تحقیق سیستم های حمل و نقل هوشمند ITS



پروژه دوره کاردانی کامپیوتر
گرایش نرم افزار

موضوع:
سیستم های حمل و نقل هوشمند ITS

استاد راهنما:
مهندس….

نام دانشجو:
محمد رنجبر

شهریورماه 94

سپاسگزاری
از استاد گرامیم مهندس حیاتی بسیار سپاسگذارم چرا که بدون راهنماییهای ایشان تامین این پایان نامه بسیار مشکل مینمود.

تقدیم به :
پدر و مادرم به خاطر زحمات بی دریغشان
چیدم گلی ز باغ ادب تا بروز عید
در بارگاه میر ادب پرور آورم
حیف است با خسان گل دانش کنی نثار
من گل نثار مردم دانشور آورم
شهریار

چکیده
سیستم های حمل و نقل هوشمند ITS
استفاده از سیستم های حمل و نقل هوشمند با بهره گیری از فناوری های نوین نشان داده است که این سیستم ها، منافع قابل توجهی را برای انواع شبکه های حمل و نقلی دربردارند، بطوریکه یکی از مهمترین آنها کاهش مصرف انرژی وسایل نقلیه می باشد. سیستمهای هوشمند در صورت عملکرد صحیح، اعتماد مردم به شبکه حمل و نقل را افزایش داده و با بهینه سازی هایی که انجام می دهند سالانه مقادیر قابل توجهی صرفه جویی اقتصادی برای مردم و دولت ها، بوسیله کاهش مصرف انرژی و اثرات نامطلوب زیست محیطی، کاهش زمان سفر و تاخیرهای ناخواسته به ارمغان خواهند آورد. در نوشتار حاضر سعی گردیده که با بررسی و تحلیل ۱۰ مورد از مهمترین سیستم های هوشمند که موجب کاهش چشمگیری در مصرف سوخت می شوند، به بیان مشکلات ناشی از عدم اجرای آنها و چالش های احتمالی پیش رو در بکارگیری سیستم ها پرداخته و فواید حاصل از استفاده برخی از این سیستم ها بصورت کمی مورد تحلیل و ارزیابی قرار گیرد. در انتهای این پژوهش با مطالعه موردی و انجام ارزیابی اقتصادی اجرای سیستم پرداخت عوارض بدون توقف در محور آزادراه قم – تهران، مشاهده گردید با کاهش مصرف انرژی وسایل نقلیه، سالیانه صرفه جویی بیش از ۷/۶ میلیارد ریالی حاصل خواهد شد. همچنین با درنظر گرفتن یک سرمایه گذاری اولیه برای حداقل ۱۵ سال جهت بهره گیری از این سیستم، نسبت منافع به هزینه های اجرای این پروژه بیش از ۴/۳ ، برای این بازه زمانی خواهد بود.

