστάμενα συστήματα λειτουργούν και αναπτύσσονται αποσπασματικά και με ελάχιστη πρόνοια για συμβατότητα και συμπληρωματικότητα του ενός με το άλλο, λόγω και της γενικότερης έλλειψης προτύπων, ώστε σε επόμενο στάδιο να μπορούν να ενταχθούν σε κάποιο γενικότερο σύστημα παροχής συνδυασμένων για πολλά μεταφορικά μέσα πληροφοριών σε ταξιδιώτες (Παπαγιαννούλης, 2011). Όπως ήδη αναφέρθηκε σε προηγούμενη ενότητα, υπάρχουν ήδη στην Ελλάδα Κέντρα Διαχείρισης της Κυκλοφορίας με χρήση ITS. Στον Πίνακα 5.2 που παρατίθεται ακολούθως παρουσιάζονται κάποιες από τις σχετικές υλοποιημένες δράσεις στη χώρα μας, που δημιουργούν πρόσφορο έδαφος για την περαιτέρω εξέλιξη των ITS. Εικόνα 5.28 Σχηματική απεικόνιση του συστήματος και μεταφορά των δεδομένων στο server και μετάδοση αυτών μέσω διαδικτύου (Πηγή: Ρέζος et al., 2007) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 74

83 Εικόνα 5.29 Κυκλοφοριακή ροή και ταχύτητα σε πραγματικό χρόνο στον Μ11 γύρω από το Λονδίνο (Πηγή: Leduc, 2008) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ITS Σελίδα 75