پایان نامه جهت اخذ مقطع کاردانی
رشته فن آوری اطلاعات و ارتباطات
عنوان:
بررسی سامانه های هوشمند حمل و نقل
استاد راهنما:
پژوهشگر:
زمستان 1390
تقدیم به
تمامی کسانی که مشوق من در طی دوران تحصیلم بوده اند و
تقدیم به
همه آنان که مرا علم آموختند.
سپاسگزاری:
الهی : یکتای بی همتایی ، قیوم توانایی ، بر همه چیز دانایی ، بر همه حال بینایی ، از عیب مصفایی ، از شریک مبرایی ؛.
ای عزیز بدان که بهترین کارها شناختن خدای تعالی است ( جل جلاله )
اول خدای را باید شناخت که اول هر چیزی است اگر همه ندهند او بدهد و چون چیزی داد هیچکس نتواند بستاند و چون او ندهد کسی نتواند که بدهد او را نگاه دار و عمر را در پرستش او خرج کن که حساب خرج هر کس را او خواهد خواست و دلیل راه علم و نماینده صراط مستقیم حق سبحان را دان ، عقل را بینا شمار؛
و در پایان از روشنگر راهمان ، آموزشگر مهربان و صبورمان ، استاد ارجمند
و عزیزمان ، جناب آقای ………………………. که ما را در جهت آموختن علم و تحصیل یاری کرده اند نهایت تشکر را دارم و از زحمات بی دریغ و دلسوزانه ایشان در طول دوران تحصیل سپاسگزاری می نمایم و از قادر بی همتا برای ایشان آرزوی سلامتی و موفقیت روزافزون را خواستارم.
چکیده
در فصل اول مقدمه وتاریخچه بررسی مختصری داریم در خصوص تاریخچه صنعت حمل ونقل وعلی الخصوص شیوه سنتی آن ،که در آن تاریخچه را به سه دوره:
1. دوران باستان
2. دوران بعد از ظهوراسلام
3. عصر جدید
تقسیم کرده ایم.
دربررسی این سه دوره به طور خلاصه دوره های باستان ، بعد از اسلام و دوران جدید را مورد بررسی قرار
می دهیم.
وهمچنین تاریخچه ورود اتومبیل به ایران وهمچنین فراگیر شده آن را مورد بررسی قرار می دهیم.
در فصل دوم ابتدا یک تاریخچه کلی از ظهور سیستم های هوشمند حمل ونقل داریم وپس از آن به نیاز جامعه امروز به سیستم های جدید حمل ونقل وهمچنین مشکلاتی که به دلیل رشد جمعیت شهر نشین در شهر ها برای صنعت حمل ونقل به وجود آمده است اشاره می کنیم ودر ادامه به نحوه ظهور وپیدایش سیستم های حمل ونقل هوشمند وسیر تکاملی آن و فناوری های دخیل در این تحول را بررسی می کنیم.
در بخش تحولات صنعت حمل ونقل به بررسی فناوری های جدید مثل ITوICTکه تاثیر بسیار مهم وعمیقی در شکل گیری ITS وپیاده سازی زیر ساخت های آن داشته اند می پردازیم.
در قسمت خدمات کاربر از زیر مجموعه بخش ITSکه مهمتین بخش این پروژه می باشد به خدماتی که توسط ITSارائه می گردد اشاره می کنیم و به طور دقیق وظریف نقاط ریز ومبهم آن را بررسی می کنیم وتکنولوژی های به روز در این زمینه را مورد ارزیابی قرار می دهیم وفواید ونتایج استفاده از هریک از گزینه های ITS را در سطح شهر وزندگی وصنعت را مورد ارزیابی قرار می دهیم.
در قسمت استانداردها به بررسی مختصر انواع مستندات در خصوص استانداردهای ITS می پردازیم . این مستندات توسط سازمان های توسعه استاندارد ها تالیف ومنتشر گردیده است که در مجموع به عنوان استانداردهای سیستم حمل و نقل هوشمند نامیده می شود .
در قسمت شبکه های بی سیم به بررسی پروتکلهای موجود در زمینه امنیت مسیریابی و پیاده سازی آنها با رویکرد ITS می پردازیم.
در فصل سوم آینده صنعت حمل و نقل و تکنولوژی های که انتظار می رود در آینده نه چندان دور به طور گسترده صنعت حمل و نقل را متحول کند بررسی میکنیم.
در فصل چهارم نیز به جمع بندی مطالب ارائه شده در خصوص ITS می پردازیم و در نهایت دست آوردهای ITS و کمبودهای این بخش از صنعت حمل و نقل در ایران را جمع بندی کرده و به ارائه راهکار و پیشنهاد می پردازیم.
**فهرست مطالب**
فصل اول) تاریخچه ومقدمه ای بر حمل ونقل سنتی……………………………………………..3
1_1 دوران باستان………………………………………………………………………………………………………………..4
1_2 دوران بعد از ظهور اسلام……………………………………………………………………………………………….5
1_3 عصر جدید………………………………………………………………………………………………………………………………………..5
1_4 تاریخچه ورود اتومبیل به ایران………………………………………………………………………………………………………….6
فصل دوم) تاریخچه وسیر تکامل سامانه های هوشمند حمل ونقل…………………………8
2_1 فناوری های نوین وموثر برصنعت وحمل ونقل………………………………………………………………..13
2_2 سامانه های حمل ونقل هوشمندITS …………………………………………………………………………..15
2_2_1 سامانه های پیشرفت مدیریت ترافیک ATMS………………………………………………………..19
* کنترل ترافیک شهریUTC ……………………………………………………………………………………………………….19
* کریدور آزاد راهی ومدیریت بزرگراه……………………………………………………………………………………………..21
* مدیریت تقاضا……………………………………………………………………………………………………………………………….22
* اعمال قانون…………………………………………………………………………………………………………………………………..23
2_2_2 سامانه های پیشرفته اطلاعات مسافر ATIS…………………………………………………………..24
* ATIS درون خودرویی……………………………………………………………………………………………………………………25
* زیرساخت های مبنایATIS …………………………………………………………………………………………………………26
* اطلاعات مسافر، مستقل از محل………………………………………………………………………………………………………26
* راهنمای مسیر وناوبری…………………………………………………………………………………………………………………….27
2_2_3 سامانه های پیشرفته کنترل وسیله نقلیه AVCS……………………………………………………28
2_2_4 سامانه های عملکرد وسایل نقلیه تجاری CVO………………………………………………………32
2_2_5 سامانه های پیشرفته حمل ونقل عمومی APTS……………………………………………………..34
* اطلاعات حمل ونقل عمومی……………………………………………………………………………………………………………..34
* تقدم حمل ونقل عمومی……………………………………………………………………………………………………………………36
* مدیریت ولجستیگ ناوگان حمل ونقل عمومی………………………………………………………………………………..37
* حمل ونقل اشتراکی با انعطاف بالا……………………………………………………………………………………………………37
2_2_6 سامانه های پرداخت الکترونیکی EPS ………………………………………………………………….38
* سامانه های ETC/EFC…………………………………………………………………………………………………………………38
* کرایه وفروش بلیت حمل ونقل عمومی…………………………………………………………………………………………….41
2_2_7 سامانه های امنیتی واضطراری SSS………………………………………………………………………..42
* طرح امنیت ملی……………………………………………………………………………………………………………………………….43
* سامانه های مدیریت موارد اضطراریEMS…………………………………………………………………………………….43
* امنیت در عملیات حمل ونقل…………………………………………………………………………………………………………..44
2_2_3 استاندارد های ITS……………………………………………………………………………………………….45
* استاندارد AASHTO…………………………………………………………………………………………………………………….49
* استاندارد ANSI(ASC X 12)……………………………………………………………………………………………………50
* استاندارد ASTM …………………………………………………………………………………………………………………………51
* استاندارد IEEE ……………………………………………………………………………………………………………………………..53
* استاندارد ITE…………………………………………………………………………………………………………………………………54
* استاندارد NEMA …………………………………………………………………………………………………………………………55
* استاندارد های SAE ……………………………………………………………………………………………………………………….56
2_2_4 استفاده ازشبکه های بی سیم در ITS…………………………………………………………………….57
* پروتکل AODV………………………………………………………………………………………………………………………………58
* پروتکل SRB ………………………………………………………………………………………………………………………………….60
* پروتکل DRNS……………………………………………………………………………………………………………………………..62
* پروتکل GV Grid ………………………………………………………………………………………………………………………..63
* پروتکل DOLPHIN…………………………………………………………………………………………………………………….64
* پروتکل WTRP……………………………………………………………………………………………………………………………..65
2_5 معماری ITS ……………………………………………………………………………………………………………68
* معماری منطقی………………………………………………………………………………………………………………………………..69
* معماری فیزیکی……………………………………………………………………………………………………………………………….70
فصل سوم) تحولات پیش رو در صنعت حمل ونقل………………………………………………72
3_1 تکنولوژی های آینده در صنعت حمل ونقل…………………………………………………………………..74
* سیستم های هدایت گرانشی…………………………………………………………………………………………………………….75
* سیستم های هدایت رادیویی فعال……………………………………………………………………………………………………76
* سیستم مکانیابی جهانی (GPS)……………………………………………………………………………………………………..77
* سیستم های فرکانس رادیویی زمینی………………………………………………………………………………………………78
* سیستم های نوری والتراسونیک……………………………………………………………………………………………………….78
* سیستم های تشخیص فرکانس رادیویی………………………………………………………………………………………….78
3_2 ساختارهای هوشمند………………………………………………………………………………………………….78
* ساخت با استفاده از قطعات پیش ساخته ومصالح پیشرفته…………………………………………………………….79
* تجسم چهار بعدی…………………………………………………………………………………………………………………………….79
* یکپارچه سازی الکترونیکی کامل……………………………………………………………………………………………………..80
فصل چهارم) نتیجه گیری…………………………………………………………………………………81
4_1 دستاوردهای ITS………………………………………………………………………………………………………83
4_2 راه کارهای توسعه ITS در سطح کشور……………………………………………………………………….84
* فهرست ضعف های پیاده سازی ITS در ایران…………………………………………………………………………………84
* فهرست راه کارهای پیاده سازی ITS در ایران………………………………………………………………………………..85
4_3 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………..87
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………88
**فهرست جداول**
مزایای حاصل از استفاده سامانه های هوشمند حمل ونقل (ITS) در شهرهای مختلف ………………………….12
انواع مطالب موجود در استانداردهای SDO………………………………………………………………………………………………48
جدول مسیر یابی DV…………………………………………………………………………………………………………………………………59
جدول اتصال ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..66
**فهرست عکس ها(نمودار وشکل)**
VMS گرافیکی انتخاب مسیر ( آمستردام )………………………………………………………………………………………………22
ابزار درون خودرویی Trafficmaster……………………………………………………………………………………………………..25
راهنمای سفر بلاپونت…………………………………………………………………………………………………………………………………..26
کامپیوتر جیبی ، راهنمای مسیر آندرومدا……………………………………………………………………………………………………26
راهنمای مسیر توسط کامپیوتر جیبی ، کامپک………………………………………………………………………………………….27
واحد موبایل GPS برای راهنمایی مسیر، دلفی…………………………………………………………………………………………..27
راهنمای مسیر سای نو…………………………………………………………………………………………………………………………………27
نقشه ترافیکی بهنگام اینترنتی……………………………………………………………………………………………………………………27
نمایی از سیستم اطلاعات ترافیکی اسپانیا…………………………………………………………………………………………………..28
سیستم تشخیص خواب آلودگی راننده……………………………………………………………………………………………………….31
سیستم دید در شب……………………………………………………………………………………………………………………………………..31
سامانه WIM……………………………………………………………………………………………………………………………………………….33
سرویس ردیابی خودرو…………………………………………………………………………………………………………………………………..34
تابلو پیام متغیر اتوبوس…………………………………………………………………………………………………………………………………35
اطلاع رسانی داخل واگن برای مسافرین……………………………………………………………………………………………………..36
سیستم دریافت عوارض در اروپا…………………………………………………………………………………………………………………..40
تکنولوژی دریافت عوارض در ژاپن……………………………………………………………………………………………………………….41
کارت هوشمند………………………………………………………………………………………………………………………………………………42
مدل WLAN infrastructure……………………………………………………………………………………………………………..57
مدل WLAN ad-hoc…………………………………………………………………………………………………………………………….58
فرایند مسیریابی در AODV………………………………………………………………………………………………………………………59
Broadcast کردن پیام RERR……………………………………………………………………………………………………………………………60
AوB گره های فرستنده P گره گیرنده……………………………………………………………………………………………………….61
فرایند بازیابی مسیر……………………………………………………………………………………………………………………………………….63
شکل فریم Token………………………………………………………………………………………………………………………………………65
وارد شدن گره G به داخل حلقه ………………………………………………………………………………………………………………… 67
خروج گره C از داخل حلقه…………………………………………………………………………………………………………………………..67
مجموعه اجزای ITS در یک شهر بزرگ و ارتباطات آنها……………………………………………………………………………..69
معماری منطقی برای سیستم حمل و نقل هوشمند در ایالات متحده………………………………………………………….70
معماری فیزیکی برای سیستم حمل و نقل هوشمند در ایالات متحده………………………………………………………..71
سیستم موقعیت یاب جهانی(GPS)………………………………………………………………………………………………………..77
فصل اول
تاریخچه و مقدمه ای بر حمل و نقل سنتی
جابجایی و انتقال دادن انسانها و یا اموال و کالاها از جایی به جایی دیگر در قلمرو حمل و نقل قرار می گیرند . این مسئله یکی ازمشغله های مهم انسانی از ابتدایی ترین تا پیشرفته ترین مراحل توسعه بوده است .راهها و وسایل نقلیه دو رکن اساسی حمل و نقل می باشند. در گذشته که انسان مسافت های زیادی پیموده و یا از پا و یا سر انسان به عنوان وسیله حمل و نقل استفاده می کرد نیازش به راه محدود بود ، اما از زمانی که به تولیدات زیاد پرداخت نیاز به ایجاد راه های بهتر و جاده هایی با مشخصات فنی و مناسب را احساس کرد . تا اینکه امروزه استفاده از وسایل نقلیه غول پیکر و راه هایی در زمین وهوا و دریا با کیفیت های بسیاربالا امری غیر قابل اجتناب گردید است . ملل شرق با توجه به قدمتشان دارای گنجینه های ارزشمندی از تمدن بشری هستندو شهر نیز به عنوان یکی از این آثار و در واقع مهد آثارمختلف تمدن در این جوامع مطرح است . کشور ایران نیز بدین سابقه طولانی تمدن از این آثار بی بهره نبوده است . راه وراه سازی در میان ایرانیان چه در دوران باستان و چه در دوره های پس از آن همواره یک ضرورت بوده است . بر همین اساس باید علل گرایش ایرانیان را با راه سازی و به تبع آن توسعه و افزایش مهارت آنها در این بخش تا اندازه زیادی ناشی از شرایط و ویژگی های حاکم بر سرزمین ایران دانست .
سیر تحول شبکه حمل و نقل در ایران را می توان به سه دوره عمده تقسیم نمود:
1- دوران باستان
2- دوران بعد از ظهور اسلام
3- عصر جدید
1-1 دوران باستان
اساس ساختمان راه ها بر هدف های جنگی و دولتی بود و تسلط حکومت مرکزی و جریان اداری کارها را تسهیل می کرد . ولی در عین حال سبب شد که کار بازرگانی و حمل و نقل کالاها نیز آسان شود . از جمله راه های عمده قدیم در ایران که بدین منظور شکل گرفت راه شاهیو راه ابریشم می باشد . در دوره ساسانیان وجود جاده ابریشم ایران باستان را به صورت پل ارتباطی چین و روم درآورده بود . در این شهرها اغلب جهت شبکه به سوی مرکز تجاری یا اداری بود و به نوعی حالت شفاهی را القا می نمود.
1-2 دوران بعد از ظهور اسلام
در دوره اسلامی نه تنها راه ها در سطح کشور ایران بسیار گسترش یافت بلکه ایرانیان در روند راه به تجارب ارزنده ای دست یافتند.
ایجاد بناهایی با ویژیگی های گوناگون در شهر وروستاها وجاده های حاشیه کویر ومعابر کوهستانی با نام های مختلف چون رباط وکاروانسرا رواج یافت .
دراین دوران هرگاه امنیت ونظم در محدوده فلات ایران برقرار بوده این منطقه به شکل یکی از محورهای اصلی مواصلات جهانی شامل تجارت وترانزیت کالا در می آمد واین خود موجب رونق اقتصادی منطقه می شد.غیر از محورهای اصلی شهر که از دروازه ها شروع می شد ،مابقی گذرها تابع شرایط اقلیمی(نواحی گرمسیری) وشرایط امنیتی (شهرهایی که دارای رونق اقتصادی وهم خطر حمله وهجوم اقوام بیگانه)بودند.
1-3 عصرجدید
درعصرجدید اما حکایت حمل ونقل تفاوت زیادی با جابجایی های ساده در گذشته دارد. در گذشته انسان ها با کمک حیوانات اشیاء خود را جابجا می کردد وتا حدود زیادی این کار با کمک چرخ آسان گردیده بود ولی آنچه که موجب از هم پاشیدگی بافت قدیمی شهرها شد ،ورود اتومبیل وبه ناچار خیابان کشی هایی برای ایجاد شبکه های ارتباطی به منظور تسهیل در رفت وآمد آن بود.آگر چه ورود اتومبیل به بافت های قدیمی امری الزامی می نمود،اما فرصتی برای انطباق با شرایط جدید،به بافتهای قدیمی داده نشد.خیابان کشی های سریع ،ناهماهنگ وبدون مطالعه وهمچنین ورود غافلگیر کننده اتومبیل ، ارتباط فضایی وپیوسته این بافت ها را که طی سال های متمادی وبراساس ارتباطات اجتماعی واقتصادی شهروندان شکل گرفته بود، ازهم پاشیده وباعث شد تا بافت های قدیمی خصوصیات وکارکردهای قدیمی خود را از دست بدهد.
1-4 تاریخچه ورود اتومبیل به ایران
ماجرای اتومبیل در ایران از آنجا آغاز شد که مظفرالدین شاه در سفر خود به اروپا وبا مشاهده اتومبیل ومزایای آن به سعدالدوله وزیرمختار ایران در بلژیک دستور داد که اتومبیلی برای وی خریداری کند وبا راننده مخصوص به ایران بفرستد. این ماشین وراننده در سال 1278 خورشیدی وارد ایران شد.این اتومبیل که دود زیادی از آن خارج می شد به ( کالسکه دودی ) معروف بود.
بعد از مدتی به علت نا آشنایی راننده با راه های ایران ونامناسب بودن راه ها، با کوه برخورد می کند واین گونه اولین حادثه رانندگی در تاریخ ایران ثبت می شود.
برخلاف خودروهای امروزی سوخت اتومبیل های اولیه از نفت بود. در ابتدا به علت نبود راه های مناسب وسوخت استقبال چندانی از این وسیله نشد ولی با گذشت زمان ، ورود خودرو به کشور سرعت بیشتری یافت ،به طوری که درسال 1305 تعداد اتومبیل های ایران به 608 دستگاه رسیده بود که در بین آنها 36 دستگاه مربوط به سفارتخانه ها بودند. به دنبال گسترش شهرنشینی میزان واردات خودرو ازسال 1300 هجری شمسی افزایش یافت.اغلب اتومبیل ها در آن سال ها ازکشورهای آمریکا وانگلیس وارد شد. اولین اتومبیل ساخته شده در ایران اتومبیل (پیکان) بود که در شرکت سهامی عام (کارخانجات ایران ناسیونال) تحت لیسانس کارخانه تالبوت انگلستان ساخته ودرسال 1346 وارد بازار شد.
واژه فرانسوی شوفر که بعدها(احتمالا سال1316) توسط فرهنگستان زبان فارسی به کلمه راننده تغییر نام گرفت از همان جزء رایج ترین نام ها قرار گرفت که با کمال تاسف تا به امروز نیز چه در زبان عموم مردم وچه در ادبیات جریان دارد.
اوایل ورود اتومبیل در ایران به سبب این که مردم ایران در رانندگی ،تجربه ومهارتی نداشتند بیشتر رانندگان ی عرب سوری،عراقی یا هندی تبعه انگلیس ویا زرتشتیان وارمنه بودند وهمچنینعده ای از روس ها ، قفقازی ها وگرجی ها بودند که پس از بروز انقلاب در روسیه به ایران مهاجرت کرده بودند.