واژه های کلیدی:
سیستم حمل و نقل هوشمند ، سوخت ، پرداخت عوارض بدون توقف،ITS.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 1
فصل اول – سامانه‏های هوشمندحمل ونقل چیست؟ 2
1-1- مقدمه 3
1-2- تعریفITS 3
1-3- دورنماییاز ITS 4
1-3-1- خاستگاه 4
1-3-2- انگیزش برایITS 4
1-3-3- گسترشITS 7
1-4- حیطه‏های بهره‏برداری ازITS و موارد استفاده آن 9
1-4-1- بهبود ایمنی و امنیت 9
1-4-2- کمک درکاهش ازدحام 10
1-4-3- نظارت و محافظت زیست محیطی 11
1-4-4- کارایی و بهره وری عملکردی 12
1-4-5- عوامل مربوط به راحتی 13
1-5- مفاهیم اصلی 14
1-5-1- فناوری‏ها 15
1-5-2- نقش‏های اصلی 17
1-5-3- رویکرد سیستم 18
1-5-4- هماهنگی 19
1-5-5- معماری ITS 20
1-5-6- خدمات کاربر 20
1-6- سامانه های پیشرفته مدیریت ترافیک 23
1-6-1- کنترل ترافیک شهری(UTC) 23
1-6-2- کریدورآزاد راهی و مدیریت بزرگراه 24
1-6-3- مدیریت تقاضا 25
1-6-4- اعمال قانون 26
1-7- سامانه‏های پیشرفت ها طلاعات مسافر 27
1-7-1- ATIS درونخودرویی 28
1-7-2- زیرساخت‏های مبنای ATIS 28
1-7-3- اطلاعات مسافر،مستقل از محل 29
1-7-4- راهنمای مسیر و ناوبری 29
1-8- سامانه های پیشرفته کنترل وسیله نقلیه 31
1-8-1- سامانه های ایمنی 33
1-9- سامانه های بهره برداری وسیله نقلیه تجاری 35
1-10- سامانه های پیشرفته حمل ونقل عمومی 36
1-10-1- اطلاعات حمل ونقل عمومی 37
1-10-2- تقدم حمل ونقل عمومی 38
1-10-3- مدیریت و لجستیک ناوگان حمل ونقل عمومی 39
1-10-4- حمل ونقل اشتراکی با انعطاف بالا 39
1-11- سامانه های پرداخت الکترونیکی 40
1-11-1- سامانه های ETC/EFC 40
1-11-2- کرایه و فروش بلیت حمل ونقل عمومی 43
1-12- کرایه وفروش بلیت حمل ونقل عمومی 43
1-12-1- طرح امنیت ملی 43
1-12-2- سامانه های مدیریت موارد اضطراری 45
1-12-3- امنیت در عملیات حمل و نقل 45
فصل دوم- عملکرد سیستم های هوشمند حمل و نقل 47
2-1- مقدمه 48
2-2- فناوری های ‏ITS 48
2-2-1- عملکرد اجزای ITS 48
2-2-2- فناوری های کاربردی 49
2-3- بدست آوردن داده ها 50
2-3-1- منابع داده راه 50
2-3-2- منابع داده خودرویی 54
2-3-3- منابع دادهای شبکه حمل و نقل 55
2-4- کسب هوشمندی: پردازش داده ها 56
2-4-1- اطلاعات ترافیکی سفر 56
2-4-2- تشخیص خودکار حادثه 57
2-4-3- مکان یابی وناوبری وسیله نقلیه 58
2-4-4- خدمات مبتنی برموقعیت 61
2-5- ارتباطات وتبادل دادهها 61
2-5-1- ارتباطات زیرساختی 61
2-5-2- ارتباطات سیار 62
2-5-3- توزیع دادهها 64
2-6- بکارگیری اطلاعات 66
2-6-1- پشتیبانی تصمیم گیری وکنترل ترافیک 67
2-6-2- کنترل وسیله نقلیه 68
2-7- پرداخت الکترونیکی 70
2-7-1- عملکردهای پرداخت الکترونیکی 71
2-7-2- فناوری های پرداخت الکترونیکی 72
2-7-3- عوامل مکانی 74
2-7-4- تجربیات کاربر و مسائل سازمانی 75
2-8- عوامل انسانی 76
2-8-1- عوامل انسانی در بخش وسیله نقلیه 76
2-8-2- عوامل انسانی در بخش زیر ساخت 78
2-8-3- رویکرد همه جانبه 79
فصل سوم: استانداردها و معماری ITS 81
3-1- مقدمه 82
3-2- معماری ITS 82
3-2-1- اهمیت معماریITS 82
3-2-2- سطوح معماری ITS 85
3-2-3- نیازهای کاربر ، ملزومات عملکردی و مفهوم عملکردی 88
3-2-4- معماری منطقی یا عملکردی 91
3-2-5- معماری فیزیکی 93
3-2-6- توسعه های معماری دیگر 93
3-2-7- معماری منطق ها و معماری توربو 96
3-3- استانداردهای ITS 98
3-3-1- انواع استانداردهای ITS 98
3-3-2- انگیزش برای تهیه استانداردها 100
3-3-3- وضعیت موجود 101
3-3-4- برنامه ریزی برای کاربرد استانداردهای ITS 102
فصل چهارم 104
نتیجه گیری 105
منابع و مراجع 106

فهرست شکل ها
عنوان صفحه
1-1- سامانه های حمل ونقل هوشمندکه توسط پلیس ژاپن گسترش داده شده است 12
1-2- مرکزمدیریت ترافیک 17
1-3- دوربین کنترل سرعت گتسو 26
1-4- تلفن شبکه ای با صفحه لمسی 29
1-5- ادواتی برای نمایش اطلاعات ترافیک و سفر 30
1-6- تشخیص دوچرخه 34
1-7- تشخیص عابر پیاده ، تکنولوژی دید دیجیتال 35
1-8- سرویس ردیابی خودرو – هندوستان 36
1-9- تابلو پیام متغیر اتوبوس 37
1-10- اطلاع رسانی داخل واگن برای مسافرین 38
1-11- دریافت عوارض بدون نیاز به توقف درشهرتروندیم 41
1-12- تکنولوژی دریاف تعوارض(ژاپن) 42
2-1- زنجیره اطلاعات ITS 49
2-2- شناسگرهای ترافیک و وسیله نقلیه 53
2-3- ابزار درون خودروییTrafficmaster 57
2-4- سیستم موقعیت یاب جهانی(GPS ) 59
2-5- مرکز مدیریت ترافیک 66
2-6- آزاد راه تحت کنترل 69
3-1- مدل چند سطحی برای تحلیل معماریITS 86
3-2- لحاظ کردن اهداف و سیاست ها در انتخاب خدمات ITS 87
3-3- یک الگوی معماری 89
3-4- ارتباطات مفهومی برای ارائه خدمات ITS 91
3-5- معماری منطقی برای ایالات متحده 92
3-6- معماری فیزیکی برای ایالات متحده 94
3-7- نمودار فرایند چارچوب معماری اروپا 95
3-8- ارتباطات بین انواع معماری 97

فهرست جدول ها
عنوان صفحه
1-1- روش ها وکاربردهای ITS ضمیمه شده به ITS city pioneers Toolbox 18
1-2- خدمات کاربرکه سامانه های ITS ارائه می کنند 21
2-1- فناوری های ممکن ITS 51

