ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών ΕΜΠ Εργαστήριο Συγκοινωνιακής Τεχνικής Χρήση συστημάτων πληροφορικής στην οδική υποδομή ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗ- ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ Κωνσταντίνος Αντωνίου Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ antoniou@central.ntua.gr
Άδεια χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. 1
Οργάνωση ενότητας Εισαγωγή στην Τηλεματική Τεχνολογικές συνιστώσες Ανθρώπινος παράγοντας Κοινωνική αποδοχή Εφαρμογές τηλεματικής Έλεγχος και διαχείριση κυκλοφορίας (ETC/Congestion pricing, parking management) Πλοήγηση και παροχή πληροφόρησης (DynaMIT, Dash, Inrix, TomTom+traffic, Gmaps, myroute, AthensBook) Οδική ασφάλεια (ADAS, ecall/511, naturalistic studies) Συνδυασμένες (εμπορευματικές) μεταφορές Αστικές συγκοινωνίες 2
Τι είναι η τηλεματική; 3
Τι είναι η Τηλεματική; Πρόκειται για ευρύ όρο, γλωσσικό αντιδάνειο Περιγράφει τεχνολογίες ενώ εμάς μας ενδιαφέρουν οι εφαρμογές Συχνά αναφέρονται ως Ευφυή Συστήματα Μεταφορών (Intelligent Transport Systems) 4
Τι είναι τα συστήματα Τηλεματικής; (Intelligent Transport Systems) The use of new computer, communications and other information technologies to improve the efficiency and safety of road transport through new roadside infrastructure-based systems and in-vehicle systems. European Commission, 2000 The application of current and evolving technology to transportation systems and the careful integration of system functions to provide more efficient and effective solutions to multi-modal transportation problems. US National Architecture for ITS, 2001 5
http://www.itsa.org/ http://www.ertico.com/abo ut-ertico-its/ Σχήμα 1. 6
Σχήμα 2. (Πηγή: Meyer-UNECEws.pdf στο mycourses)
Στρατηγική Τηλεματικής Ευρώπη ITS Action plan and directive http://ec.europa.eu/transport/its/road/action_pla n/action_plan_en.htm ΗΠΑ National ITS Architecture Version 6.1 National ITS Architecture Technical Deployment Support for Public Agencies http://www.its.dot.gov/arch/ 8
EU ITS Action Plan 9
Σχήμα 3. History of ITS promotion in Japan 10
Ο ρόλος των ITS στη διαχείριση κυκλοφορίας και κινητικότητας Σχήμα 4. Ο ρόλος των ITS στη διαχείριση κυκλοφορίας και κινητικότητας 11
Διαφορές μεταξύ διαχείρισης κινητικότητας και ενίσχυσης της υποδομής Διαχείριση κινητικότητας Χαµηλό κόστος Μικρός χρόνος υλοποίησης Μεγάλη ευελιξία σε τροποποιήσεις Ενίσχυση υποδοµής Υψηλό κόστος Μεγάλος χρόνος υλοποίησης Δύσκολη τροποποίηση Καλή υποστήριξη υποδοµής Σχήμα 5. Διαφορές μεταξύ διαχείρισης κινητικότητας και ενίσχυσης της υποδομής 12
Διαχείριση κινητικότητας demand oriented measures land use planning hardware oriented measures law and regulations telematics pricing and fiscal measures Traffic System Management Infrastructure organisation co-ordination Mobility Management information communication software oriented measures telework supply oriented measures Σχήμα 6. Διαχείριση κινητικότητας 13
Γενική αρχιτεκτονική (USDOT/RITA) Σχήμα 7. Γενική αρχιτεκτονική 14
Σχήμα 8. ITS Operational Concepts 15
Λειτουργική αρχιτεκτονική ITS Σχήμα 9. Λειτουργική αρχιτεκτονική ITS 16
Ιεράρχηση αρχιτεκτονικών ITS Σχήμα 10. Ιεράρχηση αρχιτεκτονικών ITS 17