گفتنی است که رانندگان اولیه ایرانی بدون اینکه رانندگی را در جایی بیاموزند به صورت تجربی یا شاگردی وگاه برای اولین بار به رانندگی در سطح خیابان ها وجاده ها مشغول می شدند . البته اخبار تصادفات رانندگی نیز در سطح کشور و در جراید زیاد منتشر می شد، که یکی از مهمترین آن در سال 1306، تصادف یک اتومبیل سواری با درشکه حامل شادروان درویش خان ،از اساتید بزرگ موسیقی ایران بود که منجر به فوت وی گردید البته راننده هم از ترس متواری شد.
باید به این نکته توجه داشت این رانندگان در آن دوران با شرایطی مانند نایاب بودن قطعات ونبود تعمیرگاه های مکانیکی چه در شهرها وچه در جاده ها مواجه بودن وبه همین دلیل از اندیشه خود جهت تعمیر اتومبیل استفاده می کردند وبا داشتن وسایل ابتدایی وغیر قابل تصور به تعمیر وسرویس ماشین های خود می پرداختند و با مهارت خاصی در جاده های خاکی وگردنه های صعب العبور رانندگی می کردند. امروز شنیدن خاطرات رانندگان قدیمی وعملکرد آنها در شرایط خاص مانند روبرو شدن با یاغی هایی که جاده ها را می بستند وچگونگی عملکرد آنها بسیار شنیدنی جذاب وآموزنده است.
از دوره پهلوی اول در کنار کارونسراها محل هایی به نام گاراژ نیز مورد استفاده قرار گرفت که عمده کارآنها حمل ونقل کالا ومسافر به نقاط دیگر بود ، مشابه کاری که کاروانسراها انجام می دادند ولی به شکلی مدرن تر وسریع تر از آنها عمل می کردند وهمین برتری موجب شد که به مرور زمان برخی کاروانسرها نیز از آن شکل سنتی که در کنار انبار ها ،اغل ها، طویله ها واصطبل های اسب ودیگر چهارپایان قرار داشتند خارج وبا تغییرات اساسی به گاراژهای توقف اتومبیل ها تبدیل شوند.
فصل دوم
تاریخچه وسیر تکامل سامانه های هوشمند حمل ونقل
باتوجه به رشد سریع جمعیت وهمچنین شهرنشین بودن اکثراین جمعیت درسال های اخیر وبا توجه به رشد سریع وانفجاری تکنولوژی ومسائل ومشکلات حمل ونقل از قبیل آلودگی های زیست محیطی ، کاهش منابع انرژی ، افزایش خسارت های مادی ومعنوی ناشی از تصادفات ، مشکلات نظارت ومدیریت حمل ونقل برون شهری افزایش زمان تلف شده وروند رشد سریع تقاضای حمل ونقل به ویژه در ساعات اوج به یک مشکل جدی تبدیل شده است . افزایش تسهیلات حمل ونقل به دلیل نیاز به سرمایه گذاری کلان وزمان زیاد جهت اجرا همواره با محدودیت های گسترده روبرو بوده است. بنابراین به منظور غلبه بر مشکلات فوق وبا توجه به اینکه حل محدودیت های مذبور با روشهای سنتی غیرممکن می باشد ، با نیم نگاهی به پیشرفت های حاصله در تکنولوژی ارتباطات والکترونیک، از دهه 1980 سیستم های حمل ونقل هوشمند ITS (Intlligent Transportation system) مورد توجه قرار گرفت . ITSبه معنی استفاده وبکار گیری تکنولوژی های نوین ( از قبیل : الکترونیک،ارتباطات و سیتم های کنترل) به منظور ارتقاء سطح ایمنی ،کارایی وارزانی در حمل ونقل است که برای شیوه های مختلف حمل ونقل از قبیل:جاده،راه آهن،راه های هوایی ودریایی قابل تعمیم است.
مزایای حاصل از ITS هم از لحاظ نسبت منفعت به هزینه وهم از لحاظ ماهییت فواید حاصل از آن بی نظیر وقابل توجه است. به طور مثال مطالعات انجام شده در خصوص پروژه های انجام شده در آمریکا نشان می دهد که نسبت منفعت به هزینه به طور میانگین در نواحی شهری آمریکا برابر5،2 می باشد ودر شهر های بزرگ وعمده این میزان به حدود 8،2 می رسد. ضمن آنکه براساس پیش بینی انجام شده بازار ITS درسال های آینده رشد قابل توجهی کرده وبراساس تخمین ها این بازار در دنیا تا پایان سال 2015 به حدود 420 میلیارد دلار خواهد رسید.
ازآنجائیکه ITS خود دارای سیر تکاملی می باشد،مبدا کنترل آمد وشد، به پیشینه اتومبیل یا شاید به دهه 1860 در لندن باز می گردد، زمانیکه یک چراغ راهنمایی برای ایمنی اعضای پارلمان در یک تقاطع نزدیک پارلمان نصب شد. در آمریکا ، بعضی از شکل های اولیه کنترل ترافیک از انواع چراغ های قدیمی که در دهه 1910 نصب شده بود هم اکنون نیز وجود دارد.
اولین چراغ راهنمائی به شکل امروزی در سال 1920 در دیترویت ومیشیگان مورد استفاده قرار گرفت. از این شروع ساده،سیستم های کنترل آمد وشد که در برگیرنده گستره وسیعی از تجهیزات ، از قبیل : چراغهای هوشمند کنترل تقاطع ها، تابلو های متغیر، سیستم های کنترل سرعت و…. است، به وجود آمد. به مرور زمان چراغ های کنترل ترافیک از شکل ابتدایی با زمان بندی ثابت به شکل امروزی خود یعنی کنترل تقاطع براساس شمارش ترافیک موجود ارتقاء یافت و در سال 1920 در 5 نقطه ایالات متحده سیستم های نصب شد که با استفاده از رایانه های آن زمان (IBM1800) به برنامه ریزی شده بود. انجام کارهای فوق در آن زمان در واقع آغازی برای استفاده از سیستم های هوشمند کنترل ترافیک بود، زیرا این روشها ، نحوه پشرفت وسیستماتیک شدن را برای کنترل ترافیک دنبال می کردند. این تاریخچه در علم ترافیک نشان دهنده تلاش های یافتن راه های مناسب به منظور ایجاد یکنواختی در جریان آمد وشد ، افزایش ایمنی کاربران وحصول کارایی بیشتر از زیر ساخت های موجود در راه های بود.
برنامه ITS که در دهه 90 میلادی بسیار مورد توجه قرار گرفت، ریشه های مشخصی دارد که به فعالیت های تحقیقاتی وتوسعه ای که در دهه 60 میلادی توسط دولت فدرال آمریکا وهمکاری صنعت ودانشگاه آغاز شد، بازمی گردد. در آن زمان پروژه ای توشط دفتر راه های عمومی(BPR) که در حال حاضر اداره بزرگراه های دولت فدرال(FHWA) نامیده می شود، برای بهبود ایمنی وافزایش کارایی سفر های بین شهری تعریف شد. این برنامه از نظر حجم ، دیدگاه ومفاهیم با فعالیت های تحقیقاتی گذشته تفاوت برجسته ای داشت. در بطن این برنامه ایجاد وبکارگیری ارتباطات الکترونیکی وسیستم های پیشرفته کنترل، جهت استفاده در وسایل نقلیه وراه به منظور بهره گیری جامعه وکاربران مدنظر قرار گرفته بود.
به طور کلی در دهه 60 میلادی پیشرفت های زیادی در جهان درخصوص ساخت ترانزیستورها، رادیو وتلویزیون بوجودآمدواولین ماهواره هواشناسی در سال 1962 به فضا پرتاب شد ودر پایان دهه 60 اولین انسان قدم به ماه گذاشت. در این عصر کامپیوترهای ترانزیستوری بزرگ دیجیتالی ساخته شد ودر توسعه واستفاده از این سیستم ها ، جنبه کاربردی آن در حمل ونقل مدنظر گرفت. از اواخر دهه 60 پروژه های گسترده ای در خصوص ITS در آمریکا به اجرا در آمد که ازآن جمله می توان به پروژه های سیستم راهنمای الکترونیکی مسیر(ERGS) سیستم کنترل ترافیک شهری (UTCS) سیستم راهنمای سبقت (PAS) سیستم اعلام خطر فلش وغیره اشاره نمود. اجرای این پروژه ها در اواخر دهه60 واوایل دهه70 باعث فعال شدن زمینه های کاری در خصوص تحقیقات حمل ونقل گردید ودر این راستا صنعت ودانشگاه نیز در مسائل تحقیقاتی با هدف بکارگیری تکنولوژی های الکترونیکی در راه ها فعال شدند.
در سال 1971 یکی دیگر از برنامه های دپارتمان حمل ونقل ایالات متحده آمریکا با استفاده از سیستم های ITS ارائه گردید. در این برنامه رانندگان بین شهری براساس مسیر های موجود وزمان واقعی سفر در هرمسیر،در انتخاب مسیر راهنمایی می شدند.
دوهدف بلند مدت در این برنامه مدنظر قرار گرفته بود:
1. گسترش برنامه های تحقیقاتی وتوسعه ای در خصوص هوشمند نمودن راه ها وتعریف پروژه ها وارزیابی آنها
2. آماده سازی راه های در حال ساخت برای دارا بودن قابلیت راه های هوشمند در آینده
در دهه 70 علایق بین المللی به رشد سیستم های خانواده ITS دیده می شد. ژاپن از سال 1973 تا سال1978 با استفاده از برنامه ERGS سیستم ارتباطات خودرویی، (CACS)را راه اندازی کرد ودر اروپا (آلمان وانگلستان)نیز به ترتیب مشابه سیستم راهنمای مسیر که به نام ALI معروف است، راه اندازی شد.
در اواسط دهه 80 تکنولوژی به سرعت پیشرفت کرده وتغییرات عمده ای درالکترونیک وکامپیوتر اتفاق افتاد.
هم زمان تراکم ترافیک در جاده ها نیز به یک مشکل جدی برای دولت ها تبدیل شد وبا توجه به هزینه بالا وزمان مورد نیاز برای ایجاد ظرفیت بیشتر در راه ها، کم کم تفکر افزایش ظرفیت راه های موجود تقویت شد. در این راستا در طی سال های اخیر کشور های زیادی از جمله آمریکا ، ژاپن، اتحادیه اروپا، کره استرالیا، مالزی،سنگاپور و… اقدام به تشکیل ساختار سازمانی ITS در جهت ارتقاء سطح کیفی خدمات حمل ونقل وافزایش ایمنی نمودند.
در پایان این بخش برخی مزایای حاصل از استفاده سامانه های هوشمند حمل ونقل (ITS) در شهرهای مختلف را مشاهده می کنیم.
نام شهر
مزایا
سیدنی
30 درصد کاهش مصرف سوخت
25 درصد کاهش آلودی هوا
ارلاندو در ایالت فلوریدای آمریکا
2/2 میلیون دلار صرفه جویی در مصرف سوخت
56 درصد کاهش زمان تاخیر
9-14 درصد کاهش آلودگی هوا
لس آنجلس
13 درصد کاهش مصرف سوخت
44 درصد کاهش زمان تاخیر
41 درصدکاهش آلودگی هوا
پاریس
10 درصد کاهش مصرف سوخت
30 درصد کاهش توقف
20 درصد کاهش زمان سفر
تورنتو
5/7 درصد کاهش زمان سفر
22 درصد کاهش توقف
8 درصد کاهش زمان سفر
با مشاهده این آمار به اهمیت استفاده از ITS در صنعت حمل ونقل پی می بریم.
2-1 فناوری های نوین وموثر بر صنعت حمل ونقل
با توجه به پیشرفت های جامعه بشری وتوجه انسان به حفظ محیط زیست و افزایش امنیت نیاز به یک سیستم جدید حمل ونقل بیش از همیشه لازم وضروری به نظر می رسد. سیستم سنتی حمل ونقل دیگر پاسخگوی نیاز های بشرامروز نیست. نیاز به سرعت بیشتر ، ایمنی بیشتر، آسیب زیست محیطی کمتر واز همه مهمتر آسایش و آرامش بیشتر همگی نشان دهنده ی این است که بشر امروزی نیازمند تحولی اساسی در صنعت حمل ونقل است.
می بینیم که باز هم بشر جدید همانند بشر قدیم محتاج نوآوری است. از این جهت با بکار گیری فناوری های مدرن وجدید باعث تحولی شگرف در صنعت حمل ونقل شده است.
مهمترین فناوری جدید که باعث تحولی بنیادین در صنایع مختلف بخصوص صنعت حمل ونقل گردیده است، فناوری اطلاعات IT وتکنولوژی های منشعب از ان مانند ICT می باشد.
فناوری اطلاعات به معنی ومفهوم بسیار ساده یعنی علم استفاده از یک سری ابزار که این ابزارهمان پردازش،نگهداری،جمع آوری، ذخیره،توزیع،انتقال، امنیت است که برروی اطلاعات اعمال می شود. این تعریف برای کسانی که بخواهند با فناوری اطلاعات IT آشنا شوند تعریفی مناسب وکاملا ساده وشفاف است.
اطلاعات منشا دانایی وبصیرت در انسان است وهدف از بکارگیری فناوری اطلاعات ، افزایش آگاهی در انسان ونظم در اجراست.
سه محور اصلی در فناوری اطلاعات سخت افزار ، نرم افزار وفکر افزار(مدیریت دانش) می باشد. به طور کلی با پدید آمدن این رشته،رشته کامپیوتر با تحولی عظیم روبرو شد واین در حالی است که فناوری اطلاعات سرآمد رشته کامپیوتر است وجایگاه کاملاً مستقل برای خود دارد.
هم اکنون نیز فناوری اطلاعات با شتابی فزاینده در حال تغییر جهان است واین تغییرات در کلیه عرصه های اقتصادی،اجتماعی وفرهنگی مشهود است. بااین وجود فناوری اطلاعات هنوز در آغاز راه است.
فناوری اطلاعات را برای بیان یک تعریف ساده دیگر به سه کلمه تقسیم می کنم:
فناوری: کاربردی کردن علم
پردازش: مدیریت بر روی اطلاعات
اطلاعات: داده های پردازش شده
فناوری اطلاعات: علمی که برای مدیریت وپردازش اطلاعات لازم است.
وظایف موجود در فناوری اطلاعات را می توان در یک دید کلی به 8 مورد تقسیم نمود:
1. نگهداری وپردازش
2. تقسیم وظایف
3. مدیریت شبکه
4. مدیریت اطلاعات
5. توسعه اطلاعات
6. توسعه سیستم های مهندسی فناوری اطلاعات
7. توسعه کاربردی
8. توسعه تجاری
فناوری اطلاعات وارتباطات (ICT) را متوان زیر شاخه وادامه فناوری اطلاعات دانست که در آن تاکید ومحوریت بر روی جنبه ارتباطی می باشد، به گونه ای که ارتباطات به منزله یک باید مطرح بوده که فناوری اطلاعات بدون وجود آن امکان ارائه سرویس ها وخدمات را دارا نمی باشد.
فناوری اطلاعات وارتباطات ، واژه ای است که به هر نوع دستگاه ارتباطی ویا برنامه نظیر: رادیو،تلویزیون، تلفن های سلولی ،کامپیوتر،نرم افزار،سخت افزارهای شبکه ،شبکه بی سیم،سیستم های ماهواره ای ونظایر آن اطلاق شده که سرویس ها ،خدمات وبرنامه های متعددی به آنان مرتبط می گردد.
فناوری اطلاعات وارتباطات اغلب در یک مفهوم و جایگاه خاص مورد بررسی کاربردی دقیق تر قرار می گیردنظیر: فناوری اطلاعات وارتباطات در آموزش ،بهداشت ، کتابخانه ها وغیره. فناوری اطلاعات وارتباطات، به مجموعه امکانات سخت افزاری،نرم افزاری،شبکه ای وارتباطی به منظور دستیابی مطلوب به اطلاعات ،گفته می شود.
مهمترین ویژگی فناوری اطلاعات و ارتباطات، نحوه ذخیره سازی ، پردازش و دستیابی به اطلاعات است.
به مجموعه فناوری هائی که امکان ذخیره سازی ، پردازش ، ارائه و انتقال اطلاعات را از طریق محیط های انتقال فراهم می نماید ، اطلاق می گردد.
زیر ساخت فناوری اطلاعات و ارتباطات در مرحله اول نیازمند وجود یک زی ساخت اطلاعاتی است که در آن تمامی دستگاه ها و وسایل ارتباطی نظیر تجهیزات مخابراتی ، رادیو و تلویزیون قرار خواهند گرفت . زیر ساخت اطلاعاتی به منزله فونداسیون زیر ساخت جهت ارائه خدمات به کاربران گسترش و بروز رسانی تکنولوژی ارتباطی در سطح کشور می باشد . در حال حاظر مهمترین سیستم های ارتباطی جهت پیاده سازیITS در سطح کشور گسترش فیبر نوری و شبکه WIRELESS می باشد .
2-2 سامانه حمل و نقل هوشمندITS (Intelligent Transportation Systems)
ITS یا سیستم حمل و نقل هوشمند اصطلاحی کلی برای کاربرد ترکیبی فناوری های ارتباطات ، کنترل و پردازش اطلاعات برای سیستم حمل و نقل است . استفاده ازآن باعث نجات جان انسانها ، صرفه جویی در زمان ، پول ، انرژی و منافع زیست محیطی می گردد. اصطلاحITS قابل انعطاف و تفسیر به صورت گسترده و یا محدود است . مخابرات مرتبط با حمل و نقل ، اصطلاحی است که در اروپا برای گروهی از فناوری های حمایت کننده از ITS به کار می رود.
ITS تمام شیوه های حمل و نقلی را در برمی گیرد و تمامی عناصر سیستم حمل ونقل مانند : وسیله نقلیه ، زیرساخت و راننده یا کاربر را مورد بررسی قرار می دهد . وظیفه کلی ITS بهبود تصمیم گیری ( اغلب به صورت به هنگام ) برای کنترل کننده های شبکه حمل و نقل و دیگر کاربران در نتیجه بهبود کاربرد کلی سیستم حمل و نقل است . این تعریف دامنه وسیعی از فنون و تدابیری را در برمی گیرد که می تواند با کاربرد یک فناوری به دست آید و یا با بهبود مجموعه ای از فناوری های حمل و نقلی صورت پذیرد.
اطلاعات نقطه مرکزی ITS است که می تواند به صورت اطلاعات ثابت ، داده های ترافیکی به هنگام و یا ننقشه دیجیتالی باشد . بسیاری از ابزارهای ITS بر مبنای جمع آوری ، پردازش ، ترکیب و تهیه اطلاعات استوارند . داده های جمع آوری شده توسط ITS می تواند اطلاعات به هنگام شرایط جاری شبکه راه ، یا اطلاعات به هنگام برای طراحی یک مسافرت را فراهم سازد و تصمیم گیرندگان امور راهها و شرکت های مرتبط ، متولیان جاده ها ، تامین کنندگان خدمات حمل و نقل عمومی و تجاری و مسافران شخصی را قادر به دریافت اطلاعات بهتر ، سالم تر و هماهنگ تر کند تا از شبکه جاده ای استفاده هوشمندانه تری شود.
در سالهای اخیر و در جوامع پیشرفته ، مهندسین حمل و نقل همراه با متخصصین رشته های مخابرات و ارتباطات ف الکترونیک ، کامپیوتر و … با بهره جوئی از امکاناتی که امروزه به عنوان ره آوردهای IT شناخته می شوند ، سیستم های هوشمند حمل و نقل یا ITS را بوجود آورده اند که زیر ساختی مطلوب و مناسب جهت تحقیق و دستیابی به اهداف تعیین شده را فراهم آورده است .
روشن است که هریک از موراد مذکور بدون بهره جوئی از ره آوردهای IT قابل دستیابی و انجام نیوده است . بطور مثال کنترل و برنامه ریزی چراغ های راهنمائی در داخل شهرها بعنوان یک مسئله مهم از مقوله مدیریت و روانسازی و بهینه سازی جریان ترافیک همواره مطرح می باشد که بصورت خلاصه نحوه عملکرد این سیستم را می توان بدین گونه توصیف نمود که حجم و میزان تراکم خودروها توسط حسگرهای گوناگونی که در زیر سطح جاده و یا در حواشی آن نصب شده اند ، سنجیده شده و جهت پردازش و اخذ تصمیم ، توسط ابزارهای ارتباطی همچون فیبر نوری یا بصورت wireless به مراکز کنترل مرکزی ارسال می گردد و در آنجا بر اساس اصول مدیریت ترافیک و محاسبات فازبندی چراغ ها توسط نرم افزارهای مربوطه و با در نظر گرفتن شرایط متفاوت ، زمان بهینه توقف پشت چراغ و حرکت در شبکه معابر منطقه در وضعیت سبز، پردازش و دستورات لازم به دستگاه های کنترل کننده چراغ ها ارسال می گردد.
