PŘEDNÁŠKA 11 Příklady telematických projektu realizovaných na FD ČVUT
Obsah přednášky Projekty na fakultě dopravní Projekty zaměřené na ITS architekturu Projekty dopravních informací Projekty využití GNSS Hodnocení ITS projektů Projekty související s mýtnými službami Aktuálně běžící projekty
Projekty zabývající se architekturou telematických systémů
ITS architektura ČR (2001-2005) Projekt Ministerstva dopravy ČR (802-210-108) Vychází z projektů KAREN, FRAME, ACTIF Na tento projekt navazuje řada národních i mezinárodních projektů např. e-frame
Pokračování 2009-2010 Nové přístupy k využití ITS architektury ČR Aktualizace architektury
Související E-FRAME projekt (2008-2011) Projekt 7. rámcového programu EU Rozšíření evropské architektury FRAME o kooperativní systémy
Projekty zabývající se dopravními informacemi
RDS-TMC pilotní projekt v ČR (2001-2004) Pilotní projekt systému RDS-TMC v Praze a na vybrané dálniční síti Řešitelé: celkem 26 partnerů
Cíle pilotního projektu Vytvoření modelového příkladu systému šíření dopravních informací. Identifikace nároků jednotlivých částí systému. Získání provozních zkušeností (vyhodnocení testu a specifikace požadavků na zavedení systému) Společné řešení testovacího provozu RDS-TMC všemi zúčastněnými s úzkou návaznosti na projekty zabývajícími se šířením dopravních informací. Vytvoření precedentu pro spolupráci firem na projektech v oblasti IDS (19 firem). Společně vytvořená metodika testování, Společná práce v testovacích sekcích, Sdílení výstupů pro všechny účastníky testu.
Činnosti projektu Metodika testování Součinnost subjektů podílejících se na testu - koordinace Výběr lokalit testu intra/extravilán Výběr softwaru pro test redakční systém Výběr testovací platformy navigační přístroj & navigační CD Výběr vhodných dopravních událostí Vysílače RDS-TMC Liberec - Ještěd Praha město Praha - Petřín Ústí nad Labem Votice - Mezivrata 95,9 MHz 94,6 MHz 99,3 MHz 90,9 MHz 93,1 MHz
Vlastní řešení testu 2 samostatné části testu: Technické možnosti vysílání RDS pokrytí, chybovost, výkon, vliv síly signálu na chybovost RDS dat, Funkce systému RDS-TMC Životní cyklus dopravní informace, časová prodleva obdržení, zpracování informace, vyhodnocení vlivu dopravní informace
Ukázka výstupů z měření (P1 : síla signálu (Praha Petřín), P2 : chybovost kanálu (Praha Petřín))
TIC (Traffic information centre) editační nástroj v dopravně-informační centru
Test kapacity systému
Závěr Přínosy projektu Ověření funkčnosti systému Získání zkušeností a znalostí potřebných pro brzké zavedení systému RDS-TMC do praxe Úspěšná spolupráce komerčních a veřejných subjektů
Navazující projekty 2007-2009 Využití nových protokolů a přenosových prostředků pro poskytování dopravních informací Ověření funkční možnosti formátu TPEG Testování funkčnosti systému (TPEG+DAB) v prostředí ČR. Metodika pro zavedení systému v ČR.
Navazující projekty 2009-2010 Monitorování kvality poskytovaných dopravních informací Důraz na obsah vysílání Stanovení metodiky pro hodnocení technické i redakční kvality těchto informací. Testy kvality
Nástroje pro zvyšování kvality a kvantity poskytovaných dopravních informací 2013-2014 Cíle projektu: Vytvoření a nasazení nástrojů pro zvyšování kvality a kvantity dopravních informací v systému RDS-TMC. Kvantita - vývoj a nasazení vysílače RDS-TMC využívajícím optimalizovaný formát ALERT Plus, díky kterému bude možné efektivně přenést daleko větší množství stavově orientovaných dopravních informací s nižší latencí. Kvalita vyvinutí a nasazení systému pro automatický monitoring technické kvality poskytované služby a vytvoří metodiku kódování dopravních informací do RDS-TMC a jejich interpretace v navigačních přístrojích.