Τι προσφέρει η Τηλεματική Υποστήριξη (επιβατικών) διατροπικών μετακινήσεων, π.χ. - Πληροφορίες για εναλλακτικές / δρομολόγια - Δυνατότητα ηλεκτρονικής κράτησης / εισιτηρίου Βελτίωση πρόσβασης, π.χ. - Πληροφόρηση για στάθμευση - Αυτόματη πρόσβαση σε ζώνες - Σημεία ενδιαφέροντος (POIs) Βελτίωση κυκλοφοριακής ροής, π.χ. - Διαχείριση βάσει προβλέψεων - Πλοήγηση - Τιμολόγηση Αμοιβαία υποστηριζόμενα Υποστήριξη (ηλεκτρικών) οχημάτων, π.χ. - Πρόβλεψη ακτίνας δράσης - Ευφυής διαχείριση καυσίμων Βελτίωση οδικής ασφάλειας, π.χ. - Πληροφόρηση για συμβάντα - Πληροφόρηση για κυκλοφοριακές συνθήκες - Υποστήριξη οδηγού/οχήματος Βελτίωση εμπορευματικών μεταφορών, π.χ. - Παρακολούθηση αγαθών - (Εμπορευματικές) διατροπικές μεταφορές - Ασφάλεια (safety and security) (Πηγή: Meyer-UNECEws.pdf στο mycourses) Σχήμα 11. Τι προσφέρει η Τηλεματική 18
Εφαρμογές τηλεματικής Σήμερα Ramp metering Πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων Παρακολούθηση οδικής υποδομής (CCTV, ) Τιμολόγηση υποδομής Κυκλοφοριακή πληροφόρηση (TMC, TMC+, TPEG, κτλ) Πληροφόρηση μετακινουμένων (web, TPEG, κτλ) Πλοήγηση (στατική, δυναμική)...... Στο μέλλον Επικοινωνία Χ2Χ (V2V, V2I, Ι2Ι, κτλ) Προβλεπτική και συνεργατική διαχείριση κυκλοφορίας Υπηρεσίες υποστήριξης ηλεκτρικών οχημάτων... (Πηγή: Meyer-UNECEws.pdf στο mycourses) Σχήμα 12. Εφαρμογές Τηλεματικής 19
Τεχνολογικές συνιστώσες Σχήμα 14. Τεχνολογικές συνιστώσες 21
Σχήμα 15. Current Surroundings for vehicle communication, broadcast and radar 22
Ενοποίηση με το όχημα Σχήμα 16. Ενοποίηση με το όχημα 23
Δυναμική διαχείριση κυκλοφορίας Advanced Traffic Management Systems (ATMS) Διαχείριση κυκλοφορίας Advanced Traveler Information Systems (ATIS) Παροχή πληροφόρησης Advanced Public Transportation Systems (APTS) Συστήματα δημοσίων συγκοινωνιών 24
Advanced Traffic Management Systems (ATMS) Παρακολούθηση, επικοινωνία και έλεγχος σε πραγματικό χρόνο Ολοκληρωμένη διαχείριση οδικών λειτουργιών π.χ. ramp metering, σηματοδότηση Ταχεία ανίχνευση και αντίδραση σε συμβάντα 25
Αποτελέσματα εφαρμογών στην Ολλανδία Μέτρο Αύξηση κυκλ. ικανότητας Διαχείριση λωρίδων κατά την αιχμή 36% Αποκλειστική λωρίδα για φορτηγά 16% Σταθερές ταχύτητες 1% Απαγόρευση προσπέρασης φορτηγών Πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων (κείμενο μόνο) 4% 5% Ramp metering 4% (Πηγή: RHarrisLogicaITS2009.pdf στο mycourses) Σχήμα 17. Αποτελέσματα εφαρμογών στην Ολλανδία 26
Advanced Traveler Information Systems (ATIS) Παροχή πληροφόρησης για: Ατυχήματα (θέση, σοβαρότητα, διάρκεια) Καιρικές και κυκλοφοριακές συνθήκες Καθυστερήσεις και χρόνους διαδρομής Βέλτιστες διαδρομές Προτεινόμενες ταχύτητες Περιορισμούς ταχύτητας Δρομολόγια Πληροφόρηση τόσο κατά τη διάρκεια της διαδρομής (en-route) όσο και πριν την εκκίνηση(pre-trip) 27
Σχήμα 18. Εφαρμογές Τηλεματικής 28
Advanced Traveler Information Systems (ATIS) Κυκλοφοριακή πληροφόρηση ΜΜΕ (τηλεόραση/ραδιόφωνο) Διαδίκτυο Πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων (VMS) Highway advisory radio (HAR) Νομαδικές ηλεκτρονικές συσκευές (κινητά τηλέφωνα, PDA, tablets, κτλ) Εξοπλισμός εντός του οχήματος (in-vehicle/on-board units) Σχήμα 19. Κυκλοφοριακή πληροφόρηση 29
Παραδείγματα ATIS Λύσεις VICS NAVTEQ traffic.com Trafficmaster TOMTOM Google... http://trafficscotland.org/ http://www.transportdirect.info/ Web2/Home.aspx http://www.bbc.co.uk/travelbeta/ Παράμετροι Διαδίκτυο Smartphones/nomadic devices Χρόνοι διαδρομής Συνδυασμός μέσων Επιπτώσεις στο περιβάλλον (εκπομπές ρύπων και αερίων θερμοκηπίου, θόρυβος) Κατανάλωση ενέργειας 30