امروزه در بسیاری از شهرهای بزرگ دنیا استفاده از این سیستم رایج ومرسوم است و کلان شهر تهران نیز شاهد بهره جوئی از آن در بیش از 150 تقاطع می باشیم.
از محاسن این سیستم می توان به کاستن از تاخیرهای بی مورد ،کاهش زمان سفر و جلب آرامش و رضایت مسافر ، کاهش تصادفات و ایجاد موج سبز در شبکه … را نام برد. ایجاد چنین سیستمی ، همراه با اتصال آن به یک شبکه اطلاعاتی یا سایت اطلاع رسانی ، به سادگی می تواند قبل از شروع سف ر ، مسافر را در انتخاب مسیر مطلوب یاری رسانده و در کاهش حجم ترافیک تاثیر بسزائی داشته باشد.
بدیهی است در صورت ایجاد چنین سیستمی حتی گوشی های تلفن همراه نیز که امروزه توانائی برقراری اتصال با شبکه های اطلاع رسانی را دارا هستند ، قابلیت دریافت اطلاعات و اخبار مربوط به ترافیک را خواهند داشت . روشن است ، بدین ترتیب پیشنهاد یک مسیر مطمئن و به دور از تراکم های ناخواسته توسط سیستم های اطلاعاتی و هوشمند و انتخاب آن توسط مسافر در روان سازی جریان ترافیک تاثیر مطلوب و شایانی خواهد داشت . ضمن اینکه کاستن از مصرف سوخت خودروو کاهش آلودگی هوا ، زمان سفر و بالا بردن ضریب اطمینان در رانندگی و آرامش در مسافر از نتایج مطلوب و دائمی آن بود و از آثار سیستم های ناوبری پیشرفته به شمار می آید .
البته تکنیک اطلاع رسانی به رانندگان امروزه در شهر تهران بصورت رادیوئی و دربرخی نقاط بر روی تابلو های اطلاعاتی معمولی و یا پیام متغیر انجام می پذیرد که از ابتدائی ترین شیوه های مطرح درمطلع نمودن رانندگان از شرایط ترافیکی محسوب می گردند.
در برخی موارد ارائه اطلاعات جهت انتخاب سایر شیوه ها وسیستم های حمل و نقل و دست یابی به مقصد توسط دیگر وسایل نقلیه و یا ارائه اطلاعاتی راجع به سطوح سرویس و عرضه خدماتی که در مقصد به مسافر ارائه می شوند نیز بعنوان دیگر کاربردهای سیستم ناوبری پیشرفته به شمار می آیند. در سیستم های اطلاعاتی مربوط به کنترل و برنامه ریزی حمل و نقل انتقال اخباری که به بروز شرایط غیر عادی و یا تصادفات مربوط می گردد، حائز اهمیت است . چرا که در هردو حالت می توان به موقع تدابیر لازم جهت تغییر مسیر مسافر را اندیشید و از ازدحام های ناگهانی جلوگیری نمود.
در ادامه خدماتی که به کاربر که توسط ITS ارائه میشود را اشاره می کنیم و برای سهولت ، این امر را به هفت گروه اصلی ان گونه که در روزهای اولیه ITS انجام می شد ، تقسیم کرده ایم :
1. سامانه های پیشرفته مدیریت ترافیک(ATMS)
2. سامانه های پیشرفته اطلاعات مسافر(ATIS)
3. سامانه های کنترل پیشرفته وسیله نقلیه (AVCS)
4. عملکرد وسایل نقلیه تجاری(CVO)
5. سامانه های پیشرفته حمل و نقل عمومی(APTS)
6. سامانه های پرداخت الکترونیکی(EPS)
7. سامانه های ایمنی و امنیتی(SSS)
با چنین مجموعه عظیمی از خدمات در دسترس کاربران ITS ، تصمیم گیرندگان امور حمل و نقل ، آزادی بیشتری برای توسعه استراژی های مناسب و انتخاب راه کارهایی برای حل مشکلات دارن. اما لازمه اجرای موثر ITS تعهد و اتخاذ تدابیر روشن و شناسایی و ارائه اطلاعات لازم به متخصصین صلاحیت دار در زمینه ITS است.
2-2-1 سامانه های پیشرفته مدیریت ترافیک ATMS (Advanced Traffic Management Systems)
ATMS برای تامین حداکثر ایمنی و استفاده موثر از ظرفیت شبکه راه های شهری و بین شهری طراحی شده است.
کاربرد های مربوطه عبارتند از:
1. کنترل ترافیک شهری
2. هماهنگی چراغ های ترافیکی برای به حداقل رساندن تاخیر ها وکنترل صفوف ترافیکی
3. مدیریت ترافیک برای حوادث ویژه
4. کریدور آزاد راهی ومدیریت بزرگراه
5. مدیریت تقاضا وجریان وسایل نقلیه
6. راهنمای مسیر جایگزین
7. تشخیص حادثه وواکنش (یعنی واکنش نسبت به تصادفات واز کار افتادگی وسایل نقلیه)
8. اعمال قانون
9. سامانه های هشدار دهنده جوی
با توجه به حجم بالای مطالب ارائه شده در مورد ATMS به توضیح برخی از گزینه های فوق بسنده می کنیم.
* کنترل ترافیک شهری UTC(Urban Traffic Control)
سامانه های UTC برای کاستن از ازدحام و تصادف معرفی گردیده اند برای مثال scoot و SCATS که جزو اولین کاربردهای ITS هستند.
کنترل کامپیوتری ترافیک شهری در سراسر دنیا به شکل یک امر معمول در آمده و دامنه آن کنترل کننده های انفرادی برای تقاطع ها تا سامانه های یکپارچه پوشش دهنده کل شبکه های شهری گسترش یافته است و همگی آنها بر کنترل ترافیک و تشخیص وسایل نقلیه برای تنظیم مدت زمان فاز چراغ سبز و فواصل زمانی بین دوره های چراغ ها در تقاطع های مجاور جهت واکنش به هنگام نسبت به تغییرات در جریان ترافیک تکیه دارند .
سامانه های کنترل ترافیک شهری یا UTC دارای چهار مشخصه هستند :
1. جمع آوری خود کار داده ها در مورد سرعت و حجم ترافیک با استفادهاز وسایلی مانند حسگرهای جاده ای ، ددوربین های نظارتی CCTV( Closed Circuit tv) ، تشخیص خودکار پلاک (ANPR) و داده های وسایل نقلیه شناور (FVD)
2. کنترل چراغهای ترافیکی بر مبنای این داده ها
3. تهیه داده ها برای خدمات اطلاعاتی سفر ، یعنی VMS (Variable Message Sign ) و بنگاه های نشر اخبار محلی
4. هشدار خودکار حادثه برای سازمانهای ذیربط مانند پلیس، ادارت مربوطه
امروزه سامانه های UTC سهم بیشتری در کاهش آلودگی، صرفه جویی در انرژی و حفاظت محیط زیست دارند این سامانه ها همچنین میتوانند تقدم به هنگام چراغهای راهنمایی را برای حمل و نقل عمومی فراهم سازند.در پیچیده ترین سطح ، سامانه های ATMS می توانند مشکلات بغرنج ترافیکی ( مشابه آنچه در دوران بازی های المپیک و وقایع مشابه دیگر به وقوع می پیوندد) را برطرف سازند . مثال هایی در این مورد شامل سیستم مدیریت ترافیک جامع (UTMS) می شود که در بازی های المپیک زمستانی سال 1998 در ناگانو (ژاپن) و سیستم SCATS6 که برای بازی های المپیک 2000 سیدنی ( استرالیا) معرفی شدند .
* کریدور آزاد راهی و مدیریت بزرگراه
سامانه های پیشرفته مدیریت می توانند به نحو پویایی شرایط جاده و اوضاع جوی ، جریانهای ترافیکی ، سرعت وتاثیرات حوادث را تحت کنترل داشته باشند . آنها از اطلاعات به دست آمده ( که ممکن است متشکل از پیش بینیهایی مبنی بر سوابق داده ها باشد ) برای موارد زیر استفاده می کنند:
1. قادر ساختن متولیان راه در بکارگیری ابزارهایی ماننده پیام های توصیه ای و هشدار دهنده ( اغلب به صورت خودکار مثلا از طریق VMS ) محدودیت سرعت متغیر، کنترل دسترسی وردو به اتوبان ، کنترل خط عبود و کنترل مسیرهای تخلیه استراری
2. اگاه سازی مسافران به صورت خودکار از شرایط خطرناک ، فاصله ( و زمان سفر) تا تقاطع های مهم ، مسیرهای جایگزین و محدودیت های سرعت متغیر
لازم به توضیح است که کمیسیون اروپایی ، برنامه مسیرهای جایگزین یا CENTRICO رابرای بهبود مدیریت ترافیک و اطلاعات بر روی 75000 کیلومتر شبکه جاده های عبوری اروپایی (TERN) تاسیس نموده است .
منطقه CENTRICO (بلژیک ، شمال فرانسه ، غرب آلمان ، لوگزامبورگ، هلند و جنوب شرقی انگلستان ) دارای حجم ترافیکی بالایی است . برای کمک به کاربان جهت اجتناب از تراکم و حوادث ، کریدورهای انحرافی برون مرزی بین کلن(آلمان ) و آیندهوون(هلند) و بین آنتورپ (فلاندرز) و رتردام (هلند ) فعال هستند.
تابلو های پیام متغیر (VMS) در نقاط تصمیم گیری ( برای انتخاب مسیر ) یک فلش مسیر نمای چرخان را نشان میدهند .
مسیرهای جایگزین به صورت بین مرزی در منطقه طرح CENTRICO فعال است . کنترل دسترسی ورودی اتوبان سبب می شود تا چراغ های راهنمایی بزرگراه ها بتوانند به طور خودکار با عکس العمل در برابر ترافیکسنگین ( که در پیش روست) مقدار ترافیک عبوری را کنترل نمایند و در نتیجه چگالی ترافیک را کمتر از حد اشباع نگاه دارند.
محدودیت سرعت متغیر به طور موفقیت آمیزی در ملبورن (استرالیا) ولندن ( خط کمربندیM25 بریتانیا ) معرفی شده اند تشخیص ترافیک سنگین به طور خودکار ، محدودیت های موقتی سرعت را تولید می کند که بر روی تابلوهای بالاسری اتوبان ها به نمایش در می آید و موجب کاهش سرعت وسیله نقلیه به نحو کنترل شده ای گشته وبه شکل مثری بر ظرفیت راه می افزاید.
* مدیریت تقاضا و جریان وسایل نقلیه
یک روش برای کاستن از ازدحام مدیریت تقاضای ترافیک است . به نظر می رسد که این روش به فناوری ساده کنترل دسترسی یا طبقه بندی وسایل نقلیه ( به طور مثال از طریق پلاک آنها) برای محدودیت ورود به مناطق مشخص مانند مراکز سنتی شهرها ، مربوط می گردد.
اقدامات شدیدتر شامل پرداخت هزینه برای استفاده از جاده طی ساعات پر ازدحام ، یا ابداع خطوط ویژه وسایل نقلیه پر سرنشینHOV ( High Occqancy Vehicle) است . مهمترینطرح های دریافت هزینه جهت ازدحام ترافیک در سنگاپور(با استفاده از EFC) و لندن (بریتانیا ، پرداخت معمولی و اجرای قانون به وسیله دوربین هوشمند) معرفی شده است.
خطوط VOHدر بسیاری از مناطق آمریکا، در اواخر دهه90 برای وسایل نقلیه ای که حداقل دو نفسرنشین دارند معرفی گردید تا مردم تشویق به استفاده مشترک از خودرو شده و در نتیجه ، تراکمکاهش یابد . به هرحال ، تردید در خصوص تاثیر آن ، منجر به تدابیری جهت استفاده از خطوط وسایل نقلیه پرسرنشین با عوارض HOT(High Occqancy or To) شد که وسایل نقلیهتک سرنشین می توانند از آن خطوط با پرداخت عوارض استفاده کنند.
* اعمال قانون
اعمال و کنترل مقررات ترافیک به گروه وسیع تری از خدمات اطلاع رسانی پیشرفته مسافر (ATMS) مربوط می شود . اما اجرای موثر قانون برای بسیاری از خدماتITS موضوع مشترکی است . برای مثال اجرای آن برای آستن از تصادفات ، تشویق مردم برای پذیرش پرداخت هزیته عبور از جادهها و افزایش پیروی مردم از قوانین ترافیکی بسیار اهمیت دارد . این عوامل برای استفاده از فناوری های جدید جهت مقابله موفقیت آمیزبا مشکلات و چالش ها اهمیت بسیاری قائل می شود .
بیش از بیستسال است که اجرای خودکار قانو ، برای تخلف آتی نظیر عبور از چراغ قرمز و عدم رعایت محدودیت سرعت به کار گرفته شده است . در ایالات متحده آمریکا ، تقاطع ای دارای سیستم اجرای قانون تخلف چرغ قرمز ، شاهد کاهش بیش از 50 درصد این نوع از تخلفات و کاهش 70 درصد در تصادفات بوده اند .به هر حال افزایش استفاده از تصاویر ویدئویی دیجیتال فناوری پردازش تصویر و همچنین شناسایی لکترونیکی وسایل نقلیه زمینه را برای گسترش کاربرد ITS در طیف وسیع تری از تتخلفات و موثرتر نمودن روند اجرای قوانین مهیا کرده است . فناوری های اجرای خودکار قوانین برای نمونه های جدیدی از تخلفات به کار می رود . مانند فاصله بین دووسیله ، راندن در یک خط عبور ، هزینه ورود به مناطق پر ازدحام و پرداخت عوارض.
2-2-2- سامانه های پیشرفته اطلاعات مسافرATIS ( Advenced Traveler Information System)
در این پروژه ، ATIS به عنوان پوشش دهنده اطلاعاتی سفرهای زمینی تجارتی و خصوصی توسط شیوه های مختلف حمل و نقلی معرفی شده است . مشخص نبودن زمان سفر و زمان ورود، مشکل بزرگی برای مسافران راه ا و شرکت های تحویل دهنده کالاست . مسافرین هوشمند و مدیران ناوگان برای اتخاذ تصمیم های آگاهانه به اطلاعات بسیار معتبر نیاز دارند . مدتیاست مه متولیان حمل و نقل ملی ، منطقه ای و متولیان شهردری این جریانات را کنترل کرده و داده هایی را در مدیریت ترافیک به روش خود جمع آوری کرده اند ، اما همین اواخر متوجه ارزش به اشتراک گذاری این اطلاعات با متولیان حمل و نقل عمومی شده اند.
سامانه های اطلاعات مسافر(TIS) به منظور ارئه اطلاعات دقیق از اوضاع ترافیکی طراحی شده است تا مسافران ومدیران ناوگان بتوانند زمان ، مسیر و شیوه سفر و کالا رسانی را بر اساس آن تنظیم نمایند. رانندگان می توانند پس از آگاهی از اوضاع ترافیک، جهت دوری از تصادف ، ازدحام یا شرایط جوی نا مطلوب ، بر مبنای سابقه پیشین و یا داده های به هنگام جاری ، مسیر خود را تغییر دهند ، TIS نیز میتواند با ارائه اطلاعات درست همچون بخش نیازمندی های دفتر تلفن (Yellow Pages) عمل نماید .
ATIS می تواند سفر از طریق شیوه های دیگر و حمل و نقل ترکیبی را ارتقا دهد . برای مثال تشویق رانندگان به پارک کردن ماشین و ادامه مسیر توسط وسایل نقلیه عمومی ( بطور نمونه به علت در پیش رو بودن ازدحام یا آلودگی زیاد هوا ) و یا سامانه های اطلاعات پارکینگ نیز با آگاه سازی رانندگان از فضاهای پارکینگ در دسترس ، سهم به سزایی در کاهش ازدحام و آلودگی هوا دارند.
کاربرد های ATIS دو پیش نیاز کلی دارند :
1. جزئیات اطلاعات بهره برداری ، که اغلب توسط ATMS تولید می شود
2. ابزارهای انتقال این اطلاعات به مسافران
در عین حال که ATMS به طور کلی مسئولیتی مربوط به بخش دولتی است . ATIS اغلب به صورت شراکت بین بخش های خصوصی و دولتی گسترش می یابد . در حقیقت داده های ATIS به منزله دریچه ای به روی نسل جدیدی از خدمات مسافر با ارزش افزوده و خدمات ارزشمند تجاری است که از طریق خدمات بخش خصوصی فراهم گشته اند.
* ATIS درون خودرویی
ساده ترین انواع ATIS در ارتباط با گزارش های ترافیکی است که از طریق رادیوی ترافیک و اطلاع رسانی شبکه های عمومی رادیو یا سایت های اینترنتی مختص اطلاعات ترافیکی در مورد ازدحام وحوادث و شبکه های رادیویی پیام های ترافیکیHAR(Advisory Radio Highway) و رادیو های محلی در مورد محل های شناخته شده ازدحام ترافیکی ، مخابره می شوند.
پیشرفت های اخیر عبارت است از سیستم RDS/TMC (Radio Data Systems incorporating a Traffic Message Channel) در اروپا ، که ترکیبی از کانال پیام ترافیک (TMC) در یک سیستم رادیویی داده ها (RDS ) است که روی موج FM رادیو قابل دسترسی است . برای بهبود بیشتر در این سیستم ، شرکت های اروپایی مانندiTIS و Traffic master (بریتانیا) و Media Mobile (فرانسه) خدمات اطلاعاتی زمان سفر و نظارت بر ازدحام ترافیکی را که به دستگاه های درون وسیله نقلیه ارسال می شود توسعه داده اند .
یکی از پیشرفته ترین سیستم ها ، سیستم مخابراتی و اطلاعاتی وسیله نقلیه ژاپن است . امروزه بسیاری از کشورها در مراکز کنترل ترافیک و اطلاعات ترافیک ( که مرکز و قلب ITS ست ) سرمایه گذاری می کنند.
* زیر ساخت های مبنای ATIS
تابلو های متغییر(VMS) می توانند به صورت خودکار هشدارهایی در مورد وضعیت ترافیک ، راه ها و وقوع حوادث در نزدیکی خود را نمایش دهند و موجب افزایش امنیت شبکه جاده ای گشته و به رانندگان فرصت اجتناب از مواجهه با مشکلات و یا حداقل ، کم کردن سرعت را بدهند .یافتن خودکار حوادث و صفوف ترافیکی به همراه تنظیم خودکار VMS موجب کاهش زیاد تصادفات ثانویه در بزرگراه های مجهز به این سامانه گشته است . همچنین VMS می تواند اطلاعاتی را که از مدل های پیش بینی در مراکز کنترل ترافیک TCCS (Traffic Control Center System ) دریافت کرده ،نمایش دهد.
باجه های اطلاعاتی الکترونیکی که در محل ارائه خدماتعمومی یا تقاطع ها قرار گرفته اند ، از دیگر رسانه های زیرساختی به حساب می آیند.
* اطلاعات مسافر، مستقل از محل
اطلاعات ترافیکی مشابه با آنچه که به وسایل نقلیه داده می شود را می توان به وسایل ارتباطی متحرک مانند تلفن های همراه و کامپیوترهای جیبی PDA (Personal Digital Assistant) نیز مخابره کرد
به نقشه های ازدحام ترافیک و فیلم های ویدئویی مربوط به ترافیک ، از طریق اینترنت در خانه یا محل کار می توان دسترسی یافت . از متداول ترین وسایل ارتباطی یعنی تلفن ، بهترین بهره برداری انجام گرفته است .
* راهنمای مسیر و ناوبری
ازدحام ترافیک به طور فزاینده ای یافتن مسیر در مناطق ناشناس را برای کاربرانی که از نقشه های سنتی در راه استفاده می کنند، دشواز می سازد . سامانه ناوبری (SatNav) و سامانه های راهنمای مسیر با استفاده از ماهواره و نقشه های دیجیتالی بر روی لوح فشرده ذخیره شده اند تا راه حل هوشمندانهای را فراهم سازند . در عین حال اطلاعات مشروح تر توسط تامین کنندگان نقشه های اصلی دیجیتالی به وجود آمده است مانند تحت پوشش قرار دادن جاده های خاکی و آسفالته ، تحرکات حمل و نقلی عمومی در ارتباط با برقراری خطوط اتوبوس رانی ، راهنمای مسیر اتوبوس ها و شبکه های تراموا . جزئیات بیشتر شامل پلاک منازل ، کدهای پستی ، پل های کوتاه ، مکانهای جالب و همین اواخر وحدودیت های سرعت نیز می شود . سامانه های پیشرفته برای اجتناب از ازدحام ، از طریق محاسبه شرایط به هنگام ترافیک و استفاده از پخش دیجیتال رادیویی ، ترکیب کد های اطلاعات ترافیک (RDS/TMC در اروپا ) راهنمای پویای مسیر را فراهم می سازند . ارتباطات دو طرفه توسط یک کامپیوتر مرکزی انجام می شود و استفاده از تلفن همراه نیز امکان پذیر است . سیستم ها اجازه میدهند تا رانندگان مقصد خود را وارد کنند ، سپس بهترین مسیر را محاسبه کرده و راهنمایی لازم را از طریق صفحات نمایشی با یک ابزار صوتی به اطلاع راننده می رساند . روش دیگر آن است که صفحه نمایشگر شرایط جاری ترافیک را نشان میدهد و انتخاب مسیر را بر عهده راننده می گذارد.