لیست علایم و اختصارات

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials
ABS Antilock Brake System
AD Archived Data
ADA Americans with Disabilities Act
ADMS Archived Data Management Subsystem
مقدمه
بکارگیری روش ها و ابزارهای جدید مبتنی بر فناوری های به روز و پیشرفته در صنعت حمل ونقل دنیا روز به روز در حال افزایش است . این روند در کشور ما نیز کمابیش آغاز شده است و استفاده از سامانه های هوشمند حمل ونقل(ITS)در کشور هر چند به صورت ابزارهای مجزا و نه یکپارچه و در قالب طرح هایی جامع نگر، در حال افزایش است. با توجه به این موضوع، در دست بودن اطلاعات و ابزارهای لازم در زمینه طراحی این سیستم ها و همچنین آشنایی با تجربیات سایرکشورها جهت بکارگیری صحیح و بهینه ابزارهای ITS دارای اهمیت قابل توجهی است.
در این راستا ترجمه کتاب ITS Handbook 2004 که توسط انجمن جهانی راه (PIARC) تهیه و منتشر شده است، توسط معاونت آموزش، تحقیقات و فناوری وزارت راه و ترابری در دستور کار قرار گرفت . این کتاب که در واقع معتبرترین کتاب منتشر شده در زمینه ITS می‏باشد، از جنبه های مختلف به مباحث سامانه های هوشمند حمل ونقل پرداخته است و موضوعاتی چون معرفی سامانه های هوشمند حمل ونقل، نحوه عملکرد آنها، معماری و استانداردهای ITS ، مزایای ITS ، چگونگی برنامه ریزی و سرمایه گذاری در ITS، نحوه راه اندازی ITS، کشورهای درحال توسعه و ITS، سیستم های هوشمند حمل ونقل در درازمدت و … مورد بحث و بررسی قرار گرفته است . بنابراین، کتاب حاضر برای کلیه دست اندرکاران در زمینه ITS نظیر مدیران و برنامه ریزان، سرمایه گذاران، کارشناسان و تا حدی مجریان سامانه های هوشمند حمل ونقل، مفید و قابل استفاده است . در تالیف و تدوین این کتاب دهها متخصص ITS از کشورهای مختلف جهان و از کلیه قاره ها مشارکت داشته اند و تجربیات کشورهای مناطق مختلف دنیا نیز در بخش ضمیمه در قالب معرفی پروژه های عمده کشورهای شاخص هر منطقه و بررسی منافع و مزایا و همچنین چالش های فنی و غیر فنی پیاده سازی و اجرای هر پروژه ارائه گردیده است.
در ترجمه این کتاب سعی شده حتی الامکان مفاهیم مدنظر نویسندگان به بهترین نحو بیان شده و متنی روان و قابل فهم پیش روی خواننده قرار گیرد . در عین حال گروه ترجمه از کلیه اصلاحات فنی، مفهومی و یا ویرایشی توسط کارشناسان و خبرگان فن استقبال می نماید.
در پایان لازم است از کلیه عزیزانی که در ترجمه این کتاب ما را یاری نمودند به ویژه آقای مهندس محسن رحیمی و همچنین آقای مهندس میعاد صابری تقدیر و تشکر نماییم.

فصل اول
سامانه های هوشمند حمل ونقل

1-1- مقدمه
1ITS یا سامانه‏های هوشمند حمل ونقل، هنوز موضوع جوانی است که میزان پذیرش و قابلیت اجرای آن در کشورها و مکان‏های مختلف، متفاوت است. بنابراین متخصصین حمل‏ونقل نیاز به شناخت دقیق قابلیت‏ها و چگونگی استفاده بهینه از آن دارند. در این فصل به معرفی سامانه‏های هوشمند حمل ونقل که اغلب با حروف اختصاری "ITS" نشان داده می‏شود ، می‏پردازیم. همچنین انواع و دامنه وسیع ابزارهای ITS و خدماتی که در دسترس متخصصین حمل ونقل قرار می‏دهد را همراه با نحوه بکارگیری آنها شرح داده می‏شود؛ بیشتر این خدمات را می‏توان بلافاصله و به صورت بسته آماده تجاری تهیه کرد. در ادامه نیز مثال های عملی از تجربیات و اجرای موفق آنها در کشورهای مختلف ارائه خواهد شد.

1-2- تعریف ITS
سامانه‏های هوشمند حمل‏ونقل اصطلاحی کلی برای کاربرد ترکیبی فناوری‏های ارتباطات، کنترل و پردازش اطلاعات برای سیستم حمل ونقل است. استفاده از آن باعث نجات جان انسان‏ها، صرفه جویی در زمان، پول، انرژی و منافع زیست محیطی می‏گردد. اصطلاح "ITS" قابل انعطاف و تفسیر به صورت گسترده و یا محدود است. "مخابرات مرتبط با حمل و نقل 2" اصطلاحی است که در اروپا برای گروهی از فناوری‏های حمایت کننده از ITS به کار می‏رود.
ITS تمام شیوه‏های حمل ونقلی را در برمی‏گیرد و تمامی عناصر سیستم حمل ونقل مانند: وسیله نقلیه، زیرساخت و راننده یا کاربر را مورد بررسی قرار می‏دهد. وظیفه کلی ITS بهبود تصمیم گیری )اغلب به صورت به هنگام( برای کنترل کننده‏های شبکه حمل ونقل و دیگر کاربران و در نتیجه بهبود کاربرد کلی سیستم حمل ونقل است .این تعریف دامنه وسیعی از فنون و تدابیری را دربر می‏گیرد که می‏تواند با کاربرد یک فناوری به دست آید و یا با بهبود مجموعه‏ای از فناوری‏های حمل ونقلی صورت پذیرد.
اطلاعات نقطه مرکزی ITS است که می‏تواند به صورت اطلاعات ثابت3، داده‏های ترافیکی به هنگام و یا نقشه دیجیتالی باشد .بسیاری از ابزارهای ITS بر مبنای جمع آوری، پردازش، ترکیب و تهیه اطلاعات استوارند. داده‏های جمع آوری شده توسط ITS می‏تواند اطلاعات به هنگام شرایط جاری شبکه راه، یا اطلاعات به هنگام برای طراحی یک مسافرت را فراهم سازد و تصمیم گیرندگان امور راه ها و شرکت‏های مرتبط، متولیان جاده ها، تامین کنندگان خدمات حمل ونقل عمومی و تجاری و مسافران شخصی را قادر به دریافت اطلاعات بهتر، سالم‏تر و هماهنگ‏تر کند تا از شبکه جاده‏ای استفاده هوشمندانه‏تری شود.