Παρίσι http://www.sytadin.tm.fr Σχήμα 20. Παρίσι 31
Αθήνα: myroyte.gr Σχήμα 21. Αθήνα 32
Σχήμα 22. Εφαρμογές Τηλεματικής 33
TomTom: πηγές δεδομένων Μετρήσεις ταχύτητας σε πραγματικό χρόνο από συνδεδεμένες συσκευές πλοήγησης με χρήση GPS Μετρήσεις ταχύτητας από δίκτυο GSM Πληροφορία: αλλαγή κυψέλης (cell-handover) Μέση απόσταση κεραίας 200-300μ, άρα ακρίβεια μόνο για μεγάλες ταχύτητες Μετρήσεις ταχύτητας και άλλα στοιχεία από τρίτους Ιστορικά προφίλ ταχύτητας 34
TomTom: Αρχιτεκτονική Σχήμα 23. Εφαρμογές Τηλεματικής 35
36
ATIS: Παραδείγματα IBM / Singapore Mobile Millenium Ευρωπαϊκά ερευνητικά έργα, π.χ. INTIME WISETRIP VIAJEO 37
Σχήμα 24. 38
Πηγές κυκλοφοριακών δεδομένων (Antoniou et al., 2008) Επαγωγικοί βρόχοι Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες Αισθητήρες Ακουστικοί/Radar/Laser Ανίχνευση bluetooth/wifi MAC address Συστήματα καμερών CCTV Αυτόματος εντοπισμός οχημάτων Αναγνώριση πινακίδων κυκλοφορίας Έξυπνες κάρτες (Smart cards) Μετρητές επιβατών (Passenger counters) Probe vehicles-fcd Mobile sources Third party sources Σχήμα 25. Πηγές κυκλοφοριακών δεδομένων 39
Παραδείγματα εξοπλισμού (1/2) Επαγωγικοί βρόχοι Radar, video Σχήμα 26. Παραδείγματα εξοπλισμού 40
Παραδείγματα εξοπλισμού (2/2) Probe vehicles / floating car data (FCD) Σχήμα 27. Παραδείγματα εξοπλισμού 41
Συνεργατικά συστήματα Σχήμα 28. Συνεργατικά συστήματα 42
Πίνακας 1 Προτιµήσεις Ελλήνων οδηγών έναντι εξεταζοµένων ΣΣΥΟ Θα βρίσκατε χρήσιµο στο αυτοκίνητο σας το παρακάτω σύστηµα; Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ 30α Σύστηµα πλοήγησης 11% 12% 40% 37% 30β Προειδοποίηση κυκλοφοριακής συµφόρησης 6% 9% 37% 47% 30γ Αποτροπή υπέρβασης ορίων ταχύτητας 11% 18% 38% 34% 30δ 30ε Μετρητής αλκοόλ και αποτροπή οδήγησης σε περίπτωση υπέρβασης 12% 15% 33% 40% Προσδιορισµός κόπωσης και εξαναγκασµός για διάλειµµα 11% 20% 34% 35% Πόσο θετικοί θα είσαστε για τα παρακάτω; Καθόλου Λίγο Αρκετά Πολύ 31α Συσκευή περιορισµού ταχύτητας 11% 14% 43% 32% 32β 33γ 34δ 35ε Μαύρο κουτί για εξακρίβωση αιτίων ατυχήµατος 7% 13% 36% 45% Μαύρο κουτί για καταγραφή οδικής συµπεριφοράς 14% 19% 33% 33% Ηλεκτρονική αναγνώριση οχήµατος που δίνει πρόσβαση σε υπηρεσίες 15% 24% 35% 26% Ηλεκτρονική αναγνώριση οχήµατος που χρησιµοποιείται και για αστυνόµευση 24% 26% 28% 21% 43
Αποδοχή από χρήστες Σχήμα 29. Αποδοχή από χρήστες 44
Η εκπομπή καιρικών προβλέψεων δεν αλλάζει τον καιρό Αντίθετα, η εκπομπή κυκλοφοριακών προβλέψεων 45
Παράδειγμα επίπτωσης πληροφόρησης (1/2) Lower Westchester County, NY 2 ατυχήματα 2 πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων (VMS) Σύγκριση σεναρίων: Κανονικές συνθήκες (χωρίς ατύχημα) Ατύχημα + Καμία πληροφόρηση Ατύχημα + πληροφόρηση Σχήμα 30. Παραδείγματα επίπτωσης πληροφόρησης 46
Advanced Traveler Information Τύπος πληροφόρησης Systems (ATIS) Καθοδηγητική (prescriptive) Περιγραφική (descriptive) Κυκλοφοριακή πρόβλεψη Που λαμβάνει υπόψη τις αλληλεπιδράσεις προσφοράς-ζήτησης 47
Average travel tim e ( sec) Travel tim e standard deviation ( sec) Παράδειγμα επίπτωσης πληροφόρησης (2/2) 2500 700 2250 2000 1750 1500 1250 600 500 400 300 200 100 1000 0 7.00-7.15 7.15-7.30 7.30-7.45 7.45-8.00 8.00-8.15 8.15-8.30 8.30-8.45 8.45-9.00 9.00-9.15 9.15-9.30 7.00-7.15 7.15-7.30 7.30-7.45 7.45-8.00 8.00-8.15 8.15-8.30 8.30-8.45 Tim e interval Tim e interval Σχήμα 31. Παραδείγματα επίπτωσης πληροφόρησης 8.45-9.00 9.00-9.15 9.15-9.30 48