Metodologické hodnocení ITS projektů
Metodický postup hodnocení ITS systémů Návrh ITS systému Definování alternativ ITS řešení, které svými dopady mají vliv na řešený problém Nalezení technického řešení dle ITS architektury a systémových parametrů pro každou alternativu Reprezentace ITS alternativních řešení formou balíčků služeb Hodnocení přínosů/nákladů Přiřazení dopadových/nákladových indikátorů balíčkům služeb Řešení synergií formou expertních pravidel Vyčíslení finančních hodnot Shrnutí přínosů/nákladů
Příklad 3 balíčky ITS služeb 1. sledování dopravy 2. šíření dopravních informací 3. navigování záchranných vozidel
Příklad využití synergie ITS balíčků služeb Subsystém dopr. man. Subsystém Silniční kom.
Fuzzy-lingvistická aproximace - zpracování různých informací (expertní znalosti, vzorce, statistické znalosti) - řešení synergií nákladových / přínosových indikátorů
Projekty využití satelitní navigace - přeprava nebezpečného nákladu
Informační systém pro monitorování přepravy nebezpečných věcí Pilotní projekt v rámci projektu Účast ČR v projektu Galileo (802-210-112) (2001-2006) Pilotní projekt Ministerstva dopravy ČR
Rozdělení přeprav nebezpečných nákladů Přepravy nebezpečných nákladů lze rozdělit: - I. kategorie - registrace, sledování, řízení a kontrola pohybu - II. Kategorie - registrace, sledování - III. Kategorie - registrace - IV. Kategorie - bez registrace Registrace nebezpečných nákladů zahrnuje: - Identifikace řidiče - Identifikace nákladu - Identifikace vozidla - Identifikace přepravy Řízení a kontrola nebezpečných nákladů zahrnuje: - Stanovení pevné trasy a sledování polohových, časových a rychlostních parametrů vozidla - Stanovení parkovacích ploch a kontrola vozidel na nich
Návrh architektury systému Telematické prostředky (palubní jednotky záchranných vozidel) IS integrovaného záchranného syst. IS veřejné správy IS celní správy další společnosti E X T E R N Í I N F O R M A C E Management přepravy nebezpečných věcí Výběr tras přepravy nebezpečných věcí Management tísňového volání včetně automatické lokalizace nehody Modelování krizové situace (modely šíření kontaminace, dopravní modely Informační podpora při výkonu záchranných prací Odklonění dopravy, informování veřejnosti, atd. při vzniku mimořádné situace Vyhodnocení záchranných opatření ITS správce infrastruktury ITS společností dopravců ITS společností přepravců další společnosti Telematické prostředky (palubní jednotky dopravních prostředků) 27
Projekty využití satelitní navigace - navigace po ploše letiště
Informační systém pro navigaci vozidel po pohybové ploše letiště Pilotní projekt v rámci projektu Účast ČR v projektu Galileo (802-210-112) (2001-2006) Pilotní projekt Ministerstva dopravy ČR
Základní funkce systému Směrování (Routing) Funkce umožňuje manuálně nebo automaticky přiřadit letadlu nebo mobilnímu prostředku nejvýhodnější trasu Tato trasa může být kdykoliv řídícím změněna Funkce umožňuje řešit složitou dopravní situaci na letišti Vedení (Guidance) Funkce umožňuje pilotům a řidičům jasnou indikaci pro pohyb po přiřazené trase Tato funkce zároveň informuje o poloze na této trase Kontrola (Control) Bezpečnostní funkce Provádí predikci konfliktů Upozorňuje na vzniklé konflikty (řidiče, piloty, ostatní) Nenahrazuje řídícího