1-3- دورنمایی از ITS
1-3-1- خاستگاه
بیشتر فناوری‏های جدید ITS ، در اصل برای استفاده در راه‏ها، به همراه سامانه‏های کنترل چراغ‏های راهنمایی مانند سیستم 4SCOOT و SCATS5 توسعه یافته‏اند. اما اکنون ITS تمامی سامانه‏های حمل ونقل از جمله سامانه‏های حمل ونقل عمومی را در بر می‏گیرد .راهکارهایی مانند پرداخت هزینه در نواحی پر ازدحام ( قیمت گذاری ارزشی ) می‏تواند رانندگان را به عدم استفاده از خودروهایشان ترغیب نماید، اما لازم است تا به صورت همزمان حمل ونقل عمومی نیز جذاب‏تر و راحت‏تر گردد که ITS در این رابطه پیشنهادات و کاربرد بسیاری دارد.
محدوده هر یک از کاربردهای ITS به علت تداخل حوزه فعالیت‏ها تا حدودی نامشخص است. بسیاری از کاربردهای ITS نیز در حین اجرا راه اندازی می‏شوند. داده‏های جمع آوری شده از طریق سامانه‏های نظارتی و زیرساخت‏ها یا زیرساخت اطلاعاتی6 می‏تواند برای اطلاع رسانی به مسافران مورد استفاده قرار گیرد، مانند نمایش زمان‏های سفر برای طرح‏های مدیریت ترافیک و یا سامانه‏های مدیریت سرعت.
در فصل دوم، فناوری‏های ITS و خدمات آن (هم به صورت انفرادی و هم به صورت ترکیبی ) به طور مفصل مورد بررسی قرار می‏گیرد و فصل سوم به معرفی دو مفهوم که برای ITS بسیار حائز اهمیت است یعنی معماری سیستم و استانداردها می‏پردازد.

1-3-2- انگیزش برای ITS
مهم‏ترین دلیل برای سرمایه گذاری در ITS، بهبود بهره‏برداری از سیستم حمل ونقل توسط افزایش کارآیی و سودمندی، نجات جان انسان‏ها و جلوگیری از اتلاف وقت، هزینه و انرژی است .بیش از سی سال است که شاهد بکارگیری و پیشرفت فناوری‏های ITS به طرق مختلف در سراسر دنیا هستیم. پس از گذشت سه دهه ؛ عامه مردم، صنعت حمل ونقل و اقتصاد جهانی (حتی بدون شناخت کافی از آن) اعتماد بیشتری نسبت به ITS پیدا کرده است. ITS مزایای فراوانی دارد و تمامی بخش‏های حمل ونقل را در بر می‏گیرد. بررسی در مورد آنکه کدام یک از کاربرد‏های فناوری ITS موفق‏تر و کدام یک کمتر موفق بوده و عوامل موثر در شکست یا موفقیت هر یک، کاملاً امکان پذیر است .
کاربردهای رایج ITS در حال حاضر به شرح زیر است:

کمک به کاهش ازدحام
* ابزارهای مدیریت ترافیک برای تامین حداکثر کارآیی شبکه جاده ای عبارتند از:
> نظارت بر وضعیت جاری ترافیک و پیش بینی آنچه که احتمال وقوع دارد؛
> هماهنگ سازی چراغ های ترافیکی برای به حداقل رساندن تاخیر و تشکیل صف در یک مسیر حساس ترافیکی؛
> تشخیص به موقع و سامان دادن به حوادث شبکه جاده‏ای؛
> نظارت تصویری ازدحام ترافیکی در نقاط مشکل دارد.

* پرداخت الکترونیکی، کنترل دسترسی و سامانه‏های اجرا و پیاده سازی قانون که عبارتند از:
> دریافت عوارض جاده، مانند عوارض خودکار و پرداخت هزینه برای عبور از مناطق طرح ترافیک؛
> شناسایی وسایل نقلیه و اعمال محدودیت؛
> سامانه‏های دوربینی در محل چراغ‏های راهنمایی و اجرای محدودیت‏های سرعت.

منافع زیست محیطی و ایمنی
* مدیریت و کنترل کیفیت هوا مانند:
> تشخیص و پیشبینی آلودگی هوا؛
> اجرای استراتژی‏هایی برای کاستن از مشکلات کیفیت هوا.