2-2-3 سامانه های پیشرفته کنترل وسیله نقلیه AVCS (Advanced VehicleControlSystems)
AVCS سامانه های هوشمند وسیله نقلیه Ivs (InteligentVehicleSystem) و سامانه های هوشمند موسوم به وسیله نقلیه راه IVHS (InteligentVehicle-Highway System) سامانه های تعاملی راه وسیله نقلیه CVHS (Cooperative Vehicle-Highway System) را تحت پوشش قرار می دهد . تمامی این سامانه ها برای کمک یا اصلاح رانندگی یا محیط رانندگی و نیز تحت تاثیر قرار دادن اقدامات رانندگان طراحی شده است . AVCS می تواند به طور فعالانه در رانندگی به رانندگان کمک کند و آنها را از موقعیت های مخاطره آمیز ناگهانی و یا مانورهای عمدی یا غیر عمدی آگاه سازد و یا به طور فیزیکی مانع از ادامه رانندگی خطرناک شود توسعه فناوری های AVCS توسط مراجع زیر انجام می گیرد :
دولت در سطح ملی ، که مایل به افزایش امنیت راه ها ، ظرفیت انها و اجرای سیستم است
تامین کنندگان تجهیزات و وسایل نقلیه موتوری که برای محصولات و سامانه های جدید در پی بازار بوده و به ابزارهایی متوسل می شوند که رانندگی راحت تر و ایمن تری را فراهم می سازد
این دو متولی در میزان مداخله فناوری در کنترل فعال کار رانندگی با یکدیگر اختلاف دارند .
در اروپا ، طرح (eSafety) ابتکار مشترک صنعت و دولت ب هدف کاستن از تعداد تصادفات با استفاده از فناوری اطلاعاتی و ارتباطی (ICT) است .
فناوری هایی که هم اکنون در دسترس است عبارتند از :
سامانه های ترمز ضد قفل (ABS) که راه را برای برنامه های پایدار الکترونیکی ESP (Electronic Stability Program) جهت بهبود اصطحکاک سطحی هموار ساخته است و سیستم تطابق با سرعت حرکتدر راه ACC (Adaptive Cruise Control) که اخیرا در وسایل نقلیه جدید و پیشرفته دیده می شود . سیستم ACC (بهین رو) از حسگرهای راداری برای کنترل رعایت فاصله طولی بین وسایل نقلیه استفاده کرده و چشم انداز آتی سامانه AVCS قرار گرفتن بدون خطر و ایمن وسایل نقلیه بر روی جاده هاست .این سامانه در مورد تغییرات ناگهانی خط عبوری و خطر تصادفات جانبی و طولی با موانعی مانند سایر وسایل نقلیه و یا عابران هشدار می دهدو یا در اجتناب از آنها به راننده کمک می کند به طور خودکار از تجهیزاتی ماننده کیسه هوا جهت پیشگیری از صدمات ناشی از تصادف استفاده نموده و در نتیجه از شدت هر برخوردی میکاهد و در همان حال اعلان خطرهای اضطرای خودکار را به کار می اندازد . سرعت نامناسب دلیل عمده تصادفات است . سامانه انطباق هوشمند سرعت (ISA) در آزمایش های به عمل آمده در فرانسه ، هلند ، سوئد و بریتانیا هم در زمینه سامانه های مداخله کننده و هم سامانه های توصیه ای توجه بسیاری را به خد جلب کرده است . اکنون تمرکز کمیسیون اروپایی(EC) بر روی مسایل سیاست گذاری است تا راه را برای مقررات احتمالی هموار سازد .
دیگر فناوری های AVCS که در حال توسعه اند عبارتند از:
1. سامانه های هشدار و پیشگیری از تصادف
2. سامانه های هشدار و پیشگیری از واژگون شدن کامیون
3. سامانه هاب پیشگیری از تصادف اتوبوس
4. شناسایی وسیله نقلیه از راه دور
5. شناسگرهای خواب آلودگی راننده ، ببرای کاهش تصادفات ناشی از خستگی با دادن هشدارهای صوتی و لمسی
6. سامانه های دید در شب و شرایط بد جوی، که تصاویر جاده مقابل را با کیفیت بهتر و با اندازه طبیعی روی شیشه جلوی اتومبیل قرار می دهد
7. اجتناب از تصادف در تقاطع ، که در حال حاضر در آمریکا در حال ازمایش است و رانندگان را از نزدیک شدن به وسایل نقلیه ای که هنوز قابل رویت نمیباشند ف آگاه می سازد
8. اعزام وسایل نقلیه تجاری به صورت ناوگان جمعی
یکی از ویژگی های مهم سامانه های کنترل پیشرفته در خودرو ، قابیلت بهره برداری دو مرحله ای ان است . یعنی ابتدا به راننده هشدار می دهد و سپس اگر راننده واکنشی نشان ندهد ، مداخله می کند . مداخله با ظهور کنترل الکترونیک (drive-by-wire) به جای کنترل هیدرولیک وسیله نقلیه ، عملی است . برای مثال اگر راننده هشدار در مورد تغییر خط ناگهانی را جدی نگیرد ویا سرعت غیر مجاز داشته باشد سامانه الکترونیکی AVCS به طور مستقیم دخالت کرده و فرمان را به سمت مسیر درست هدایت کرده ویابه وسیله کم کردن گاز از سرعت می کاهد
البته موانع عمده اجتماعی ، فرهنگی و قانونی برای به واقعیت در آمدن این امکانات وجود دارد .رانندگان باید خود را برای چه مقدار کنترل آماده سازند ؟ چه مقدار از ناوگان ملی باید به سامانه AVCS مجهز شود تا بهترین نتیجه حاصل شود؟ در چه مرحله ای این کار برای انها اجاری می شود ؟ اگر این سیستم موفق نشود ، چه کسی مسئول خواهدبود؟ فرض بر آنکه این موانع برطرف شدند این امکان وجود دارد تا در حال حاضر شاهد بهره برداری از سامانه AVCS باشیم ویاروند تکامل آن را که دستیابی به خودکار شدن کامل جریان رانندگی است ملاحظه کنیم ؟
با استفاده از IVHS و CVHS وسیله نقلیه به بخشی از راه تبدیل خواهد شد . فناوری های پیشرفته اطلاعتی و ارتباطی (ICT) سهم به سزایی در ایمنی راه ها داشته و سامانههای پیشرفته و مقتدر ایمنی می توانند شانس بیشتری را برای کاربران راه جهت اجتناب از حوادث و یا جان بدر بردن از آن فراهم کنند. پیشرفت هایی در کنترل وسیله نقلیه با هدف ایمن تر کردن رانندگی و تاثیر گذاریبر رفتار راننده در بالا شرح داده شد . تصادفات همچنین می توانند ناشی از وضع هوا و یا وضعیت سطح راه ها باشد . هشدارهای پیشرفته در مورد وضعیت جوی قادر به انجام کارهای زیر هستند :
1. اجتناب رانندگان از ورود به مناطق خطرناک
2. واکنش متولیان راه ها نسبت به بلایای طبیعی مانند یخبندان در زمستان و یا سیل ، تجهیزاتی مانند برف روب جهت مناطقی که برف زیادی در آن باریده است و در اولویت قرار دادن تخلیه مسیر ، جهت دسترسی وسایل نقلیه اضطراری
دوچرخه سواران وعابران نیز می توانند از مزایای ITS بهره مند گردند . عابرا به ویژه در عبور از جاده آسیب پذیر هستند . ITS می تواند زندگی رابرای افراد سالمند و کودکان و افرادی که مشکل حرکتی و یا نا توانی های دیگری دارند ایمن تر سازد . آنها می توانند با استفاده از یک وسیله کوچک ارتباطی قابل حمل که علامت رمزی را به کنترل کننده چراغ راهنمایی ارسال می دارد ، زمان اختصاص یافته برای عبور را طولانی تر کنند . این علائم توسط وسایل نقلیه ای که در ان منطقه می باشند نیز دریافت شده و راننده را از وجود عابر آسیب پذیر در پیش روی وسیله نقلیه آگاه کرده و حتی به طور خودکار می تواند ترمز را به کار اندازد.
2-2-4 سامانه های عملکرد وسایل نقلیه تجاری CVO
(Commercial Vehicle Operations )
نیاز به مقررات از طریق دریافت جواز عبور ، کنترل وزن و پرداخت عوارض برای استفاده از جاده موجب تاخیر در کار کامیون گشته و در نتیجه هزینه های آن را افزایش می دهد . پرداخت از قبل به صورت الکترونیکی ، وسایل نقلیه واجد شرایط را قادر می سازد تا به طور خودکار با بازرسی ها و کنترل های ایمنی متداول مطابق شود. سامانه های توزین در حال حرکت (Weigh-in Motion)WIM به طور خودکار وسایل نقلیه را جهت کنترل بار قانونی بازرسی می نماید. چسباندن برچسب های ردیابی الکترونیکی ، نظارت بر بارهای مخاطره آمیز و غیر معمول را امکان پذیر می سازد . افراد ذینفع تنها متولیان راه نیستند مسئولین انتظامی نیز می توانند سایل نقلیه مشکوک را مورد بررسی قرار دهند.
در اینجا بیشتر وسایل نقلیه با بار بیش از حد مجاز مدنظر هستند ، زیرا بر سطح راه خسارت وارد کرده و خطر بروز تصادف را نیز افزایش می دهند . ITS همچنین کنترل وضعیت بار از راه دور را امکان پذیر می سازد . اگر وسیله نقلیه یا بار در معرض خطر باشند هم راننده هم مرکز کنترل را برای اقدام مناسب می توان با خبر ساخت . نظارت موثر بویژه برای کانتینر ها از نظر ایمنی بسیار اهمیت دارد.
تعیین مکان خودکار وسیله نقلیه (Automated Vehicle Location)AVL هسته مرکزی مدیریت مدرن ناوگان است . این سامانه به گردانندگان کمک می کند که ناوگان و بارها را به شکل موثر تری ادراه کرده و در نتیجه به منافع لجستیکی و اقتصادی برسند. تمرکز و حساسیت زمانی در مورد توزیع بار روبه افزایش است مشتریان خواستارتحویل سریع کالا جهت رفع نیاز انبارهای خود می باشند . با نزدیک شدن به انبارها و یا محل تحویل کالا ، برای صرفه جویی در وقت باید جای پارک را به کامیون ها اختصاص داد.
این روشها اهمیت سامانه های کنترل هوشمند و اعزام و تعیین مسیر یا پردازش الکترونیکی اسناد و نیز دستیابی آسان به اطلاعات موجود در آن و کنترل مسیرهای مجاز یا درخواست شده راافزایش می دهد . وسیله نقلیه بر پایه ITS و ردیابی محموله باری با استفاده از فناوری های ITS میتواند باعث حرکت به سمت جابه جایی بار کانتینری با وسایل مختلف شود که اگر از ترکیبی از شیوه های حمل و نقلی مانند جاده ، راه آهن و راه های ابی داخلی استفاده شود ، حمل بار آسانتر و مفید تر صورت خواهد گرفت .
2-2-5 سامانه های پیشرفته حمل و نقل عمومی APTS (Advenced Public Transportation System)
کاربرد های APTS به منظور بهبود کیفیت و سهولت استفاده از حمل و نقل عمومی ایجاد شده است که شامل سامانه های اطلاعاتی به هنگام ، تعیین کرایه، رزرو ازقبل و برنامه ریزی سفر ، نیاز به حمل و نقل پاسخ گو و هم پیمایی (سفر اشتراکی) زمانبندی خودکار برای مدیریت بهتر ناوگان و افزایش امنیت است . تمامی این خدمات کمک می کند ت حمل و نقل عمومی درون سامانه های ترکیبی و چند شیوه ای بتوانند مردم را به استفاده از آن تشویق کرده و در نتیجه از ازدحام ترافیک و آلودگی هوا کاسته شود .
* اطلاعات حمل و نقل عمومی
یکی از روش های بهبود استفاده از حمل ونقل عمومی ، فراهم آوردن اطلاعات مسافر به صورت معتبر و به هنگام است که به آسانی نیز قابل دسترسی باشد. سیستم تعیین موقعیت خودکار وسیله نقلیه (AVL) می تواند سامانه های اطلاعات به هنگام را در مورد زمان هرکت ونیز زمان رسیدن وپیشنهاد مسیر درون وسیله نقلیه در محل ایستگاه ، خانه یا محل کار ، در خیابان و یا با استفاده از شیوه های دیگر حمل و نقل ارائه دهد . این اطلاعات را می توان توسط رسانه های متعدد مانند اینترنت ، باجه های اطلاعاتی ، متن های خبری ، گوشی های تلفن همراه ، خدمات تلفنی و صوتی و کامپیوترهای جیبی(PDA) فراهم نمود . خدمات مهمتر شامل برنامه ریزی سفر ، انتخابهای مختلف برای کرایه ، خدمات رزرو محل و اطلاعات جهانگردی است.
فراهم آوردن اطلاعات صحیح و با کیفیت ، به سرمایه گذاری هنگفت در زیر ساختار ITS نیاز دارد ، اما این موضوع تنها در شهرهایی مانند لندن ، پاریس ، سنگاپور و هنگ کنگ پذیرفته شده است . هدف نهایی ، ارائه خدمات اطلاعاتی حمل و نقل چند شیوه ای است از نوعی که دولت بریتانیا آن را شکل پیشرفته ای از طرح و نواری حملو نقل مستقیم خود میداند ، که استفاده از حمل و نقل عمومی یا خصوصی را بر مبنای نیاز در هر زمان از شبانه روز امکان پذیر می سازد . دست یابی به این نیاز به سطوح بالایی از همکاری بین مقامات دولتی و خصوصی و گردانندگان را می طلبد.
* تقدم حمل و نقل عمومی
با یکپارچه سازی سامانه های حمل و نقل عمومی با سامانه های مرکز کنترل ترافیک شهری (UTC) می توان به این ناوگان نسبت به دیگر اجزای ترافیکی اولویت بخشید. سامانه های موقعیت یاب (AVL) این امکان را فراهم می سازد تا اتوبوس ها و ترامواهایی که به تقاطع های چراغ دارنزدیک می شوند شناسایی شده و در صورت درخواست آنان ، کنترل کننده چراغ سبز راهنما طولانی تر شده و امکان ادامه مسیر بدون توقف برای آنان نیز میسر شود.
این تشخیص می تواند از طریق حلقه های القایی در زیر سطح جادر ،آنتن هی کنار جاده و یا سمانه های ماهواره ای انجام شود.
سیستم دیگر برای تقدم بخشیدن به وسایل نقلیه حمل و نقل عمومی ، مسیر اتوبوس هدایت شده BRT است که در آلمان ،استرالیا و بریتانیا انجام شده و مسیرهای قراردادی اتوبوس ر ابه وسیله طراحی ، به ویژه قسمتی از مسیر که اغلب ازدحام ترافیکی دارد از دیگر خطوط جدا کرده است بنابراین اتوبوس ها می توانند در مناطق پر ازدحام نیز به سرعت مسیر خود را طی کنند . در سامانه های مکانیکی ف چرخ هایی که بر روی چرخ های جلویی وسیله نقلیه سوار شده است اتوبوس را در امتداد جدول بندی برجسته هدیت می کند و نیازی به هدایت فرمان توسط راننده نیست . سیستم الکتریکی بر پایه کابل الکتریکی بنا شده که در مرکز مسیر اتوبوس در راه دفن شده و سیستم ردیاب القایی رون وسیل نقلیه به طور مستمر چرخ ها را برای نگهداشتن اتبوس بر روی کابل به صورت خودکار هدایت می کند . در پایان خط ویژه اتوبوس ، چراغ راهنمایی ترافیکی دسترسی اتوبوس به خطوط عادی را فراهم می سازد.
* مدیریت و لجستیک ناوگان حمل و نقل عمومی
ITS از بهره برداری موثر و مدیریت ناوگان وسایل نقلیه حمل ونقل عمومی حمایت می کند. موقعیت یاب های AVLدرون وسیله نقلیه ،به طور مستمر داده هایی را که متولی مرکز کنترل را نسبت به نظارت برنامه زمانی وسیله نقلیه عمومی وتنظیم زمانی برای دیر یا زود نرسیدن قادر می سازد، انتقال می دهد. نظارت خود کار ناوگان نیز میتواند هشدارهای زود هنگام در مورد نیازهای نگهداری وتعمیر وپیشگیری از احتمال از کار افتادن وسیله نقلیه ارائه دهد.
سامانه های تشخیص باز وبسته شدن در وجمع آوری خودکارکرایه(AFC) داده های با ارزشی مانند بارگیری، طول سفر وزمان سفر را برای متولیان حمل ونقل عمومی فراهم می سازد که آنها می توانند برای ارزیابی استفاده از مسیر وخدمات برای تامین نیازهای مسافران وجدول بندی نوبت کاری رانندگان وبهبود مدیریت مالی از این داده ها استفاده کنند.
* حمل ونقل اشتراکی با انعطاف بالا
سامانه های حمل ونقل اشتراکی وحساس به تقاضا DR (Demand Responsive) که مبتنی بر ITS هستند، پلی را بین حمل ونقل عمومی وخصوصی ایجاد می کنند. کاربران واقعی ، برای مشخص کردن مقصد خود ونیز آگاهی از زمان مناسب برای سفر وهر نیاز خاص دیگر ،با مرکز کنترل تماس می گیرند. این مرکز برای تشخیص و اعزام نزدیک ترین وسیله نقلیه (که مسافران دیگری را هم حمل می کند) از مسیرهایی که توسط سامانه موقعیت یاب AVL مناسب تشخیص داده می شود، استفاده می کند. هزینه ها می تواند به طور خودکار از حساب کم شود. ناوگان می تواند از وسایل نقلیه عمومی یا تاکسی ها تشکیل شده باشد. هم پیمایی که در تعدادی از شهرهای اروپایی وآمریکای شمالی معرفی شده است، مفهومی مشابه دارد وکاربران برای تامین نیاز سفر شخصی خود باید از قبل اتومبیلی را رزرو کنند. این موضوع همچنین دارای مزایایی در برنامه ریزی شهری است ، بدین صورت که از مقاطعه کاران ساختمانی فضای کمتری جهت پارکینگ خواسته می شود وبدین ترتیب در هزینه وفضا صرفه جویی به عمل می آید.
2_2_6 سامانه های پرداخت الکترونیکی EPS (Electronic payment system)
سامانه های مذرن پرداخت الکترونیکی ،مزایای عمده ای نسبت به پرداخت نقدی برای متولیان راه، حمل ونقل ومسافران آنها ارائه می دهند. اکنون سامانه ETC/EFC در راه ها،پل ها وتونل های سراسر دنیا پیشرفت های بیشتری نموده است. کارت های هوشمند در سامانه های پیشرفته دریافت کرایه (AFC) برای متولیان حمل ونقل عمومی فروش انعطاف پذیر بلیت، هزینه های کمتر اداری ومدیریتی وبازار یابی بهتر اطلاعات را فراهم می سازد.
در حالی که در وقت مسافران نیز صرفه جویی می شودو آنها از یک سفر راحت وامن ، بدون پرداخت وجه نقد نیز احساس رضایت می کند. سامانه های پرداخت الکترونیکی (EPS) همچنین در پی قابلیت کارآیی متقابل وسازگاری بین روش ها وسامانه های حمل ونقل با استفاده از یک وسیله پرداخت هوشمند ومنحصر به فرد هستند.