Určení technických požadavků na systém Určení požadavků na mapové podklady maximálně přijatelná chyba osové čáry, kategorie FINE 95%, MEDIUM, COARSE 90%, atd. ) Maximální přesnost vodící čáry pojezdové dráhy Atd. Určení požadavků na bezpečnost letištní navigace (parametry odpovídají časovému intervalu 1 hodina) Podmínky dohlednosti ( Visibility Condition ) 1,2 3 4 Integrita 2,0 x 10-4 3,0 x 10-5 3,0 x 10-6 Kontinuita 3,0 x 10-3 3,0 x 10-3 1,5 x 10-3
Ukázka dispečerského pracoviště
Ukázka vozidlového HMI
Pokračování Plánována certifikace systému
Ekonomické, ekologické a bezpečnostní mýtné
Ekonomické, ekologické a bezpečnostní mýtné (2004-2007) Výzkum a vývoj nových systémů elektronického mýtného zahrnující aspekty: ekonomické ekologické bezpečnostní OBU CAN 1,2
Tři komponenty elektronického mýtného rozšíření funkcí OBU Ekonomická komponenta ujetý počet kilometrů na zpoplatněné infrastruktuře průjezd centrem města průjezd definovanou oblastí / virtuální branou, atd. Ekologická komponenta hmotnostní produkci emisí během jízdy vozidla po konkrétních úsecích / oblastech dopravní infrastruktury zvolený druh vozidla případně jeho technický stav Bezpečnostní komponenta ne/dodržení pravidel dopravního provozu (nedodržení povolené/doporučené rychlosti vozidla, nedodržení zapnutí světel, atd.) ne/dodržení definované hmotnosti vozidlové jednotky
frekvence otáček motoru 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 CAN data využitelná v OBU CAN sběrnice poskytuje např. data: frekvence otáček motoru [1/min] poloha pedálu [%], atd. Průběh frekvence otáček motoru 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 měření
Průběžné vážení za jízdy (ukázka principu) Základem metodiky průběžného vážení za jízdy je Newtonův zákon F = m. a F vektor síly, m hmotnost vozidla, a vektor zrychlení vozidla Zrychlení a je měřeno akcelerometrem nebo pomocí GPS/GALILEO v OBU Síla F je vypočtena z dat CAN sběrnice m i ip up Ra M n ip i 2 Im a i up Ra 2 a i Ia Ra 2 Ib v i ka 3.6 kb 9.807 sin atan i 100 0.5 cw SP 3.6 2 v i vx i 2
Měsíční výnos v milionech Kč Modelování ekonomického vývoje pomocí mýta Vývoj měsíčních příjmů mýtného systému od ledna 2007 do srpna 2011 HDP ČR - 4,1% Zdroj: premid.cz, ASFINAG, SkyToll, HDP data Eurostat a ČSÚ, kalkulace CZK/EUR = 24,5 Zpracoval: Ing. Zdeněk Lokaj
Reálný příklad regulace pátečních jízd pomocí mýta Ujeté kilometry (pouze vozidla nad 12t) Srovnání vzdálenosti ujeté zpoplatněnými vozidly nad 12t 18.5.2007 (bez regulace) a 14.5.2010 (s regulací) 15,2% méně ujetých kilometrů v regulovaném pásmu Pátek 15:00 21:00 hodina během dne Zdroj: Strategie udržitelného financování páteřní silniční infrastruktury ČR, Sdružení pro dopravní telematiku 2010 Zpracoval: Ing. Zdeněk Lokaj 41
Reálný příklad regulace pátečních jízd pomocí mýta
Další projekty
DOTEK - Dopravně telematický komunikační modul (2007-2009) je analýza, optimalizace návrh managementu dopravně-telematických komunikačních technologií sledovány požadavky na komunikaci jednotlivých telematických aplikací, včetně minimálních požadovaných parametrů. kontinuální sledování a vyhodnocování dostupnosti a kvality jak signálu jednotlivých bezdrátových sítí, tak i probíhající komunikaci jednotlivých telematických aplikací. Pro zajištění požadovaného telekomunikačního spojení vybrána nejvýhodnější dostupná bezdrátová síť, odpovídající svou předdefinovanou prioritou a aktuálními systémovými (výkonnostními) parametry, vycházejícími z nároků dané aplikace. řeší přepínání na 3. vrstvě modelu OSI (L3), Vlastní komunikaci telematických aplikací je možné pomocí rozhodovacích algoritmů přepínat mezi dostupnými technologiemi dle aplikačních požadavků a aktuálních možností technologií.