* سامانه‏های ایمنی که عبارتند از:
> کنترل سرعت قابل انطباق؛
> تشخیص و پیشگیری از تصادف؛
> تقویت سامانه‏های ایمنی وسیله نقلیه؛
> سامانه‏های تعاملی وسیله نقلیه و راه.7

جذاب‏تر ساختن حمل ونقل عمومی
* اولویت دادن به وسایل نقلیه عمومی برای کاستن از زمان سفر، بالا بردن ضریب اطمینان و به موقع رسیدن آن؛
* فراهم آوردن اطلاعات به هنگام در ایستگاه‏ها و محل‏های توقف؛
* سامانه های پرداخت الکترونیکی که باعث صرفه جویی در زمان برای مسافرین می‏شود مانند:
> سفر بدون پرداخت هزینه نقدی.
> " کارت‏های هوشمند" و ارائه بلیت با قابلیت انعطاف و تنوع زیاد؛

آمریکا، اتحادیه اروپا(EU) و اعضای ایالتی8 آن و ژاپن، سرمایه گذاری هنگفتی برای تحقیق و توسعه فناوری به عنوان مبنایی برای اجرای ITS شهری و بین شهری انجام داده‏اند. امروزه نسل جدیدی از فناوری‏هایITS پدیدار شده‏اند و مناطق و کشورهایی در سراسر دنیا سازمان‏های ITS مخصوص خود را برای ارائه این صنعت به وجود آورده‏اند که در ارتباط با دولت بوده و در تجارب کسب شده با یکدیگر سهیم هستند؛ به نحوی که کشورهای در حال توسعه هم می‏توانند از آن بهره‏مند گردند.
دستیابی به اجرای گسترده ITS، بدون مشکل نیست. بیشتر فناوری های مرتبط با آن به اثبات رسیده است اما مشکلات اجتماعی، سازمانی و سیاسی، حصول به آن را دشوار می‏سازد. ITS مشکلات و چالش‏های عمده‏ای پیش رو دارد. برای مثال می‏توان به موضوع مالکیت داده‏های اشتراکی ، وابستگی و حساسیت زیاد در صورت وقوع نقص در سیستم کنترل اشاره کرد . به علاوه، این صنعت انتظارات بیش از حد خوش بینانه‏ای را مطرح کرده و بیش از آنچه که انتظار می‏رفت فروش داشته است. همچنین مشکلاتی در زمان بندی وجود دارد. برای مثال استفاده موثر از آن بیش از حد انتظار به طول انجامیده است . هر یک از سازندگان وسایل الکترونیکی و دستگاه‏های مرتبط با وسایل نقل یه موتوری ، مدت زمان خاصی را برای استفاده موثر سامانه‏های درون وسیله نقلیه در نظر می‏گیرند. همچنین بهبود حمل ونقل عمومی و قیمت گذاری بر روی جاده‏ها باید به صورت همزمان باشد که این امر اهمیت ارتباط‏ها را آشکار می‏سازد. مردم برای سفرهای خود به اطلاعات دقیق و مناسب نیاز دارند . عامه مردم درک اشتباهی از ابزار فراهم آورنده این اطلاعات دارند ؛ برای مثال مردم جریمه پارکینگ و پرداخت هزینه عبور از نقاط پر ازدحام را نوعی مالیات دوباره محسوب می‏کنند؛ یا تصور اشتباه از وجود مافیای نظارتی متشکل از دوربین‏های ویدئویی و از دست دادن خلوت انسان‏ها (در نتیجه قرار دادن فناوری درون وسایل نقلیه) وترس از آنکه سامانه‏های نصب شده درون وسیله نقلیه، کنترل را از دست رانندگان برباید!