* سامانه های ETC/EFC
این سامانه رانندگان را قادر می سازد تا بدون توقف در باجه های مخصوص، عوارض ودیگر هزینه های مربوط به جاده ( برای مثال طرح عبور از مناطق پر ازدحام) را به طور خودکار بپردازند. در این سامانه ها به جای پول نقد از برچسب الکترونیکی که درون وسایل نقلیه نصب می شود وبا رسیدن وسیله نقلیه به محل دریافت عوارض با استفاده از اشعه مادون قرمز یا مایکروویو بر مبنای فناوری اختصاصی با دامنه کوتاه DSRC (Dedicated Short Range Communications) خوانده می شود، استفاده می شود. این فناوری ها، هم اکنون در کشورهایی در سراسر دنیا حتی کشورهای در حال توسعه کاملاً پذیرفته شده است. پرداخت می تواند از حساب صاحب برچسب کسر گردد ویا به حساب بدهی کارت هوشمندی که داخل واحد الکترونیکی درون وسیله نقلیه(IVU) قرار گرفته، گذاشته شود. سامانه های پیشرفته ای که در آن وسایل نقلیه با همان سرعتی که در بزرگراه حرکت می کنند، می توانند عوارض خود را نیز بپردازند در مسیر تمام خودکار 470 در ترنتو (کاندا) وراه ارتباطی شهرملبورن (استرالیا) در حال اجرا می باشد.
سامانه های EFC بر مبنای ارتباطات برد کوتاه اختصاصی (DSRC) به سرمایه گذاری اساسی زیر بنایی در تهیه دروازه های فلزی برای نصب آنتن جهت قرائت در خطوط مشمول عوارض نیاز دارد. با ظهور سامانه های موقعیت یاب ، قرار دادن دروازه های (مجازی) مکان یابی مدنظر قرار گرفته است. سامانه های مکان یابی مجازی (VPS) از فناوری ماهواره ای جهت تعیین موقعیت وسایل نقلیه ای که مجهز به دستگاه های نصب شده درون اتومبیل (IVUS) هستند، استفاده می کند. این سیستم ها که از نظر واژگان فنی GNSS-CN نامیده می شود، برای سیستم ناوبری ماهواره ای جهانی و شبکه های موبایل ، به صورت گسترده ای در هنگ کنگ مورد آزمایش قرار گرفته است . در محدوده شبکه راه های داری عوارضی یا مناطقی که برای عبور از آن باید هزینه پرداخته شود ، سامانه VPS مسافتی پیموده شده را اندازه گیری می کند . سپس این سامانه می تواند داده هایمربوط به پرداخت حق عبور را با استفاده از ارتباطات بی سیم توسط لینک های CN به مرکز کنترل مخابره کند و یا هزینه عبور را از مبلغ ذخیره شده کارت هوشمند که در دستگاه IVU قرار گرفته است ، کسر نماید . به غیر از عدم نیاز به نصب دروازه های فلزی ، سامانه VPS برای متولیان راه انعطاف پذیری بالایی را جهت تعیین محل دقیق اخذ عوارض و یا حق عبور متناسب ارائه می دهد . مثلا تنظیم هزینه عوارض براساس جریان ترافیک موجود یا روز هفته . مثلا در شیوه دریافت هزینه به ازای مسافت طی شده ، کاربران قادر خواهند بود هزینه ها را با هزینه شیوه های دیگر حمل و نقلی مقایسه کنند در نتیجه مردم تشویق می شوند تا روش های دیگر حمل ونقل را نیز مورد توجه قرار دهند .
سامانه VPS مبنای طرح دریافت حق عبور کامیون های سنگین (LRUC) در آلمان است . اتحادیه اروپا(eu) ان را به عنوان مبنای چارچوب طرح lruc در سطح اروپا ( که جهت تامین قابلیت سازگاری متقابل طراحی شده است ) در نظر گرفته و این موضوع راه را برای قابلیت سازگاری متقابل بین تمام طرح های دریافت هزینه عبور از جاده نیز هموار خواهد ساخت.
جدا از کاهش تاخیر برای کاربران راه ، دریافت کرایه الکترونیکی (EFC) از هزینه بهره برداری برای تمام متولیان راه های عوارضی کاسته و با کاهش فرار از پرداخت عوارض ، امنیت را نیز بهبود بخشیده است که بخش اعمال قانون آن را از طریق شناسایی خودکار پلاک خودرو میسر است . همچنین ، کانال ارتباطی دوطرفه این سیستم را می توان برای ارتباطات خدمات دیگر ( مانند دریافت حق پارکینگ و ارسال اطلاعات ترافیک ) نیز به کار برد. سامانه ETC/EFC دارای این مزیت است که صفوف تشکیل شده در محل اخذ عوارض را که دلیل اصلی ازدحام است کاهش می دهد .
* کرایه و فروش بلیت حمل و نقل عمومی
متولیان حمل و نقل عمومی شهری به تدریج اگاهی بیشتری در مورد قابلیت های ITS پیدا می کنند . فروش بلیت به صورت کارت هوشمند وجمع آوری خودکار کرایه، مبنایی را برای پرداخت الکترونیکی فراهم می سازد که مسافران به لحاظ راحتی آن را ترجیح داده و در ضمن از جابجایی پول نقد واحتمال دزدی وفریب نیز می کاهد. فروش بلیت غیرتماسی (Contactless Ticketing) ترکیبی از دو سیستم کارت هوشمند (برای انجام معامله ایمن وانتقال فرکانس رادیویی موج کوتاه (برای اعتبار سنجی سریع) است. این فناوری هم اکنون در شهرهایی مانند هنگ کنگ ،لندن،پاریس وسئول در حال بهره برداری است.
قابلیت های حافظه ای وپردازش موجود در میکروچیپ کارت هوشمند، پیشرفت وتوسعه روش های انعطاف پذیر وخلاقانه ای را در امر پرداخت کرایه ودیگر هزینه های مربوط به حمل ونقل (مانند دریافت عوارض وهزینه عبور از مناطق پر ازدحام وهزینه پارکینگ وکرایه های امتیازی برای افرادی که از پارک سوار استفاده می کنند) را امکان پذیر می سازد. این فناوری همچنین می تواند به صورت (کیف پول الکترونیکی) برای پرداخت نقدی کوچک در باجه های روزنامه فروشی وفروشگاه های شبانه روزی گسترش یابد. حجم بالای تبادلات نقدی در حمل ونقل عمومی آن را به طور خاص مناسب بکارگیری این مفهوم می سازد. برای متولیان حمل ونقل، تحلیل این تبادلات ،تحلیلی مناسبی برای برنامه ریزی خدمات واصلاح آنها ارائه می دهد.
2_2_7سامانه های امنیتی واضطراری SSS(SAFETY AND SECURITY SYSTEMS)
حملات تروریستی 11 سپتامبر 2001 در آمریکا چهره حمل ونقل را از نظر مدیریت موارد اضطراری وامنیتی وهمچنین کاربردهای ایمنی تغییر داد. این موضوع بر آسیب پذیری تمام شیوه های حمل ونقل مسافر وبار وزیر ساخت ها در حملات تروریستی به ویژه هنگامی که از وسایل حمل ونقل به عنوان اسلحه وابزار این حملات استفاده می شود، تاکید کرد. مدیریت اضطراری به عنوان ابزاری جهت نجات جان انسان ها در سوانح طبیعی یا ساخته دست بشر دارای وظیفه سنگینی است . متولیان حمل ونقل ، کنترل های امنیتی با فناوری بالا را معرفی کرده اند که در آنها از سامانه های رذیابی واعمال قانون جهت دستگیری تروریست ها ودیگر جنایتکاران استفاده می شود. امروزه مقوله کلی امنیت مسافران گونه که در طرح نوآورانه ESAFETY در سطح اروپا آمده ، بسیار مهم است.
اصل (ابتدا امنیت) باید بای همه افراد اعم از تامین کننده خدمات حمل ونقل ،اداره کننده ویا کاربر حمل ونقل ادارات راه وحمل ونقل عمومی ومتولیان آنها ،مدیران ناوگان ورانندگان شخصی ومسافران در هر روشی (مانند عابران ودیگر کاربران آسیب پذیر راه) به عنوان یک قاعده باشد.
* طرح امنیت ملی
آمریکا دفتر امنیت کشوری وکمیته ویژه امنیت زیرساخت های ملی واداره امنیتی حمل ونقل را در کاخ سفید تاسیس کرده است .
همچنین هدف دیگری بر معیارهای تامین بودجه فدرال در مورد ITS اضافه شده است ،با این عنوان که ITS سیستم امنی را به وجود می آورد که بر جمع آوری وبه اشتراک گذاری اطلاعات به هنگام جهت بهبود تشخیص وواکنش نسبت به موارد اضطراری در سطح ملی یا حوادث خطرناک طبیعی تکیه خواهد داشت . اکنون کشورهای دیگر تحت رهبری آمریکا ار آن پیروی می کنند.
اولویت های اولیه عبارت بودند از:
1. شناسایی سرمایه های با ارزش ومهم حمل ونقل واستراتژی های حمایتی وتوسعه استاندارد های مربوط
2. ارزیابی خطرات احتمالی راه ها، پل ها وتونل ها
3. افزدون بر تعداد مناطق کلان شهری مجهز به سامانه های اطلاعات به هنگام حمل ونقل
4. افزایش استفاده از فناوری مراقبتی
5. ارتباطات اضطرار قوی تر
6. برنامه ریزی از قبل جهت استراتژی های تخلیه کلی منطقه
7. ردیابی بار ووسیله نقلیه به صورت الکترونیکی
* سامانه های مدیریت موارد اضطراری EMS(Emergency Management Subsystem )
سامانه های فوق باید نسبت به حوادث، از حمله تروریستی گرفته تا بلایای طبیعی در شرایط سخت جوی یا وضعیت استثنایی جاده ای، حتی تصادف یک وسیله نقلیه منفرد واکنش نشان بدهد.
عناصر مشترک عبارتند از:
تشخیص خودکار، راهنمای مسیر وارائه اولویت به وسایل نقلیه اضطراری وتخلیه مردم، اطلاعات برای مسافران وعمیلیات نجات.
کاربرد های مدیریت پیشرفته ترافیک (ATMS) در سراسر دنیا به نحوی پیشرفت داشته است تا بتوان واکنش های موثری نسبت به خطرات احتمالی در موارد اضطراری وخطرناک داشته و هماهنگی نزدیکتری با دولت وعملیات امنیتی وپلیس ارائه داد.
موقعیت یابی وسایل نقلیه (AVL) راهنمای مسیر ، اولویت ترافیکی ، فناوری های مدیریت ناوگان ومجموعه تابلوهای VMS همگی در کوتاه تر کردن زمان واکنش واجرای بهتر کار سهیم هستند. خدمات اطلاع رسانی پیشرفته مسافران (ATIS) جهت توانایی انتشار هشدارها وتوصیه های فوری، آزمایش شده اند.
در شبکه های حمل ونقل ، تشخیص خودکار فوریت ها توسط خدمات E-CALL می تواند برای نجات جان انسان ها به خصوص در مناطق روستایی ودور افتاده بسیار مهم باشد. این تشخیص می تواند به صورت دستی (مثلاً با فشار دادن دکمه خاص) یا خودکار (مانند تشخیص به کار افتادن کیسه هوا) باشد واز فناوری موقعیت یابی AVL وارتباطات بی سیم جهت امداد رسانی سریع استفاده می کند. در مناطق دورافتاده، پزشکان می توانند وضعیت بیمار را کنترل کرده وتا رساندن بیمار به بیمارستان از کمک های اولیه استفاده کنند. سرعتی که درآن به مداوای افراد با آسیب شدید پرداخته می شود تاثیر عمده ای در شانس زنده ماندن آنان دارد. در اروپا هیئت منطقه ای ITS به نام ERTICO برنامه هایی را برای سیستم ث-زشمم در سراسر این قاره طراحی کرده است.
* امنیت در عملیات حمل و نقل
نگرانی های روبه افزایش ایمنی وامنیتی موجب شده تا بارهای خطرناک و وسایل نقلیه یا کانتینرهایی که می توانند سلاح حمل کنند بیشتر مورد توجه کنترل و بررسی قرار گیرد . ردیابی بارهای خطرناک بسیار مهم است نه تنها به این دلیل که تصادف آنها می تواند شدیدتر و خطرناک تر باشد بلکه بدان علت تروریستها می توانند از آنها به عنوان هدف یا اسلحه استفاده کنند. محتویات کانتینر را می توان به وسیله حس گرهای جدید در بنادر و فرودگاه ها بهطور خودکار کنترل نموده . آنچه در اینجا اهمیت دارد آن است که چگونه کنترل های موثر امنیتی بدون تاخیر در جریان تجاری و بازرگانی که می تواند خسارات اقتصادی جدی در پی داشته باشد انجام گیرد. پرداخت ازقبل جهت عوارض بار و سامانه های کنترلی مرزی که در بخش بالا بدان اشاره شد می توانند در این زمینه موثر باشد.
امنیت شخصی برای کاربران و کارمندان حمل و نقل عمومی بیشترین اهمیت را دارد . یکی از دلایلی که چرا مردم از اتومبیل شخصی استفاده می کنند ان است که در آن احساس امنیت می کنند. لازم استتا حمل ونقل عمومی برای جلب اعتماد مردم، امنیت کافی و مشهودی راارائه دهد. در هر تصادفی جان بسیاری از مردم به مخاطره می افتند و بایدبدانند که در صورت لزوم کمک فوری وجود دارد .ترکیبی از سیستم موقعیت یاب وسیله نقلیه (AVL) نظارت ومراقبت در ایستگا یا درون وسیله نقلیه مراحل کمک و رسیدگی اضطراری و ارتباطات موبایل می تواند امنیت و اعتماد شخصی را افزایش داده و از اقدامات جنایی و مجرمانه بکاهد . دوربین های نظارتیCCTV با پشتیبانی سامانه هایی که بهمظنونین اخطار( ما می توانیم شما را ببینیم ) می دهندکار میکنند.
2-3 استانداردهایITS
در این قسمت بررسی مختصری از انواع مختلف مستندات موجود در خصوص استانداردهایITS ارائه می گردد.استانداردهای ITS توسط سازمان های توسعه استانداردها (Standards Development Organizations) یا SDOs که از بخشهای مختلفی برای توصیف و تدوین مطالب استاندارد خود استفاده می کنند، تالیف و منتشر شد . هدف از این قسمت توصیف انواع مستنداتی است که در مجموع به عنوان استانداردهای سیستم حمل و نقل هوشمند نامیده می شوند.
بعضی از استانداردها شامل موضوعات مورد نیاز مدیریتی هستند، در حالیکه برخی دیگر قواعد دستوری و محدود کننده نداشته و شامل مطالب توصیه ای و اختیاری می باشند . انواع مختلف مطالب و اصطلاحات ممکن است برای انهائیکه با استانداردها و مراحل تدوین استانداردها اشنا نیستند ، دلالت بر آن داشته باشد که برخی از استانداردهای ITS استانداردهایی (درست) نیستند . کلیه استانداردهایITS هیچگاه از تمام هات مشخصه های محصولات و خدماتITS را تعریف نمی کنند . با این وجود و با توجه به این موضوع که کلیه مطالب در این خصوص ثابت و مصوب شده اند، می توان همه انها را ( استاندارد) نامید.
٭اهمیت استانداردها برای صاحبان صنایع و فروشندگان:
برای انواع مختلف سیستم ها و کاربردهایITS انواع زیادی از استانداردها وجود دارد . ین سیسم ها و کاربردهای انها ممکن است شامل مراکز مدیریت حمل و نقل(Transportation Management Centers) سیستم های اطلاعات مسافری(Traveler Information Systems) و سیستم های پرداخت الکترونیکی(Electronic Payment Systems) و تعداد محدود دیگری باشد. ممکن است که بسیاری ازاستانداردها برای انها که سعی دارند محصولات خودرا با مشخصات و ملزومات مطالب و طرح های پیشنهادی ITSهماهنگ کنند، گیج کننده باشد . بنابراین، درک و تشخیص فرق بین انواع مختلف استانداردهای ITS مفید است .
٭توصیف انواع مستندات موجود در خصوص استانداردهای ITS:
برای تسریع در توسعه و تدوین استانداردهای ITS. دپارتمان حمل و نقل امریکا برنامه پشتیبانی از سازمان های توسعه استانداردها(فهرست زیر) را براساس نقش آنها در تدوین استانداردها و مسئولیت های مختلفشان مد نظر قرار داد:
1. انجمن متخصصین راه و حمل و نقل آمریکا(AASHTOیا American Association of State Highway and Transportation Officials)
2. انجمن استانداردهای ملی امریکا(ANSI یاAmerican National Standards Institute ) کمیته استانداردهای مصوب(ASC یا Accredited Standards Committee) x12
3. انجمن مصالح و آزمایش آمریکا (ASTM یا American Society of Testing & Materials)
4. انجمن مهندسان برق و الکترونیک(LEEE یا Institute of Electrical and Electronics Engineers)
5. مجمع مهندسان حما و نقل (ITE یا Institute of Transportation Engineers)
6. انجمن ملی صاحبان صنایع برق (NEMA یا National Electrical Manufacturers Association)
7. انجمن مهندسان صنعت خودرو(SAE یا Society of Automotive Engineers)
هرSDO طبقه بندی یا دسته بندی خاص خود را برای مستندات استاندارد دارد. در ادامه توضیحاتی در مورد مطالب تدوین شده تت عنوان استانداردهای ITS رائه خواهد شد.
اسامی مستندات استاندارد
SDO
اسامی مستندات استاندارد
SDO
استانداردها
استانداردهای مشروط
طبقه بندی ها
راهنمائی ها
پروژه های انجام شده
خصوصیات
اصطلاحات
روش آزمایش
ASTM
استانداردهای قرارداد و خصوصیات
قراردادها
خصوصیات گروه
خصوصیات کاربردها
خصوصیات حمل و نقل
خصوصیات زیرشبکه
استانداردهای اطلاعات
تعاریف موضوع
واژه نامه اطلاعات
مطالب مدیریت
AASHTO
(NTCIP)
استانداردها
پروژه های عملی توصیه ای
راهنمائی ها
مستندات کاربرد آزمایشی
IEEE
استانداردهای پیش نویس
استانداردهای پیش نویس برای کاربرد آزمایشی
راهنمائیها و گزارش های فنی
استانداردهای ملی امریکا
ANSI ASC
X12
استانداردها
استاندارد پیشنهادی برای آینده توسعه
اطلاع رسنی به مهندسین مجاز
NEMA
گزارش های اطلاع رسانی
پروژه های عملی توصیه ای
استانداردهای تجهیزات
استانداردهای نرم افزار / قرارداد
استانداردهای پیشنهادی
استانداردهای موقتی
ITE
استانداردها
پروژه های عملی توصیه ای
گزارش اطلاع رسانی
استانداردهای فنی پیش نویس
SAE
* استاندارد AASHTO
AASHTO به عنوان پیشرو و راهنما برای دو سازمان ITE/NEMA برای مشارکت در توسعه و ارتقا ارتباطات و حمل و نقل ملی برای قراردادITS (NTCIP یا National Transportation Communications for ITS Porotocol) است . استانداردهای خانواده NTCIP به وسیله سه SDOs به صورت یک استاندراد NEMA یک استاندارد نرم افزار/ قراردادITE و یک استاندارد AASHTO در نظر گرفته می شود.
٭ مستندات استاندارد NTCIP می تواند به صورت زیر طبقه بندی شود:
1. مطالب استانداردهای قرارداد و خصوصیات مکانیسم ها و روش های مبادله اطلاعات را برای سیستم های NTCIP تعریف می کنند.
دوزیر گروه در این خصوص وجود دارد:
* قرارداد : این مطالب ملزومات اولیه برای سیستم های NTCIP را تشکیل می دهند
* خصوصیات گروه: این ها اولین مستندات NTCIP هستند که گروه ارتباطات همه (هر) هفت لایه ارتباط داخلی سیستم های باز(OSI) سازمان بین المللی استاندارد(OSI) را تعریف می کند. تجربه نشان داده که این مستندات برای توسعه مناسبات موجود در صنعت محدودیت های زیادی ایجاد می کند ، بنابراین تلاش های فعلی به سمت توسعه خصوصیات زیر متمرکز شده است:
* خصوصیات کاربری : تعریف چگونگی بکارگیری استانداردهای مختلف برای جلسات ، کد گذاری ها ، روندهای کلی ، پردازش اطلاعات می باشد. ای موارد شامل ترکیب قرار داد مدیریت شبکه سادهSNMP (Simple Network Management Protocol ) که برای تشکیل و نظارت تصویری ابزار شبکه و چهار چوب مدیریت حمل و نقل ساده STMF ( Simple Transportation Management Framework) به کار می رود.
* خصوصیات حمل و نقل : تعریف چگونگی جابجایی یک پیام کاربردی از مبدا به مقصد است . (برای مثال انتقال قرارداد کنترل به قرار داد اینترنت 80 (TCP/IP))
* خصوصیات زیر شبکه : تعریف چوگنگی نصب یک مدار ارتباطات 82 ( برای مثال : خدمات شماره گیری 83)
2. مستندات استانداردهای داده چگونگی مبادله داده ها را برای سیستم های NTCIP تعریف می کنند. دو نوع از این استانداردها وجود دارد.