Příklady běžících projektů
Nové metody pro řízení dopravy v kongescích v intravilánu (NOMŘÍZ) (2011-2014) Cíl: Vytvořit, ověřit a předat do komerčního použití prototyp malé dopravní ústředny s otevřeným komunikačním rozhraním. Koncepce řídicího algoritmu SSZ v ústředně bude vycházet z již ověřené koncepce stavového makroskopického modelu dopravní oblasti, odzkoušeného v reálném provozu Postup prací Návrh a implementace mezoskopické formy modelu popisujícího šíření vlny vozidel v dopravní síti řízení SSZ. Návrh a implementace metody pro výběr optimální doby cyklu prořízenou oblast. Návrh a implementace metody pro stanovení optimálních dopravně závislých offsetů signálních plánů. Integrace výsledků do jednotného modelu, použitelného jako součást algoritmu řízení.
Univerzální inteligentní řídicí jednotka (2012-2015) Cíle projektu Výzkum v oblasti technologií dopravního řízení a telematických systémů, zejména v oblasti výměny informací mezi vozidlem a infrastrukturou, spojený s vývojem architektury univerzální řídicí jednotky pro dopravní aplikace. Výsledný produkt bude modulárním, energeticky šetrným, volitelně energeticky nezávislým systém se širokou škálou uplatnění v dopravních aplikacích.
Easy-OBU (systém zvýšené přesnosti využívající jednotku přemosťující výpadky GNSS) (2012-2014) Cíle projektu Easy-OBU nabízí flexibilní přístup pro zpřesňování informacní o poloze. Základem jsou informace z inerciálních senzorů využívané v případě nedostupnosti satelitního signálu. Inerciální navigace vyžaduje výkoné senzory a komplexní zpracování dat, ale pro aplikace které tolerují určité zpoždění nabízí Easy-OBU nový přístup nekauzálního filtrování který pokryje výpadky signálu satelitní navigace a poskytne potřebná data zpřesněné polohy, která by jinak nebylo možné získat. Vytvoření robustní navigace za velmi dobrých ekonomických podmínek, které sníží náklady na palubní jednotky a navíc usnadní instalaci do vozidla.
Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka) (2012-2017) Cíle projektu Inovace v konstrukci vozidel a hnacích jednotek se spalovacími motory i elektromotory pro snížení spotřeby fosilních paliv a emisí, maximální bezpečnost, pohodlí a rozkoš z jízdy, přizpůsobení požadavkům legislativy i interakci s infrastrukturou a dalšími vozidly a konkurenceschopnost i na rozvojových trzích. Dvojí řád vyvíjených inovací pro bezprostředně aplikovatelný výstup nebo podklad pro následný vývoj. Využití znalostní databáze jako integrujícího prvku komplexního tématu a širokého týmu.
Centrum pro rozvoj dopravních systémů (RODOS) 2012-2018 Cíle projektu strategické partnerství spolupracujících výzkumných institucí a podniků určujících směr rozvoje inteligentní mobility v České republice hledání rovnováhy mezi potřebou pohybu moderní společnosti a negativními dopady mobility Komplexní řešení problematiky modelování, řízení a optimalizace dopravy budoucnosti Jedním z výsledků aktuální dopravní informace na http://rodosdata.it4i.cz/
Znalostní sítě a klastry Projekty (již ukončené) Sítě CASTLE (Clusters in Aerospace and Satellite Navigation Technologies linked to Entrepreneurial Innovation) GAST (Green and Safe Road Transport - pilot project for European Institutes of Technology) EURNEX (European Rail Research Network of Excellence ) ITS-EduNet (asociace evropských univerzit) FRAME fórum (spravuje evropskou ITS architekturu)
Děkuji za pozornost