1-3-3 -گسترش9 ITS
ITS منافع بسیاری دارد که به تمام گروه‏های اصلی ذینفع آن ارائه می‏شود:
* دولت‏های ملی، منطقه‏ای و شهرداری‏ها و سازمان‏های دولتی؛
* مالکان و گردانندگان شبکه‏های حمل ونقل)دولتی و خصوصی(؛
* خودروسازان و صنایع مرتبط؛
* دست اندرکاران ناوگان )حمل ونقل تجاری و عمومی(؛
* صنعت و تجارت؛
* مسافران شخصی.
دولت‏ها دارای اولویت سیاسی در ارائه حمل ونقل موثر پایدار هستند. آنها باید منافع ملی و بین المللی ITS را بر مبنای سرمایه گذاری بلندمدت مورد ارزیابی قرار دهند . البته روش‏های ITS تحت تاثیر خط مشی سیاسی نیستند و می‏توانند برای رفع نیازهای مختلف سازگار شوند. در سطح ملی، دولت می‏تواند زمینه را برای وضع قوانین آماده کند ؛ برای مثال، مقرراتی برای پرداخت هزینه استفاده از راه و ایجاد چارچوب‏هایی از طریق شرکت‏های خصوصی – دولتی برای سرمایه گذاری بخش خصوصی فراهم سازد . مناطق و شهرداری‏ها، می‏توانند به تکمیل نیازهای مدیریت تقاضا پرداخته و به یکپارچه سازی اطلاعات کمک کنند و سامانه‏های پرداخت را برای تشویق سفرهای ترکیبی چند شیوه‏ای ارائه دهند.
گردانندگان شبکه‏های جاده‏ای، خط آهن، تراموا و راه‏های آبی و حمل ونقل‏های ترکیبی( از جاده به راه آهن و ترانزیت، و فرودگاه‏ها، بنادر و پایانه‏های کشتی‏های مسافربری ) می‏توانند با اطلاعات بهتر، فرآیندهای کاری خود را انجام دهند و شرایط مطمئن‏تر و ایمن‏تری را برای مسافران خود فراهم سازند . سازندگان خودرو نیز می‏توانند با بهبود تولید وسایل ارتباط از راه دور مناسب درون وسایل نقلیه ، رضایت مشتریان خود را جلب کنند . صاحبان ناوگان وسایل نقلیه ، می‏توانند بیشترین خدمات را فراهم آورده و در هزینه‏ها و سوخت صرفه جویی کنند . صاحبان مشاغل نیز می‏توانند کالاها و خدمات را به نحو موثرتری انتقال دهند . افراد می‏توانند سفرهای بهتر و ایمن‏تری را بدون تاخیر برنامه ریزی کرده و با شناخت و آگاهی از انواع مختلف سفر ، روشی را که مناسب‏تر است انتخاب کنند . تمام تامین کنندگان خدمات حمل ونقل و کاربران می‏توانند از امنیت بیشتر لذت ببرند.
مراجع دولتی ، مشتریان اصلی بهره برداری از مدیریت ترافیک و کنترل و هزینه پرداختی استفاده از جاده‏ها هستند .آنها همچنین داده‏های ترافیکی زیادی را جمع آوری می‏کنند که می‏تواند به طور مستقیم مورد استفاده کاربران یا سرویس دهندگان بخش خصوصی برای ترکیب در خدمات تجاری همراه با ارزش افزوده ، برای سفرهای عموم گردد. علاوه بر این، بازار به طور طبیعی تمایل بیشتری به سمت توسعه محصولات و خدمات برای گروه‏های کلیدی ، مانند متولیان حمل ونقل عمومی و جاده‏ای، سازندگان اتومبیل به عنوان خریداران تجهیزات اصلی10 کارخانجات، گردانندگان ناوگان و وسایل نقلیه شخصی به عنوان منبع تقاضا جهت قطعه اصلی کارخانجات، خواهد داشت.
باید به این نکته توجه داشت که بسیاری از منافع ITS برای مصرف کننده نهایی نامعلوم و غیرمحسوس است. ITS سلامتی، ایمنی، کفایت و راحتی سیستم حمل ونقل و محیط را بدون آگاهی جامعه از عملکرد خود به ارمغان می‏آورد.
بنابراین برنامه‏های آگاه‏سازی عمومی برای ارائه به کاربران حمل ونقل حائز اهمیت فراوانی است؛ برنامه‏هایی مانند اینکه افراد چگونه می‏توانند از ایمنی، سلامت، اطلاعات بهتر، راحتی بیشتر و کوتاه‏تر شدن زمان سفر لذت ببرند و یا اینکه کل جامعه چگونه می‏تواند از محیطی سالم‏تر بهره‏مند گردد.

1-4- حیطه‏های بهره برداری از ITS و موارد استفاده آن
1-4-1- بهبود ایمنی و امنیت
خدمات ITS حمل ونقل را سالم تر و ایمن تر می سازد و می توان با بالا بردن توانایی آن از اثرات حوادث و بلایای طبیعی و انسانی کاست ؛ برای مثال ، با طر احی پیشین ( از قبل ) می توان زمان واکنش خدمات اضطراری را با تخلیه سریع مسیرهایی که به سمت منطقه حادثه دیده منتهی می شوند، کاهش داد . این خدمات می تواند با هشدار به مسافران در مورد شرایط و مناطق خطرناک و در صورت لزوم، مداخله در امر رانندگی از تعداد تصادفات و شدت جراحات ناشی از آن بکاهد. این سیستم ها می توانند مقررات ایمنی را به اجرا گذارند، رانندگی های خطرناک را متوقف سازند، بارهای مخاطره آمیز را کنترل نموده و در مورد وسایل نقلیه و کانتینرهای مشکوک نظارت به عمل آورند . سامانه های ITS می توانند برای عبور دوچرخه سواران و عابران و دیگر کاربران آسیب پذیر راهها با افزایش دید رانندگان نسبت به آنها یا با کاهش خودکار سرعت وسیله نقلیه ای که در حال نزدیک شدن به تقاطع است و یا با کمک به رانندگان به وسیله هشدارها و وسایل بصری، جاده ها را برای کاربران آسیب پذیر آن نمایان تر و ایمن تر سازند.
خدمات مربوط به ITS عبارتند از:
* انطباق هوشمند سرعت؛
* کمک به کاربران آسیب پذیر راه‏ها؛
* کنترل اوضاع جوی و شرایط جاده ای و اطلاعات؛
* کشف حادثه و سامانه های هشداردهنده؛
* سامانه های هشداردهنده تصادف؛
* حق تقدم وسایل نقلیه اضطراری؛
* سامانه های نظارت بر راننده؛
* اجرای قوانین ترافیکی سرعت و چراغ راهنمایی؛
* نظارت بر بارهای خطرناک؛
* ردیابی محموله های بار؛
* سامانه های افزایش دید راننده؛
* علامت گذاری مسیر و اولویت برای تخلیه مسیر؛
* طرح ایمنی کشوری؛
* بهره مندی افراد ناتوان از دید بهتر و ارائه اطلاعات به صورت دیداری.