* تعاریف موضوع : موضوعاتی از SNMP مورد نیاز برای نمایش تصویری و کنترل یک وسیله ر تعریف می کند.
* واژه نامه داده ها: تعاریف را برای ماهیت اطلاعات ، شامل متادیتا( اطلاعات توصیفی درباره داده ها ) ارائه می نماید.
3. مدیریت ادرس مستندات مدیریت منتشر می شود بدین صورت که چطور استانداردها ایجاد شده و چطور شماره های اسناد تعیین می شود.
* استاندارد ANSI(ASC X12)
AASI هر چند خودش به عنوان استانداردهای جدا منتشر نشده است ولی استانداردهایملی را برای ایالت متحده هماهنگ می کند. در سال 1971 یک کمیته ANSI موظف به تهیه و تدوین استانداردهایی برای تسهیل انتقال داده های الکترونیکی برای معاملات تجاری . این کمیته ، کمیته استانداردهای منصوب (ASC)X12 در حال تدوین سه یا چند استاندارد مرتبط با ITS در رابطه با عملیات وسایل نقلیه تجاری (CVO)می باشد. استانداردهای ASC X12 مصوب ، سالی یک بار به صورت مجموعه کاملی از استانداردها با نام ( نسخه) منتشر می شود.
هر نسخه شامل دسته ها یا انداع مستندات استاندارد زیر است :
1. استانداردهای پیش نویس: استانداردهائی که مورد بازنگری عمومی قرار نگرفته ، اما به وسیله کمیته تصویب شده است .
2. استانداردهای پیش نویس برای استفاده آزمایشی : استانداردهایی که در مرحله بازنگری هستند اما در شکل فعلی شان قابل اجرا می باشند.
3. راهنمائی ها و گزارشات فنی ASC X12 : مستندات که به استفاده و فهم استانداردهای ASC X12 کمک می کند .
4. استانداردهای ملی امریکا : نسخه های نهایی استانداردهایی که از مرحله بازنگری عمومی می گذرند و توسط ANSI مورد قبول قرار می گیرند.
همچنین باید توه داشت که بازنگری و تجدید نظر در مستندات استاندارد بر اساس برامه زمانبدنی مشخص انجام شدهه و نسخه های جدید تحت عنوان ( تجدید نظر ) یا ( نسخه ) منتشر می شود . این مستندات شامل بازنگری و پیش نویس استانداردهای جدیدی است که اخیرا توسط کمیته تصویب شده اند.
* استانداردASTM
مشخصات استانداردهایASTM عبارتند از:
1. استانداردها: مستنداتی که در مجموع با توجه به اصول کلی انجمن تهیه و منتشر شده و بر اساس قوانین و مقررات ASTM مورد تصویب قرار گرفته اند را استاندارد گویند . اصطلاح ( استاندارد ) در ASTM به عنوان یک صفت فاعلی در عنوان مستندات به کار برده می شود ، از قبیل روش ها یا مشخصات ازمایش ، و به طور ضمنی اشاره بر موردقبول بودن و تصویب شدن دارد . انواع مختلف مستندات استاندارد بر اساس نیازها و کاربردهای از پیش تعیین شده توسط کمیته های فنی پایه گذاری می شود.
2. استانداردهای مشروط (موقت) : مستنداتی که برای یک زمان محمود منتشر شده تا سریع تر از حالت معمول پاسخ گوی تقاضا برای یک مورد خاص باشد از قبیل یک موقعیت اضطراری ، ملزومات نظم دهی یا سایر شرایط ویژه را استاندارد موقت می نامند. این مستندات به صورت کلی مورد قبول نبوده و تنها نیاز به تایید زیر کمیته های مربوطه دارند .
3. طبقه بندی ها : ترتیب های سیستماتیک یا تقسیمات موضوعات ، محصولات ، سیستم ها یا خدمات در گروه های جداگانه براساس مشخصه های مشابه از قبیل ماخذ ، ترکیب ، خصوصیات ، یا کاربرد آنها را طبقه بندی گویند.
4. رهنمودها : خلاصه ای از اطلاعات یا مجموعه ای از انتخاب ها هستند که یک خط مشی خاص برای انجامعملیات را ارائه نمی کنند. راهنمایی آگاهی از اطلاعات و راهبردهای مشخص برای یک موضوع خاص را افزایش می دهد.
5. دستورات : مجموعه تعریف شده از دستوراتی که برای اجرای یک یاچند عملیات خاص به کار می رود اما یک نتیجه عملی تولید نمی کند . به عنوان مثال شامل کاربرد ، ارزیابی ، پاک سازی ، جمع آوری ، بازرسی، نصب و راه اندازی ، آماده سازی ، نمونه گیری، نمایش تصویری و آموزش می باشد البته محدود به این موارد نیست .
6. خصوصیات : بیان دقیق یک سری از ملزومات برای رضایت بخش بودن یک موضوع ، محصول، سیستم یا خدمات که مشخص می کند آیا برنامه ها برای تعیین هر یک از آن نیازها رضات بخش هستند یا خیر؟
7. اصطلاحات : مطلبی در مورد عبارات ، تعاریف عبارات ، توصیف عبارات ، فهرست اصطلاحات و توضیح عبارات اختصاری ، مخفف عناین ( حروف اول عناوین) و نمادها را شامل شود.
8. روش های آزمون: تعریف روشهایی که نتیجه آزمایش را یجاد می کنند .
* استاندارد IEEE
استانداردهای IEEE به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
1. استانداردها : مستندات برای نیازهای مدیریتی . نیاز های مدیریتی معمولابوسیله استفاده از فعل (Shall) مشخص می شود.
2. استانداردهای پیشنهادی : مستنداتی که در آن برنامه ها و شرایط توصیه ای توسط IEEE ارائه می شود . در این مستندات معمولا کلمه (Should) استفاده می شود.
3. رهنمودها : مستنداتی که در آن راهبردهای موازی به منظور انجام مطلوب عملیات پیشنهاد شده است اما پیشنهاداتش به صورت باید و نباید ارائه نمیشود.
4. مستندات استفاده ازمایشی : مستندات منتشر شده ای که بیش از دو سال کارایی ندارد . این مستندات می توانددر هر یک از گروه های استاندارد فهرست بالا قرار گیرند.
استانداردهای IEEE شامل موارد زیر می باشد ( البته فقط به موارد زیر محدود نمی شوند )
1. فهرست عناوین ، تعاریف یا نمادها که قابلکاربرد در هر زمینه از علوم و تکنولوژی در مورد IEEE هستند .
2. شرح روش های علمی اندازه گیری یا آزمایش پارامترها یا اجرای هر وسیله ، دستگاه ، سیستم یا پدیده مرتبط با آن بخش ، علم تکنولوژی در هر زمینه در مورد IEEE.
3. مشخصات ، اجرا و ملزومات ایمنی مرتبط با ابزار ، تجهیزات و سیستمها با نصف و راه اندازی های مهندسی .
4. توصیه های انعکاسی دهنده جدیدترین تکنولوژی های مهندسی در اجرای اصول مهندسی در هر زمینه تکنولوژی در محدوده IEEE.
* استانداردITE
گزاراشات و استانداردهای ITE به شکل های زیر می باشد :
1. گزارش های اطلاع رسانی : انتشارات شامل اطلاعات و داده ها در فعالیت ها یا انتخاب ها برای استفاده های مرتبط با کاربردهای تجهیزاتی یا روش های مهندسی حمل ونقل خاص است . مطالب گزارش های اطلاع رسانی براساس تجارب عملیات های حمل و نقل حرفه ای و تحقیقات تهیه شده است . چنین گزارشاتی فقط برای اطلاع رسانی اماده می شوند و شامل توصیه های ITE در روند عملیات یا کاربرد مناسب داده ها نمی شوند .
2. دستورات پیشنهادی : انتشاراتی است که شامل توصیه هایی برای قوانین ، شرایط ، روش ها یا ملزومات در رابطه با روش ها ، اجرا ، طراحی ف عملیات ، سیستم ها ، خدمات ، رویه های عملی یا روش های لازم برای بکارگیری عملیات و فعالیت های مهندسی حمل و نقل می باشد . دستورات پیشنهادی شامل اطلاعات و داده های لازم برای پشتیبانی از توصیه ها است . دستورات پیشنهاد شده شامل قوانین اخلاقی یا قوانین دیگریاز جریان حرفه ای نمی شوند.
3. استانداردهای تجهیزات : استانداردهای تجهیزات طراحی ، مواد ، پردازش، جنبه های ایمنی ، یا مشخصات اجرایی از تجهیزات به کار گرفته شده برای کنترل ، اداره کردن یا اطلاع رسانی استفاده کنندگان در تسهیلات حمل و نقل را ارائه می کند . مطالب ین استانداردها ممکن است شامل مواردی باشد که برای تجهیزات ، روش ها ازمایش و چگونگی ارزیابی نتایج آطمایش بکارگیری تجهیزات مورد نظر مهم باشد . ویژگی خاص استاندارد تجهیزات آن است که قادر به ارائه مجموعه کاملی از اطلاعات مورد نظر بری افرادی که ممکن است در آن موضوع دارای تخصص ( کارشناس) نباشند را فراهم نماید .
4. استانداردهای نرم افزار/ قرارداد : این استانداردها قرار دادهای نرم افزار یا ارتباطات به کار رفته در تسهیلات، سیستم ها ، ارتباطات یا تجهیزات حمل و نقل را توصیف می کنند . این استانداردها تسهیلات ، سیستم ها ، ارتباطات یا تجهیزات حمل و نقل را توصیف می کنند . این استادناردها می باشند . این استاندارد ها می توانند شامل مجموعه پیام ها ، تعاریف موضوع ، واژه نامه های داده ها و دیگر اجزاء کاربردی نرم افزار ، سیستم های عملیاتی و قراردادهای ارتباطات شود.
5. استانداردهای پیشنهادی: این استانداردها به منظور دریافت نظریه روی تمام بخش های استاندارد پیشنهادی منتشر می شود. یک استانداردپیشنهادی تا زمانیکه رسما پذیرفته شود ، نمی تواند جایگزین یک استانداردITE موجود شده یا به عنوان یک استاندارد ITE جدید مطح شود.
6. استانداردهای موقتی : استانداردهای ITE ممکن است به عنوان استاندارد نهایی یا موقتی پذیرفته شوند. استاندارد موقتی استانداردی است که کمتر از 5 سال دوباره بررسی خواهد شد ، البته بستگی به اجرای برنامه ریزی های انجام شده یا تحقیقات یا آزمایشات در حال انجام دارد ، اما به دلایلی ناگزیر به صورت موقتی برای زمان محدودجهت رفع نیازهاپذیرفته شده است.
* استاندارد NEMA
در حالیکه استاندارد NEMA به صورت مستقل استانداردهای ITS را تدوین نمی نماید ، اما به عنوان یک بخش کامل از تیم اجرایی استانداردهای ITS خانواده NTCIP است . علاوه بر آن ، مجموعه تمام استانداردهای NTCIP سرانجام به عنوان استانداردهای NEMA منتشر خواهد شد ، بنابراین آشنایی با سه شکلی که در مستندات استانداردNEMA وجود دارد می تواند بسیار مفیدباشد.
1. استانداردها : تعریف محصول ، مراحل، یا روش با رجوع به یک یا چند مورد شامل : صورت اسامی ترکیب، ساخت ، بعدها ، حدودمجاز ، ایمنی ، علمکرد، مشخصات ، اجرا ، درجه بندی آزمایشات و خدمات .
2. استانداردهای پیشنهادی برای توسعه در آیند : توصیف استانداردی که ممکن است مرتبا برای یک محصول تجاری به کار گرفته نشود ، اما پشنهادهایی برای دسترسی به راه حل های مهندسی برای توسعه در آینده است .
3. اطلاع رسانی به مهندسین مجاز : تشریح و توضیح داده ها و دیگر اطلاعات مهندسی به منظور اطلاع رسانی که در طبقه بندی استانداردهای NEMA یا استانداردهای پیشنهادی برای توسعه در آینده قرار نمی گیرد .
* استانداردهای SAE
تمام مستندات استانداردهای SAE تحت عنوان ( گزارش فنی ) منتشر شده و شامل انواع زیر می باشند :
1. استانداردها : این گزارشات فنی ، مستندات عملیاتی مهندسی مصوب یا خصوصیات مواد محصول ، پردازش ، روند یا روش آزمایش هستند.
2. دستورات پیشنهادی : این گزارشات ، مستنداتی است از دستورالعمل ، روش و تکنولوژی که به عنوان راهنما برای استاندارد کردن عملیات مهندسی به کار می روند . محتوای آنها ممکن است دارای یک ماهیت کلی باشد اطلاعاتی را که هنوز به صورت کلی به تصورت نرسیده اند ، ارائه نموده باشد. دستورات پیشنهادی بیشتر روی قابلیت ها و محدویت های موضوعاتی که در مورد آنها بحث می کند ، تاکید دارد .
3. گزارش های اطلاع رسانی : این گزاراشات مجموعه ای از اطلاعات مراجع مهندسی یا موضوعات آموزشی مفید برای کمیته های فنی هستند . گزارش های اطلاع رسانی تنها به یک مرحله از توافق برای تصویب و انتشار نیاز دارند .
4. استانداردهای فنی پیش نویس : گزارش پیش نویس استانداردهای فنی مشابه با دیگر گزاراشات فنی SAE می باشد ، بجز آنهائیکه به وسیله مسئول بخش یا هیئت مربوطه به تصویب کلی نرسیده باشند . پیش نویش گزارش فنی ممکن است در هر زمان توسط یک گزارش فنی ، که تصویب کلی دارد ، یایک پیش نویس گزارش فنی بازنگری شده لغو گردد. پیش نویس گزارش های فنی ممکن است به وسیله یک کمیته فنی از گزارشات تایید شده یک شرکت موجود ، دولت یا استاندارد بین المللی ، تهیه شده باشد.
2-4 استفاده از شبکه های بی سیم در ITS
کمیته تخصیص فرکانس (FCC) رنج فرکانسی (5.850-5.925 GHZ) را به کاربردهای مخابرات بی سیم بین دو خودرو یابین خودرو و مرکز کنترل جاده ای اختصاص داده است . Vehicular ad-hoc network یا VANET ها تکنیک پایه در یک سیستم هوشمند حمل و نقل ITS می باشند . به طوری که گستره وسیعی از کاربردها جهت بهبود امنیت جاده ای و سهولت در رانندگی را پوشش می دهد . در این قسمت با توجه به وسعت موضع خلاصه ای از روش های موجود جهت امنیت در مسیریابی در شبکه های mobile ad-hoc را مورد بررسی قرار می دهیم . دو استاندارد برای شبکه های بی سیم LAN موجود است که عبارتند از : HIPERLAN از موسسه استانداردهای مخابراتی اروپا (ETSI) و 802.11 از موسسه مهندسی برق و الکترونیک آمریکا(IEEE) . استانداردهای اشاره شده دو روش مختلف در شکل بندی یک شبکه معین می کند : infrastructure و ad-hoc .
Infrastructure از نقاط دسترسی شبکه (NAP ها ) ثابت استفاده می کند ، به طوریکه گره های متحرک به آن اطلاعات مخابره می کنند.
یک شبکه ad-hoc متحرک ، سیستمی است که در آن مسیریاب های متحرک به وسیله wirless با هم مرتبط هستند . مسیریاب ها به هر نقطه ای به صورت تصادفی می توانند در حرکت باشند . مسیریابی در شبکه ad-hoc بر مبنای multi_hop forwarding می باشند ، بطوریکهگره های میانی ، بسته اطلاعات را از منبع به طرف مقصد هدایت می کنند . هر گره می تواند به طور همزمان یک پایانه و یک مسیریاب باشد . آنها قابلیت تغییرمحتوای بسته را دارا می باشند .
در شبکه ad-hoc چانچه در شکل بالا می بینید هیچ ساختار ثابتی در شبکه وجود ندارد و هر گره ای که در محدوده ارتباطی آن قرار دارد تبادل اطلاعات داشته باشد. این شبکه ها به شبکه های ad-hoc متحرک (MANET) معروف هستند . VANET نوع خاصی از MANET ها هستند . در قسمت بعد پروتکل های موجود که امنیت مسیریابی را فراهم می کنند معرفی می شوند . پروتکل های که در بخش های آتی شرح داده می شوند عبارتند از : DOLPHIN ، GVGrid ،DRANS ، SRB ، AODV و WTRP.هدف اصلی در این روش ها فراهم کردن امنیت مسیر است .
* پروتکل AODV (Ad-hoc On Demand Distance Vector routing)
AODV متعلق به کلاس distance Vector routing protocol یا DV می باشد. در یک DV هرگره همسایه ایش رابا هزینه رسیدن به آنها می شناسد . هر گره دارای جدول مسیریابی است بهطوری که جدول مسیریابی همه گره های موجود در شبکه را به همراه مسافت آنها ذخیره می کند .
اگر یک گره در دسترس نباشد ، مسافت ∞ است . هر گره به طور متناوب جدول مسیر یابی را به گره های همسایه می فرستند ، بنابراین گره ها با توجه به جدول مسیریابی مسیر مناسب را تشخیص می دهند.
روش AODV می تواند broadcast، unicast و multicastرا بدون هیچ پروتکل دیگری حمایت کند. برای مسیریابی unicast سه پیام کنترلی استفاده می شود:RREP ،RREQ و RERR . اگر یک گره بخواهد یک بسته ره به گره دیگری ارسال کند ابتدا یک پیام RREQ را broadcast می کند . گره دریافت کننده RREQ یک مسیر برگشتی به فرستندده ایجاد می کند. اگر گره دریافت کننده پیام RREQ مقصد نهایی بسته نباشد آن گروه پیام RREQ به روز شد را Rebroadcast می کند وبه طور خاص شماره hop را افزایش می دهد.
اگر گره به عنوان مقصد نهایی ارسال اطلاعاتشناخته شد ، ان گره یک RREP ایجاد می کند. اگر یک گره متوجه شود که به دیگر گره ها دسترسی ندارد یک پیام RERRرا broadcast می کند.
* پروتکل (Secure Ring Broadcasting)SRB
اهداف اصلی SRB عبارتند از:
1. کم کردن پیام های Broadcast شده
2. ایجاد مسیر پایدار
در SRB گره های دریافت کننده به سه گروه تقسیم می شوند :
1. گره های داخلی IN
2. گره های خارجیON
3. گره های حلقه امن SRN
گره های داخلی نزدیک ترین گره ها به گره فرستنده ، گره های خارجی دورترین گره ها از گره فرستنده و گره های حلقه امن گره هایی که در فاصله مناسبی از گره فرستنده قرار دارند می باشند.با استفاده از توان دریافتی در هر گره می توان گره ها را در این کلاس بندی قرار داد. پارامتر IBT را مقدار آستانه گره های داخلی و پارامترOBT را مقدار استانه گره های خارجی تعریف می کنیم . از آن جا که rxdiff میزان توان دریافتی در هر گره می باشد ، داریم:
1. اگر rxdiff>IBT آنگاه گره متعلق به گروه IN است .
2. اگر rxdiff<OBT آنگاه گره متعلق به گروه ON است .
3. اگرOBT< rxdiff<IBT انگاه گره متعلق به گروه SRN است.
در پارامتر SRB-P و SRB-C به این صورت تعریف می شوند : در SRB-P تعداد گره های فرستنده یک درخواست گره های با پیشینه متفاوت به یک گره دیگر را در نظر می گیریم . در SRB-C گره دریافت کننده درخواست و دو گره فرستنده درخواست را در سه راس مثلث در نظر گرفته ، سپس ارتفاع مثلث از طرف گره گیرنده(hp) را محاسبه می کنیم.
گره های مربوط به گروه SRN برای Rebroadcast کردن درخواست ترجیح داده می شوند.
* SRB-P : اگر یک گره درخواست یک سانی از دو گره با پیشینه متفاوت در زمان مکث (hold time) دریافت کرد ، آن گره درخواست را رها می کند، در غیر این صورت درخواست را Rebroadcast می کند.
* SRB-C : اگر 5/28/2011 9:23:00 ارتفاع hp کمتر از مقدار آستانه (50 m) باشد ، گره بسته رارها می کند در غیر این صورت آن را Rebroadcast می کند.
اگر هیچ یک از گره های مربوط به گروه SRN درخواست Rebroadcast نکند Rebroadcast کردن ان به عهده گره خارجی است.