Advanced Public Transportation Systems (APTS) Διαχείριση στόλου Automated Vehicle Location (AVL) Αυτόματοι μετρητές επιβατών (Automated Passenger Counters) Δρομολόγηση (Scheduling and dispatching response) Προτεραιότητα στη σηματοδότηση (Traffic signal priority) Διαχείριση ζήτησης Dynamic ridesharing Δυναμική πληροφόρηση επιβατών (Dynamic traveler information) 49
Δυναμική διαχείριση κυκλοφορίας Traffic Management Center Traveler Information Surveillance Traffic Control Information Loop Traffic Control Loop Travel Demand Traffic Conditions Network Supply Σχήμα 32. Δυναμική διαχείριση κυκλοφορίας 50
Πηγή: SadayukiTsugawa.pdf Σχήμα 33. Concept of Energy ITS 51
Κατάλογος αναφορών σχημάτων Σχήμα 1 http://www.ertico.com/about-ertico-its/, http://www.itsa.org/ Σχήμα 2 Hermann Meyer (2010), CEO ERTICO. Introduction to ERTICO and ITS, UNECE Workshop on ITS, 26.5.2010. Σχήμα 3 Sadayuki Sadayuki Tsugawa Tsugawa (2008). Promotion of Energy ITS Promotion of Energy ITS. Meijo University, 2008 EU- Japan Cooperation Forum on ICT Research, 4 March,2008. Σχήμα 4 Busch (2007) Σχήματα 5-6 eu-portal.net Σχήμα 7 http://www.its.dot.gov/arch/arch_longdesc.htm Σχήμα 8 Richard Harris (2009), Logica Trusted Innovation Partner Trusted Innovation Partner. The near future for ITS, ITS Future Vision, November 2009. Σχήματα 9-10 Busch, F.; Glas, F.; Bermann, E. (2004). Dispositionssysteme als FCD-Quellen für eine verbesserte Verkehrslagerekonstruktion in Städten - eine Überblick. Straßenverkehrstechnik 09/04. Σχήματα 11-12 Hermann Meyer (2010), CEO ERTICO. Introduction to ERTICO and ITS, UNECE Workshop on ITS, 26.5.2010. Σχήμα 13 Taken from the ADONIS / TAPESTRY Del 2 State of The Art. Original source: Ajzen, I. 1991, A Theory of planned behaviour. Σχήμα 14 Hermann Meyer (2010), CEO ERTICO. Introduction to ERTICO and ITS, UNECE Workshop on ITS, 26.5.2010. Σχήματα 15-16 Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος παρακαλώ επικοινωνήστε μαζί μας. Σχήμα 17 Richard Harris (2009), Logica Trusted Innovation Partner Trusted Innovation Partner. The near future for ITS, ITS Future Vision, November 2009. Σχήμα 18 http://slideplayer.com/slide/4453193/ Σχήμα 20 Direction interdepartementale des routes, lle-de-france (2007), Georoute IGN- Paris 2004- Reproduction interdite, http://www.sytadin.tm.fr Σχήμα 21 myroyte.gr Σχήμα 22 ΤΟΜ ΤΟΜ IQ Routes Technology Σχήμα 23 http://winfwiki.wi-fom.de/images/c/ce/ Σχήμα 24 https://www.waze.com/ Σχήμα 25 Constantinos Antoniou, Ramachandran Balakrishna and Haris N. Koutsopoulos. Emerging Data Collection Technologies and their Impact on Traffic Management Applications. Proceedings of the 10th International Conference on Application of Advanced Technologies in Transportation, 27-31 May 2008, Athens, Greece.
Κατάλογος αναφορών σχημάτων Σχήματα 26-29 Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος παρακαλώ επικοινωνήστε μαζί μας. Σχήμα 30 Ben-Akiva and Antoniou, 2005, Antoniou et al., 2011 Σχήμα 31 Ben-Akiva and Antoniou, 2005, Antoniou et al., 2011 Σχήμα 33 Sadayuki Sadayuki Tsugawa Tsugawa (2008). Promotion of Energy ITS Promotion of Energy ITS. Meijo University, 2008 EU- Japan Cooperation Forum on ICT Research, 4 March,2008.
Χρηματοδότηση Το παρόν υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 54