1-4-2 -کمک در کاهش ازدحام
تراکم، مشکل عمده ای برای تمام شبکه های حمل ونقل محسوب می شود و افزایش کارآیی سامانه های موجود حمل ونقل، هدف اصلی برنامه های ITS در سراسر دنیا است. تراکم را می توان به کمک موارد زیر کاهش داد : تجهیز شبکه ها ITS برای بهبود بهره برداری به هنگام؛ معرفی سامانه های کنترلی؛ مدیریت تقاضا؛ تشویق به سفر در مناطق بدون ازدحام و یا استفاده از شیوه های حمل ونقلی جایگزین. خدمات مربوط به ITS عبارتند از:

کارآیی شبکه:
* کنترل ترافیک در سطح منطقه ای؛
* مدیریت ترافیک مسافت های طولانی؛
* راهنمای مسیر جایگزین؛
* کنترل متغیر سرعت؛
* کنترل ورودی بزرگراهها؛
* تشخیص حادثه و مدیریت آن؛
* اطلاعات راننده.

مدیریت تقاضا:
* کنترل دسترسی؛
* هزینه استفاده از راه؛
* هزینه برای عبور از نقاط پر ازدحام.

تشویق به تغییر شیوه سفر:
* برنامه ریزی سفر؛
* سامانه های اطلاعات به هنگام مسافر؛
* حق تقدم اتوبوس/ تراموا.

1-4-3- نظارت و محافظت زیست محیطی
در سال های اخیر نگرانی عمومی در مورد اثرات زیست محیطی ناشی از سامانه های حمل ونقل شدت یافته است. استفاده از وسایل نقل یه موتوری در سراسر دنیا کاهشی را نشان نمی دهد و ترافیک جاده ای بیشتر و بیشتر می‏شود. در نتیجه، اثرات زیست محیطی ناشی از دود و سروصدا به شدت در حال افزایش است . لازم است تا اقدامات اضطراری و مشخصی از سوی بخش حمل ونقل برای بهبود محیط زیست، به خصوص کاهش مونوکسید کربن (CO)11 و اکسیدهای نیتروژن 12(NOX) و مدیریت ترافیک شهری و بین شهری صورت گیرد.
توانمندتر کردن سامانه های حمل و نقل نیز می تواند منافع مشابهی برای محیط زیست به ارمغان آورد. در این مبحث ، ITS پیشنهادات بسیاری دارد . برای مثال، کاهش ازدحام ترافیکی و یا تشویق مردم به استفاده از وسایل نقل یه عمومی به طور مستقیم می تواند از دود ناشی از وسیله نقلیه و در نتیجه از آلودگی هوا بکاهد . اهمیت نظارت بر محیط زیست و ارزیابی پارامترهای مختلف زیست محیطی برای مشخص کردن تاثیر استراتژی ها و برنامه ها در حال افزایش است. شکل (1-1) نمونه ژاپنی از سیستم مدیریت حفاظت زیست محیطی را نشان می دهد.

شکل 1-1- سامانه های حمل ونقل هوشمند ایجاد شده توسط پلیس ژاپن

اکثر خدمات اشاره شده در بخش پیشین ، مربوط به حل مشکلات زیست محیطی است . در میان کاربردهای ویژه، کنترل دسترسی می تواند مناطق حساس و آسیب پذیر را محافظت کند. در حالی که پرداخت الکترونیکی هزینه به صورت قابل انعطاف13 ، رانندگانی را که قصد تردد در زمان بالا بودن خطر آلودگی هوا را دارند، به صورت خودکار جریمه می کند .کامیون داران بر مبنای مسافتی که طی می کنند باید هزینه استفاده از جاده را بپردازند و این امکان فراهم می آید که وسایل نقلیه ای که بیشترین زیان را به طور مستقیم بر زیرساخت وارد می سازند؛ هزینه اش را هم بپردازند.

1-4-4- کارآیی و بهره وری عملکردی
ITS میتواند بهره برداری از حمل ونقل را موثرتر سازد. سامانه های مدیریت ناوگان می توانند از هزینه‏های اداری و اجرایی کاسته و خدمات سودمندتری ارائه دهند . برای مثال، انجام محاسبات مطمئن تر برای زمان سفر و ارائه همزمان این اطلاعات به مسافرین جاده فناوری های موقعیت یابی و ارتباطی برای استفاده بهینه وسایل نقلیه و رانندگان ، واریز از قبل به صورت الکترونیک که شامل عملیات بین مرزی نیز می‏شود کنترل سازگاری و توزین در حال حرکت ، از هدر رفتن زمان، پیشگیری می کند. مزایای گسترده تر آن عبارتند از ؛ استفاده هوشمندانه تر از زیرساخت جاده ای، کاهش ازدحام و آلودگی، حوادث کمتر به علت کنترل شرایط وسیله نقلیه و راننده.
خدمات مربوط به موضوع ITS عبارتند از:
* مدیریت ناوگان؛
* توزیع امکانات به صورت کامپیوتری14 .
* تشخیص موقعیت خودکار وسیله نقلیه15 .
* ردیابی خودکار محموله های باری؛
* واریز از قبل به صورت الکترونیکی؛
* کنترل وسیله نقلیه از نظر سازگاری؛
* کنترل و نظارت بر راننده.