* SRB-P : اگر یک گره درخواست یکسن از سه گره با پیشینه متفاوت در زمان مکث دریافت کرد، آن گره درخواست را رها می کند . اگر ان گره درباره درخواست رادریافت کرد آن گره به اندازه زمان مکث منتظر می ماند . اگر همان گره برای سومین بار درخواست را دریافت کرد آن گره درخواست را رها می کند.
* SRB-C: ماتنها گره هایی که ارتفاعhp انها کمتر از مقدار آستانه (50 m) است را در نظر می گیریم . اگر یک گره درخواست یکسان از سه گره با پیشینه متفاوت در زمان مکث دریافت کرد، آن گره درخواست را رها می کند . اگر آن گره دوباره درخواست را دریافت کرد آن گره درخواست را رها می کند.
در گره های داخلی به صورت ذیل عمل می شود:
* SRB-P : اگر یک گره درخواست یکسانی از دو گره با پیشینه متفاوت در زمان مکث دریافت کرد، ان گره درخواست را رها می کند، در غیر اینصورت آن را Rebroadcast میکند.
* SRB-C : اگر ارتفاع hp کمتر از مقدار آستانه (100 m) باشد گره بسته را رها می کند ، در غیر اینصورت آن را Rebroadcast می کند.
* پروتکل (Direct Route Node Select) DRNS
در یگ بزرگراه گره میانی انتخابی در حال حرکت در جهت مخالف ، نقطه اصلی شکست می باشد . یک راه حل ممکن برای حل این مسئله استفاده از DRNS است . پردازش بسیار ساده است . یک گرهی که درخواست دریافت می کند ابتدا چک می کند که آیا پرچم DRNS یک است ، اگر جواب مثبت است چک می کند آیا جهت حرکت یکسان است ، اگر جهت حرکت یکسان است گره درخواست را Rebroadcast می کند ، در غیر این صورت درخواست را رها می کند.
* پروتکل (A QOS Routing Protocol for VANETs) GVGrid
GVGrid یک مسیر را بر اساس نیاز، از یک منبع ( یک گره ثابت یا ایستگاه جاده ای ) به یک خودرو متحرک یا ساکن ایجاد می کند . هدف اصلی GVGrid یجاد یک مسیر پایدار برای خودرو متحرک و یک مسیر با کیفیت بالا است . در GVGrid ناحیه جغرافیایی را به نواحی مربعی با اندازه یکسان بخش بندی می کنند که به این نواحیgrid گفته می شود، و آن grid که شامل گره u است را با G(u) نمایش می دهیم . هر road segment یک street ID دارد . یک مسیر در یک شبکه network route نامیده
می شود . یک مسیر در گراف جاده های driving route نامیده می شود .
جهت انتخاب گره های همسایه برای گروهu به صورت زیر عمل می کنیم:
1. یک گره روی road segment مربوط به گره u (road(u)) یا روی road segment همسایه (مثلاe) اولویت دارد ، چون که road (u) و e در یک street هستند.
2. یک گره روی road segment همسایه road (u) مثلاe انتخاب می شود ، هر چند که road (u) و e در یک street نیستند .
3. در شکل زیر u در grid11 گروه a را در grid02 و گرهg را از grid00 بنا به راه کار 2 انتخاب می کند. گره b از grid01 بنا به راه کار 1 انتخاب می شود . در grid01 گره های b و c اولویت دارند . زیرا جهت شان با گره u یکسان است.
روش به روز جدول مسیر یابی و انتقال اطلاعات به شرح ذیل می باشد . گره s به عنوان فرستنده و گرهd را به عنوان گیرنده اطلاعات در نظر می گیریم . ابتدا گره s همسایه هایش را شناسایی کرده سپس با ارسال RREQ به آنها ، گره های همسایه RREQ را دریافت می کنند، اگر آن گره مقصد نهایی ارسال اطلاعات نباشد همان گره مجدداRREQ را Rebroadcast می کند. توجه شود که هر گره که RREQ را Rebroadcast می کند شماره grid ID خود را چیام RREQ ذخیره می کند و به این ترتیب پیام RREQ اطلاعاتی را از قبیل grid ID گره هایی که از انها عبور کرده تا به مقصد رسیده است را شامل می شود و گیرنده نهایی با برسی REEQ هایی که از مسیر های مختلف به آن رسیده کوتاه ترین مسیر را تشخیص داده و پیام RREP را از همان مسیر به سوی گیرنده ارسال می کند. هدف اصلی GVGrid فراهم کردن کیفیت بالای مسیر می باشد.
QoS معمولا به این صورت تعریف می شود :
1. مدت پایداری مسیر
2. نرخ دریافت بسته
* پروتکل DOLPHIN
در این پروتکل هر گره قبل از ارسال اطلاعات ابتدا وضعیت سیگنال حامل را چک می کند . پروتکل های MAC مربوطه عبارتند از :p-Persistent ، Non-Persistent CSMA
1. Non-Persistent CSMA : اگر سیگنال حامل مشغول باشد ، آنگاه گره به مدت زمان تصادفی منتظر می ماند و مجددا سیگنال حامل را چک می کند ، چنانچه سیگنال حامل آزاد شد در این صورت گره شروع به ارسال اطلاعات می کند .
2. p-Persistent CSMA : وقتی یک گره آماده ارسال شد ابتدا سیگنال حامل را چک میکند ، اگر سیگنال حامل ازاد بود آن گره را با احتمال p ارسال اطلاعات می کند و چنانچه سیگنال حامل مشغول باشد به مدت زمان تصادفی منتظر می ماند ، مجددا سیگنال حامل را چک می کند.
* پروتکل (Wireless Token Ring Protocol) WTRP
WTRP پروتکلی است که برای شبکه های Ad-hoc استفاده می شود . WTRP یک پروتکل Wireless LAN است که به وسیله پروتکل Token bus با استاندارد IEEE802.4 حمایت می شود . یک ایستگاه فریم Token را از predecessor دریافت می کند و آن را به successor ارسال می کند.
FC:نوع بسته را مشخص می کند . RA: به حلقه ای که Token متعلق به آن است اشاره می کند. DA: آدرس منبع را مشخص می کند. SA: آدرس منبع را مشخص می کند. Seq: از صفر شروع شده وبا عبوراز هر ایستگهی یک واحد به آن افزوده می شود که Token متعلق به آن است اشاره می کند. GenSeq: ازصفر شروع می شود وبا یک دور کامل در حلقه توسط گره سازنده Tokenیک واحد به آن افزوده می شود. توجه شود که سازنده Token یک واحد به آن افزوده می شود. توجه شود که سازنده Token به عنوان مالک حلقه شناخته می شود.
در گره سازنده Token جدول اتصال ذخیره می شود ودر این جدول اطلاعاتی راجع به گره های موجود در حلقه مربوطه و Seq هریک از آنها وجود دارد. با توجه به شکل زیر E به عنوان سازنده Token آن را به گره F ارسال می کند وگره F هم با تغییر Seq به یک، آن را به گره A ارسال می کند وبه همین ترتیب. حال اگر گره های B وC تحت شنود گره E قرار نداشته باشد، گره E با توجه به Seq می فهمد که دو گره تحت شنود نبوده ولی در حلقه قرار دارند.
هرایستگاهی که سازنده Token است تایمر Idle را تنظیم می کند. اگر Tokenدر حلقه گم شده هیچ گونه پیام ACK در زمان تایمر Idle به ایستگاه نرسیده ومدت زمان تایمر Idle به پایان می رسد وایستگاه شروع به ارسال مجدد همان Token می کند. توجه شود که یک Token با GenSeq بالاتر دارای اولویت بالاتر است. مکانیسم بازیابی حلقه در این روش به این شکل است که وقتی گره ای متوجه شود که Successorآن در دسترس نیست Set-Token Predecessorرا به گره اتصال بعدی ارسال می کند.
مسئله دیگر اجازه ورود گره های دیگر به داخل حلقه در WTRP می باشد. با توجه به شکل زیر مدیریت کنترل ورود در ایستگاه B با ارسال یک SOLICIT-SUCCESSOR به بیرون، گره های دیگر را برای پیوستن به داخل حلقه دعوت می کند، همچنین گره G پیام SUCCESSOR Token – Set را ارسال کرده وسپس گره B پیام Set- Predecessor Token را به گره G ارسال می کند وگره G پیام SUCCESSOR – Set را به گره C می فرستد.
با توجه به شکل زیر فرض کنید که گره C می خواهد حلقه را ترک کند، بسته SUCCESSOR – Set همراه با آدرس MAC مربوط به گره D را به گره B ارسال می کند. اگر D تحت شنود B قرار داشته باشد، گره B با ارسال Set-Predecessor با گره D اتصال برقرار می کند.
در پایان این بخش لازم به توضیح است که شبکه VANET مهمترین ساختار ارتباطی برای سیستم هوشمند حمل ونقل در آینده می باشد. در این بخش سعی شد تا با آشنایی مختصر با بعضی از پروتکل های موجود مربوط به امنیت مسیر یابی ومفاهیم مربوط به VANET این دیدگاه را در نظر صاحب نظران قرارداد که برای حرکت به سوی پیشرفت در این بخش از صنعت حمل ونقل یکی از مواردی که باید بدون شک جهت فراهم نمودن بستر آن حرکت کرد گسترش ارتباطات بی سیم در سطح کشور است.
2_5 معماری ITS
معماری سیستم شمایی از سیستم ITS را نشان می دهد که در آن چارچوب کاملی از سیستم براساس عناصر تشکیل دهنده آن وهمین طور روابط بین عناصر نشان داده شده است. به بیان دیگر ، معماری سیستم شکل کاملی از سیستم را طرح ریزی می کند. برای توسعه وطراحی سیستم در نظر گرفتن تمامی عناصر مورد نیاز که با عملکرد هماهنگ ، توانایی تامین اهداف وارائه خدمات از پیش تعیین شده را داشته باشند امری ضروری است.
بنابراین معماری سیستم ITS برای هر کشور باید به صورت خاص وبا در نظر گرفتن نیازها، محدودیت ها و انتظارات آن کشور طراحی گردد وقابل کپی برداری از کشورهای دیگر نیست.
در اکثر سیستم ها ، چندین فناوری در قالب یک سیستم یکپارچه در کنار یکدیگر قرار گرفته ومزایای بی شماری را فراهم می سازند که از مزایای هر فناوری بطور جداگانه بسیار بزرگتر است. این نکته که کدام فناوری ها وترکیبات آنها بیشترین مزایا را بوجود می آورند بسیار حائز اهمیت است. به طوری که سرمایه گذاری در آنا بتواند تاثیر گذاری بیشتری به منظور برآوردن تقاضای فزاینده حمل ونقل و اقتصاد در حال توسعه کشور را داشته باشد.
خدمات ITS باید در داخل یک معماری مشخص و با هماهنگی کامل بین اجزا ، اجرا گردد . یکپارچگی و هماهنگی در این سیستم ها از طریق ایجاد ارتباط بین اجزا ، زیر سیستم ها ، خدمات و برنامه ها ایجاد می گردد. این ارتباطات به منظور توزیع اطلاعات عملیاتی و تخصیص بهینه ظرفیت تاسیسات زیر بنایی مورد استفاده قرار می گیرند . به عنوان مثال در شکل ذیل مجموعه ارتباطات هماهنگ لازم برای یک شهر بزرگ به صورت شماتیک نشان داده شد است . به عنوان مثال ارتباط شماره 2 توزیع اطلاعات شرایط ترافیک در شریان های صلی با یک سیستم مدیریت آزاد راهی شبکه را از طریق یک سیستم سیگنالینگ ترافیکی نشان می دهد.
بطور کلی معماری سیستم از دو بخش معماری فیزیکی و عماری منطقی تشکیل می شود.
* معماری منطقی
معماری منطقی مبتنی بر مدل اقتضائات رایانه ای مهندسی سیستمها (Computer Aided Systems Engineering)CASE برای جریان داده ها و کنترل از طریق کارکردهای گوناگون و مندرج در سیستم های هوشمند حمل و نقلی می باشد.
نمودارها و مشخصات جریان داده های ساختاری و اجزای رویه تحلیل ساختاری استفاده شده جهت تعریف معماری منطقی برای نمایش تجزیه اقتضائات خدمات استفاده کننده دپارتمان حمل و نقل و نیز اقتضائات استراتژیک ویژه مختص فرآیند ها و جریان اطلاعات در ین بخش ارائه می گردند .
مدل معماری منطقی CASE سیستم های حمل و نقلی همچون مدیریت ترافیک ، مدیریت ترانزیت و مدیریت اضطراری و نیز به پایان رساننده ها که این سیستم ها را محدود می نمایند را بمعرض نمایش می گذارند . معماری منطقی شامل به پایان رساننده های ورودی ( منبع ) و به پایان رساننده های خروجی ( فرورونده ) ITS می باشند لیکن شامل اطلاعات موجود در بستر این به پایان رساننده ها نمی باشند و جریان اطلاعاتی بداخل ، در محدوده و خارج از سیستم ها را تعریف می نمایند و نمایندگی رسمی مفاهیم عملیاتی ITS را که تئوری اسناد عملیاتی توصیف می شوند را بر عهده دارند .
* معماری فیزیکی
معماری فیزیکی زیر سیستم های فیزیکی و جریانات معماری بین زیر سیستم هایی که پردازش و نگهداری جریانات داده ای معماری منطقی ITS را انجام می دهند مشخص می کند . علاوه بر آن معماری فیزیکی ورودی های نهایی سیسم (مبدا) و خروجی های نهایی سیستم (مقصد) را برای جریانات معماری داخل و خارج از سیستم تعریف می کند.
فصل سوم
تحولات پیش رو در صنعت حمل ونقل
همان گونه که دربخش های قبلی توضیح داده شد صنعت حمل ونقل در توسعه اقتصادی تمام کشورهای دنیا نقشی اساسی بر عهده دارد. این صنعت فقط وسیله ای برای ارائه خدمات به مردم نیست ، بلکه وظیفه جمع آوری محصولات ومواد از تولید کنندگان وتوزیع آنها در میان مصرف کنندگان را نیز بر عهده دارد. حمل ونقل به عامل مهم واثر گذاری بر هزینه تولید کالاها تبدیل شده است.
جهانی سازی را می توان یک شمشیر دولبه دانست که می تواند فرصت هایی را برای به حداکثر رسانیدن مزیت های مقایسه ای فراهم آورده ودر عین حال رقابت را نیز شدت بخشد. بنابراین ، بسیار ضروری است که حکومت ها به محض ورود به عرصه های سرمایه گذاری ، رشد اقتصادی وتوسعه ساختارها، تغییرات مقتضی را تشخیص دهند.ازمهمترین این تغییرات، ایجاد زیرساختارهای مطمئن وپیشرفته در زمینه حمل ونقل است به گونه ای که انتقال انسان ها وکالاها با بیشترین سرعت وایمنی ممکن صورت پذیرید.
طبق آمار، سالانه بیش از پنج میلیارد تن کالا در سراسر جهان جابجا می شود که رشد سالانه ای معادل 3,5 درصد دارد. به طور طبیعی نظام های خدماتی حمل ونقل نقش بسیار اساسی ومهمی را در جابجایی وانتقال حجم بالای کالا ایفا می کنند.
برای پی بردن به اهمیت این صنعت توجه به ابعاد مختلف آن کاملاً ضروری است .طبق آمارهای موجود در سال 1996 گردش مالی در بخش صنعت حمل ونقل ایالات متحده آمریکا بالغ بر حدود 856 میلیارد دلار بوده که 11,2 درصد تولید ناخالص ملی آن را تشکیل می داده است.
بررسی تکنولوژی های مدرن در صنعت حمل ونقل وآینده این صنعت بهترین راهنمای اتخاذ سیاست های کلان حکومتی در این زمینه خواهد بود.
3_1 تکنولوژی های آینده در صنعت حمل ونقل
درهزاره سوم میلادی ، راه آهن سبک ودیگر سیستم های حمل ونقل شهری توسعه زیادی خواهند یافت. لیکن،بزرگراه ها همچنان نقش اصلی را در حمل ونقل، ایفا خواهند کرد. با پیش بینی افزایش تقاضا در استفاده از جاده ها، عدم کارکرد حتی یک باند عبور ومرور، به منظور تعمیر یا بازسازی ، اثر بسیار مخربی خواهد داشت، در نتیجه کارگران باید بازسازی جاده ها را بسیار سریعت انجام دهند. علاوه بر این طراحی مواد ومهارت کاری باید محصول مقاومی تولید نماید که نیاز به تعمیر وبازسازی مجدد نداشته باشد.
با شروع قرن جدید پیش بینی می شود مسئله کمبود نیروی کار ماهر بوجودآید. بنابراین برای خودکار سازی عملیات ساخت ، تجهیزات وفنونی مورد نیاز است تا با تعداد کمتری کارگر بتوان کار بیشتری انجام داد. مسلماً خودکارسازی ،قابلیت اعتماد، کارایی وصرفه جویی در هزینه را در پی خواهد داشت.
درهزاره سوم مسائل مربوط به محیط زیست وایمنی نیروی کار نیز اهمیت بیشتری خواهند یافت. از پیمان کاران فعالیت های ساختی مصالح ابداعی وفنونی را خواهدند خواست که اثرات کمتری بر روی محیط زیست داشته وشرایط کاری ایمن تی را نیز فراهم نماید. یک زمینه مهم تحقیق وتوسعه (R &D) در ایمنی کارگران بزرگراه ها ،ایجاد مصالح، روند ها وتجهیزاتی سالم تر وایمن تر خواهد بود. حذف رنگ ها، اسپری ها وپوشش های سمی، غبار، آلودگی صوتی وارتعاشات ، مواد رادیو اکتیو، قیرها وروغن های سرطان زا ومواد مشابه آنها جنبه مهمی از ساخت سیستم های حمل ونقل خواهد بود. استفاده از مصالح قابل بازیافت ومواد کاربردی که به شکل پوشش سرد بکار می روند افزایش خواهد یافت. مشخصه های چنین توسعه ای ظهور روش های آزمایش غیر مخرب و تکنولوژی مانیتورینگ از نوعی خواهد بود که در مدیریت بزرگراه های فدرال بکار گرفته شده است. یک اسباب اندازه گیری قابل حمل سفتی خاک که با صوت وامواج ارتعاشی کار می کند مورد استفاده واقع شده که ایمنی بالایی دارد ورادیو اکتیو نیز نیست.
روبوت ها وتجهیزات ساختی یا ماشین های خودکار که از پیش برنامه ریزی شده اند، تکنولوژی های پیشرفته ای را برای هدایت، مانیتورینگ وکنترل بکار خواهند بست. این تکنولوژی ها برای استفاده در زمینه هایی مانند ناوبری هوافضا، هدایت روبوت های متحرک ونقشه برداری ایجاد شده اند. در زمره این تکنولوژی ها می توان به سیستم هایهدایت گرانشی ،سیستم های هدایت رادیویی فعال، سیستم مکان یابی جهانی(GPS)سیستم های فرکانس رادیویی زمینی، سیستم های نوری واولتراسونیک وسیستم های تشخیص فرکانس رادیویی اشاره کرد.
* سیستم های هدایت گرانشی
سیستم هدایت گرانشی براساس استفاده از ژیروسکوپ ها،شتاب سنج ها، یک کامپیوتر هدایت کننده ویک ساعت بنا شده است. ژیروسکوپ ها آهنگ حرکت زاویه ای را سنجیده وبرای تعیین جهت حرکت یک جسم بکار می روند. شتاب سنج ها تغییر خطی در آهنگ حرکت(شتاب) را در طول یک محور معین می سنجند. در یک سیستم هدایت اینرسی نوعی، سه ژیروسکوپ وسه شتاب سنج بصورت عمود دو به دو وجود دارد. این آرایش هندسی شتاب سنج سه مولفه شتاب را ارائه می دهد که می توانند به روش برداری با یکدیگر جمع شوند.
اطلاعات جهت سنجی حاصل از ژیروسکوپ ها با خروجی های شتاب سنج ها ترکیب شده وشتاب کل را در فضای سه بعدی نتیجه می دهد. در هر گام زمانی از ساعت سیستم ، زمان کامپیوتر هدایت گر این کمیت را یکپارچه می کند تا بردار سرعت جسم رابدست آورد، سپس با مختصه زمانی ترکیب کرده وبردار مکان را بدست می دهد. این مراحل در سراسر فرآیند هدایت تکرار می شود.
مزیت عمده سیستم هدایت گرانشی خود کفایی آن است یعنی هیچ حرکت بیرونی مورد نیاز نیست. مزیت های دیگر این سیستم غیر تشعشی بودن آن است که عامل مهمی برای محیط های ساختی است زیرا وجود پارازیت بر روی آنها بی اثر خواهد بود. درحال حاضر عیب عمده چنین سیستمی پدیده ای به نام توده شدگی(Drifting) است. به همین دلیل سیستم های نسبتاً دقیق(با خطای حدود 1 و0 درصد مسافت طی شده) هنوز گران قیمت هستند. انتظار می رود که این ایراد در آینده بر طرف شود.
* سیستم های هدایت رادیویی فعال
سیستم های هدایت رادیویی فعال، شامل GPS که برای نقشه برداری قبل وبعد از کار طراحی بکار می روند باعث تسریع در طرح بندی پروژه شده وخطاها را کاهش می دهند. استفاده از سیستم های هدایت رادیویی برای هدایت و کنترل مستقیم تجهیزات ساختی نیاز به نقشه برداری برای عملیات ساخت را کاهش خواهد داد. یکی از مهم ترین چالش ها برای بکارگیری سیستم های هدایت رادیویی در خودکارسازی عملیات ساخت، داده های افقی، عمودی وطولی خواهند بود. موضوع از این قرار است که نقشه های موجود از زیرساختارهای جاده ای فاقد دقت لازم برای استفاده از تجهیزات ساخت خودکار بصورت روش مند است. لیکن، یک بار که تصمیم قطعی برای انجام چنین نقشه برداری ها ی دقیقی واصلاح اطلاعات موجود گرفته شد، امکان انجام که برنامه هایی برای ارتفاع بندی، تعبیه نرده های محافظ وحتی خط کشی مسیر ها نیز فراهم می شود تا استفاده از تجهیزات خودکار عملی گردد.
سیستم های هدایت رادیویی فعال برپایه سه یا چند فرستنده در مکان های معین ویک گیرنده که در واحد متحرک بنا تعبیه شده ومکان آن باید تعیین شود، قرار دارند. ممکن است فرستنده ای نیز در واحد متحرک وسه گیرنده یا بیشتر در مکان ها معین قرار داده شوند. سیستم های هدایت رادیویی فعال می توانند بر طبق یکی از دو اصل زیر کار کنند: سه ضلعی یا سه زاویه ای. در سه ضلعی مکان واحد متحرک براساس مسافت اندازه گیری شده تا منابع هدایت رادیویی تعیین می شود وبا استفاده از اطلاعات زمان پرواز، سیستم فاصله بین فرستنده ها وگیرنده ها را نیز تعیین می کند. این مسافت ها برای محاسبه موقعیت واحد متحرک بکار می روند. در روش سه زاویه ای، یک سنجش گر دوار در واحد متحرک زوایای بین یک محور طولی وهدایت گرهایی که در مکان های معینی قرار دارند را ثبت می کند. سپس سیستم مختصات واحد متحرک را بر پایه این زوایا محاسبه می نماید.
* سیستم مکانیابی جهانی(GPS)
سیستم مکان یابی جهانی شامل 24 ماهواره است که در فاصله 19000 کیلو متری به دور زمین می گردند. دو سیگنال مایکروویو مجازی که داده های رمز شده را حمل می کنند، توسط ماهواره ها ارسال می شوند. مکان یک شیئ با استفاده از اصول سه ضلعی سازی محاسبه می شود. دقت معمولی تجهیزات GPS از100 تا200 متر خطا است. این دقت با ستفاده ازGPS تفاضلی می تواند ده برابر یا بیشتر افزایش یابد. چنین سیستمی یک گیرنده اضافی در مکان ثابت و معینی، در فاصله ده کیلومتری گیرنده موجود در واحد متحرک خواهد داشت.
گیرنده اضافی تحت تاثیر همان میزان خطایی است که ماهواره های مرجع ایجاد می کنند، بنابراین این امکان را فراهم می سازد که خطا محاسبه واصلاح شود. مزیت عمده این سیستم ها هزینه رو به کاهش، دقت فزاینده وتوانایی آنها در بکار گرفته شدن توسط کاربران متعدد است، جنبه ای که برای مانیتورینگ تجهیزات ساختی بسیار مهم است.
* سیستم های فرکانس رادیویی زمینی
سیستم های فرکانس رادیویی زمینی بر پایه همان اصولی که GPS کار می کند بنا شده است ، در این مورد دو استثناء وجود دارد. اول اینکه آنها بجابی ماهواره از ایستگاه های زمینی به عنوان مرجع استفاده می کنند. دوم اینکه آنه از ارسال فرکانس های متفاوتی استفاده می کنند، گرچه موقعیت شیء هنوز با استفاده از اصول سه ضلعی سازی محاسبه می گردد. مزیت عمده این سیستم ها در حجم کوچک ، هزینه کم ، دقت بالا وتوانایی پوشش دادن واحد های متحرک ومتعدد بوده وعیب عمده آنها مسائل مربوط به حفاظت در برابر امواج الکترومنیتیک و انعکاس می باشد.
* سیستم های نوری والتراسونیک
این سیستم ها از پرتو های نوی والتراسونیک استفاده می کنند. آن ها نیز از گیرنده و فرستنده های ثابت ومتحرک برای تعیین موقعییت اشیاء استفاده می کنند.
* سیستم های تشخیص فرکانس رادیویی
سیستم تشخیص رادیویی یک تکنولوژی تشخیص خودکار محسوب می شود که شامل ارسال اطلاعات از طریق فرستنده خودکاری است که می تواند به هر شیئی متصل شود. در این سیستم یک گیرنده خودکار سیگنال های رادیویی دو جهته را به یک قرائت گر ارسال وبازگشت آنها را دریافت می کند. این سیگنال ها سپس به یک کامپیوتر میزبان فرستاده می شوند. این سیستم ها می توانند در مکان هایی که امکان رویت بصری وجود ندارد یا سطح آلوده است کارایی داشته باشند.
3_ 2 ساختارهای هوشمند
پیشرفت های اخیر در زمینه تکنولوژی های آشکار ساز فیبر نوری،امکان بنای ساختارهای هوشمند را که حصول کیفیت مطلوب در عملیات ساخت را تسهیل می کنند فراهم ساخته است. در طی فرایند ساخت دستگاه های کرنش سنج می توانند برای مانیتور کردن تنش اولیه در طول عملیات وبعد از ریخته گری اجزای ساختمانی ونیز بررسی تغییرات دمایی وچروک خوردگی در اجزاء قبل وبعد از نصب در محل بکار روند. پس از اینکه عملیات ساخت تکمیل شد سیستم می تواند برای اندازه گیری تغییر شکل ها در زیر بارگذاری مورد آزمایش قرار گیرد تا محاسبات طراحی تایید شوند. این سیستم های فیبر نوری می توانند برای بررسی سلامت کلی بنا نیز بکار روند.
* ساخت با استفاده از قطعات پیش ساخته ومصالح پیشرفته
ساخت جاده ها،پل ها ولوازم جانبی با استفاده از مصالح پیشرفته در قرن آینده گسترش خواهد یافت تا هزینه ها کاهش یافته واخلال در ترافیک به هنگام عملیات ساختمانی با مونتاژسریع اجزاء سبک تر وبا دوام تر کاهش یابد. استفاده از قطعات پیش ساخته می تواند شکل های متعددی به خود بگیرد مانند اجزاء آماده برای فرش کردن جاده ها، اجزاء پل ها وپی ریزی ها. مهم ترین مزیت استفاده از اجزاء پیش ساخته صرفه جویی در زمان است که اخلال در ترافیک وخطرات معمول در فعالیت های ساختمانی برای کارگران را کاهش می دهد. علاوه بر این کیفیت بهبود یافته وهزینه های ساختی هنگامی که اجزاء بجای محل نصب در کارخانه ساخته می شوند کاهش می یابند.
* تجسم چهار بعدی
سنجش از راه دور توسط ماهواره ها وابزارهای حقیقت مجازی امکان تجسم چهار بعدی را بطور همزمان فراهم خواهند ساخت. این امر برنامه ریزی، مدیریت ومستند سازی پروژه ها ومانیتورینگ محیطی وبررسی اثرات بر ترافیک را بهبود خواهند بخشید. با ترکیب تصویر برداری از فضا با کیفیت بالا وسیستم های اطلاعات جغرافیایی، عکس های هوایی وپایگاه های اطلاعات نقشه برداری انتظار می رود که استفاده از زمین بهینه گشته وبرنامه یزی حمل ونقل بسیار بهتر صورت پذیرد.
* یکپارچه سازی الکترونیکی کامل
در هزاره سوم ما شاهد یکپارچه سازی الکترونیکی کامل فرآیند ساخت سیستم های حمل ونقل خواهیم بود که در آن تمامی مراحل فرآیندی به روش الکترونیکی به هم مرتبط شده اند. نقشه برداری از سایت، طراحی، دستورالعمل های روباتیک وتجهیزات کنترل وتضمین کیفیت، گزارش گیری، پرداخت ها ونقشه های ساختی همگی یکپارچه خواهند شد. نتیجه این یکپارچگی محیطی خواهد بود که اطلاعات در آن از مرحله ای به مرحله دیگر به فرم الکترونیکی وبدون استفاده از اسناد کاغذی انتقال خواهد یافت. اتصال مستقیم دستورالعمل های تجهیزات ساختی وروبوت ها به برنامه های طراحی الکترونیکی، خطاها را کاهش داده وکیفیت را افزایش خواهد داد. همچنین موجب ساده شدن برنامه دهی روبوت ها نیز می گردد.
فصل چهارم
نتیجه گیری
ITS بخش مهمی از تحول دیجیتالی است. تغییر شکل دیجیتالی فناوری اطلاعاتی وارتباطی،محرکی برای پیشرفت های بزرگ در برخی زمینه ها مانند ناوبری ماهواره ای، پخش صوتی دیجیتال DAB(Digital Audio Broadcast) شبکه های تلفن همراه نسل سوم وچهارم، پرداخت الکترونیکی وکارت های هوشمند بوده است. در اروپا ترکیب کلیه این فناوری های دیجیتال به کار رفته برای حمل ونقل اصطلاح کلی(تله ماتیک حمل ونقل) را به خود جلب کرده است. بدون این پیشرفت های تکنولوژیک به هیچ عنوان فرصتی برای ITS وجود ندارد.
زیرساخت برای این فناوری های جدید ومحصولات عمومی که یک تولید جانبی است، مانند گوشی های بیسیم تلفن همراه وکامپیوترهای جیبی(PDA) بازار وسیع تری نسبت به خدمات حمل ونقلی صرف، به خود اختصاص می دهد. با این همه، ملزومات منحصر به فرد سیستم ها وخدماتی که یک سیستم حمل ونقل هوشمند را تشکیل می دهند بسیارند.ITS باید ازجابجایی مردم وکالا با رعایت ایمنی، کارآیی وبا توجه به شرایط محیط، پشتیبانی نماید. بنابراین پذیرش فناوری ها برای ارائه خدمات به کاربر به صورت مقرون به صرفه وقابل اطمینان، هم فرصتی بزرگ وهم چالشی بزرگ است.
برای دستیابی به موفقیت، مهارت های متخصصین حمل ونقل نیاز به ترکیب با مهارت های تحلیلگران سیستم، مدل سازان داده ها، مهندسین ارتباطات، متخصصین عوامل انسانی وفناوری اطلاعات وهمچنین برنامه ریزان کامپیوتری ومهندسین تعمیر ونگه داری دارد تا با همکاری یکدیگر در راستای تولید یک محصول کارآمدITS تلاش کنند.
توقعات وانتظارات کاربران حمل ونقل بسیار بالاست وعملکرد ضعیف خدمات حمل ونقلی به شدت مورد انتقاد قرار می گیرد. شبکه های حمل ونقل اغلب نیاز دارند تا در سراسر شبانه روز وبه طور مستمر هفت روز هفته کار کنند واین امر نشان می دهد که ITS نیز به جز مواقعی خاص ومقطعی، باید این چنین عمل کند.
بنابراین خوانندگان این پروژه به اجرا وبکارگیری سیستم ها وخدماتی ترغیبب می شوند که مورد اطمینان وقابل اعتماد برای کاربران ومجریان حمل ونقل باشد. وقوع یک خرابی در سیستم به مدت خیلی کوتاه ویا عملکرد ضعیف در هر مرحله، موجبات وقوع عملیات در سطح زیر استاندارد وارائه خدمات غیرقابل قبول برای کاربران ویا حتی خود مجریان را فراهم می کند.
البته مذاکرات جالب توجهی در مورد بکارگیری وسیع تر ITS در حال انجام است. باید توجه منصفانه ای به زیرساخت ها معطوف گردد. مسافران وکاربران حمل ونقل به جابجایی اطلاعات وخدمات بهتر در کمترین زمان نیاز دارند. بکارگیری ITS درآینده با دریافت کمک مالی از ناحیه منافع بسیار آن وروش ارزیابی هزینه ، صورت خواهد گرفت. اما نیاز زیادی برای مشاوره وبرنامه های آگاه سازی جهت عموم مردم کهITS برایشان بی معنی است وجود دارد البته متخصصین حمل ونقل کشورمان دارای مهارت های لازم جهت پیاده سازی ، اجرا وتوسعه سامانه ITS هستند که با کمک متخصصین در زمینه های دیگر به این مهم دست پیدا خواهند کرد. همچنین یکی از عوامل بسیار مهم در پیاده سازی وتوسعه ITS در سطح کشور توجه ویژه وخاص به ارتباطات بی سیم وزیر ساخت های مربوط به آن است. که باید برای رسیدن به جایگاه قابل قبول در ITS
به آن توجه داشت.
4-1 دستاوردهای ITS
1. بهبود عملکرد
2. توان ساخت سالانه هشتاد میلیون دستگاه خودرو
3. تقاضای سالانه بیش از شصت میلیون دستگاه خودرو
4. کاهش ترافیک و تراکم خودروها
5. افزایش سفرهایدرون شهری و برون شهری
6. کاهش خطرات تردد و خسارات جانی و مالی و تصادفات
7. تسهیل و تسریع فرآیند
8. کاهش هزینه های عملیاتی
9. افزایش رضایت کاربران
10. افزایش تردد و ترانزیت کالا
11. کاهش آلودگی هوا
12. افزایش بهره وری سیستم حمل و نقل عمومی
13. کاهش ازدحام
14. جذاب تر ساختن حمل و نقل عمومی
4-2 راه کارهای توسعه ITS در سطح کشور
برای توسعه ITS در سطح کشور ما ابتدا باید با نقاط ضعف صنعت حمل و نقل به ویژه در زمینه توسعه ITS در کشور خود آشنا شویم تا بتوانیم پس از ان به ارائه راه کار بپردازیم.
* فهرست ضعف های پیاده سازی ITS در ایران
1. استفاده از سیستم عامل های قدیمی و متن گرا مانند DOS در برخی از ادارت کل راهداری و حمل و نقل جاده ای استان
2. روزآمد نبودن محیط های برنامه نویسی مانند C و FIXPRO
3. عدم امکان اتصال به شبکه در برخی از نرم افزارهای موجود
4. عدم یکپارچگی در محیط تولید و یا برنامه نویسی
5. همگون نبودن نیروی کارشناسی در همه ادارات کل راهداری و حمل و نقل جاده ای
6. فقدان تجهیزات ارتباطی در اکثر استان ها و مراکز کنترل جاده ای
7. فقدان محتوای اطلاعاتی در برخی از وب سایت های ادارت استانی
8. عدم امکان دسترسی به اینترنت در برخی از شهرها و یا استان های کشور
9. پایین بودن سطح تحصیلات رانندگان
10. فرسودگی نسبی ناوگان حمل و نقل
11. بالا بودن سن قاطبه رانندگان
12. عدم انسجام در فعالیت های دستگاه های دولتی در زمینه استقرار ITS
13. فقدان استانداردهای ملی در زمینه سیستم های ITS
14. فقدان اطلاعات کافی از دستاوردها و جذابیت های سرمایه گذاری برای ITS در ایران
15. فقدان و یا کمبود متخصصین سیستم های ITS
16. ضعف پژوهش هایسامان یافته در مورد استقرار سیستم های ITS
17. فقدان معماری ملی ITS
18. نامناسب بودن صنعت سخت افزار در کشور
19. ضعف های زیر ساخت های ارتباطی به ویژه در بخش ارتباطات دیتا
20. ضعف قوانین و مقررات برای توسعه ICT در کشور
21. تعداد نسبتا کم کاربران اینترنت در سطح کشور
22. عدم توسعه کاربردهای الکترونیک در کشور
23. نامشخص بودن وضعیت زیر ساختهای عمومی و پایه به لحاظ توان پاسخگویی به نیازهای ITS
24. کمبود منابع مالی و در حاشیه قرار گرفتن پروژه های ITS نسبت به پروژه های مرسوم توسعه حمل و نقل
25. نازل بودن سطح آگاهی عمومی از ITS
26. فقدان تجربه کافی برای استقرار سیستم های اطلاعاتی در گسترده ملی
* فهرست راه کارهای پیاده سازی ITS در ایران
برای ارائه راه کار جهت پیاده سازی هر یک از سیستم های ذکر شده ، در طول این پروژه توضیحاتی در مورد هر سیستم ارائه شده است .به همین دلیل در پایان سخن راهکارهای کلی جهت پیاده سازی ITS در سطح کلان ملی را ارائه می دهیم.
1. تشکیل کمیته ITS در سازمان راه داری و حمل و نقل جاده ای برای مطالعه و راه اندازی سیستم ITS در کشور
2. توجه ویژه سازمان ها و نهادهای مربوط به پیاده سازی سیستم ITS
3. انجام اقدامات ازمایشی در مورد استقرار سیستم های ITS
4. ایجاد مستندات مناسب در مورد نرم افزارهای موجود
5. استفاده از DBMS قوی برای تولید سیستم ها
6. انسجام واحد فناوری اطلاعات در روند توسعه ICT
7. توزیع مناسب تحصبلات مرتبط با ICT در واحد فناوری اطلاعات با رویکرد و توجه خاص به ITS
8. توزیع مناسب نیروی کارشناسی و متخصص در سطح کشور
9. تعداد مناسب کامپیوتر روزآمد در واحدهای ستاد سازمان
10. ایجاد شبکه محلی در همه استان ها
11. ایجاد سایت اطلاع رسانی سازمان به صورت به روز شده و حاوی اطلاعات نسبتا کامل وبه روز
12. ایجاد سایت اطلاع رسانی در اکثر ادارات کل راه داری و حمل و نقل جاده ای استان
13. ایجاد شبکه WAN برای تبادل اطلاعات کالا و سفر بصورت انلاین
14. تخصیص بودجه برای توسعه ICT در سطح ملی
15. مطالعه توسعه فناوری اطلاعات در صنعت حمل و نقل در کشورهای پیشرفته و الگو برداری از تجربیات جهانی
16. رشد متناسب صنعت نرم افزار در کشور
17. بالا بردن سهم حمل و نقل جاده ای در حمل و نقل جاده ای کالا و مسافر نسبت به سایر روش های حمل و نقل
4-3 پیشنهادات
برای پیاده سازی و توسعه ITS در سطح کشور با توجه به شرایط سیاسی ، اجتماعی و فرهنگی ما باید راهی دراز و طولانی را طیکنیم و این حقیقتی است که نادیده گرفتن ان چیزی جر عقب ماندگی بیشتر نسیب ما نخواهد شد.
در پایان چند پیشنهاد جهت پیشرفت ITS در کشور ارائه می کنیم.
1. نهادینه سازی ITS در لایه های مختلف برنامه ریزی و شکل دهی و بهره برداری
2. ایجاد مراکز آموزشی ITS در دانشگاه ها
3. ایجاد انجمن های پژوهشی وصنفی در ITS
4. تدوین آیین نامه های ITS ملی ایران
5. توسعه کاربردی بخش های نرم افزاری و سخت افزاری ITS در صنعت حمل ونقل
6. توجه ویژه مسئولین و مدیران عالی کشور به توسعه ITS
7. طراحی معماری ملی ITS
8. تدوین استاندارد ملی ITS
منابع
1. www.city-dream.blogfa.com
2. روزنامه فرهنگی ، اجتماعی و اقتصادی تهران امروز -23/1/1390
3. مقدمه ای بر سیستم های حمل و نقل هوشمند_ شورای اصلاحات وزارت راه وترابری_ جلد اول
4. راهنمای سیستم های حمل و نقل هوشمند_ معاونت آموزش و تحقیقات وزارت راه وترابری _ ویراست دوم
5. استفاده از شبکه های بی سیم در سیستمهای حمل ونقل هوشمند_ امیر کاکه خانی و اکبر غفار پور رهبر
6. آینده صنعت حمل و نقل در دنیا _ اضغر ناصری
7. سیستم های حمل و نقل هوشمند_ دکتر رضا رمضانی
8. ارزیابی و بررسی منافع و هزینه های پروژه های سیستم حمل و نقل هوشمند_ دکترناصر پور معلم