1-4-5- عوامل مربوط به راحتی
کاربران هر نوع سیستم حمل ونقل باید احساس راحتی، اطمینان و ایمنی داشته باشند. تایید مسیر، تخمین زمان سفر و ارائه اطلاعات مناسب در تقاطع ها و در نزدیکی ورودی ها و خروجی های بزرگراه‏ها، همگی نقش خود را ایفا می کنند . کنترل سرعت، کنترل دسترسی ورود به بزرگراه، هشدار پیش آگاهی در مورد تصادف و ازدحام ترافیکی و راهنمای مسیرهای جایگزین می توانند سفرهای زمینی را ساده تر و مطمئن تر سازند . تسهیلاتی مانند سامانه های چند رسانه ای که هم ناوبری و هم سرگرمی به وجود می آورند می توانند چنین کاری را انجام دهند . کاربران حمل ونقل عمومی نیز به استانداردهای بالایی از راحتی، آسایش و خدمات نیاز دارند.
ITS می تواند اطلاعات به هنگام مسافر را ارائه کند . برای این منظور به زمان بندی خودکار و سامانه‏های اولویت دهی برای بهبود حمل ونقل عمومی نیاز است. خدمات ITS مرتبط با این موضوع عبارت است از:
* اطلاعات به هنگام ترافیک و حمل ونقل عمومی؛
* راهنمای پویای مسیر؛
* موقعیت یاب خودکار خودرو؛
* سامانه های پرداخت توسط کارت هوشمند برای راههای عوارضی و استفاده در حمل ونقل عمومی.

1-5- مفاهیم اصلی
ITS پتانسیل بالایی برای یکپارچگی و عملکرد متقابل کاربردهای خود ارائه می دهد . برخی معتقدند که تنها با یکپارچه سازی اجزای ITS می توان به نتیجه مطلوب و بیشترین توان سامانه ها دست یافت . اجزای اصلی کار عبارت است از: برنامه ریزی، ارتباطات مناسب و هماهنگی موثر شرکا و سرمایه گذاران. یک الگوی خوب از اجرای ITS که جمع آوری شده است، سیستم "5T" در تورین ایتالیاست.
در حال حاضر، بسیاری از کاربردهای به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرند؛ زیرا اغلب استفاده از یک کاربرد در کوتاه مدت ارزان تر بوده و نگرانی در مورد تقابل داده های مبادله شده، واسط های تبادل اطلاعاتی، ارتباطات و نیازهای سخت افزاری مختلف که برای یکپارچه سازی یک سیستم جامع ITS موردنیاز است، وجود نخواهد داشت . با این وجود، برای آنکه ITS بتواند قدم های بعدی را بردارد و تاثیر و کارآیی آن بیشتر شود، باید یکپارچه سازی و ترکیب سیستم ها را مورد توجه قرار دهیم . در حالی که این یکپارچه سازی قطعاً بر پیچیدگی آن می افزاید، ولی انتظار می رود صرفه جویی قابل توجهی در اجرای بهینه سیستم و کارآیی کل سیستم به وجود آورد . برای مثال ، ترکیب و یکپارچه سازی سامانه های مدیریت پیشرفته حمل ونقل (ATMS) با سامانه های اطلاعات پیشرف ته مسافر (ATIS) که در بیشتر موارد این دو گروه خدمات که از نظر مفهومی با یکدیگر مرتبط هستند به طور مجزا توسعه یافته اند جنبه دیگر یکپارچه سازی سیستم ، قابلیت عملکرد متقابل سامانه ها می باشد؛ یعنی اطمینان از این که اجزای ITS می توانند با یکدیگر کار کنند . احتمالاً بهترین نمو نه این کا ر قابلیت کارآیی برچسب های عوارضی با وسایل نقلیه در یک منطقه است که می تواند در منطقه دیگر به طور پیوسته عمل کند. رابطه الکترونیکی وسایل نقلیه و زیرساخت باید با استفاده از اصول معماری سیستم و استانداردهای باز، طراحی شود تا قابلیت عملکرد متقابل فراهم آید.

1-5-1- فناوری ها
سامانه های ITS بر حیطه وسیعی از فناوری ها و عملکردهای پیش نیاز متکی است. این فناوری ها در فصل دوم به صورت مفصل تری شرح داده شده است.

ارتباطات:
* مایکروویو: رادیو با برد کوتاه و ارتباطات موج کوتاه اختصاصی بر مبنای مادون قرمز (DSRC) که برای دریافت الکترونیکی عوارض و عملکرد وسیله نقلیه تجاری16 ، استفاده می شود.
* ارتباطات موبایل(از راه دور ): برای اطلاعات به هنگام سفر؛ مدیریت ناوگان و واکنش اضطراری مورد استفاده قرار می گیرد.
* اینترنت: برای اطلاعات به هنگام سفر؛ برنامه ریزی سفر؛ تصاویر ترافیکی و پرداخت استفاده می شود.

موقعیت جغرافیایی:
* فناوری ناوبری جهانی :(GNSS-CN) برای موقعیت یابی ماهواره ای برای موقعیتیابی خودکار وسیله نقلیه (AVL) ، ردیابی و تعقیب، دریافت عوارض به صورت خودکار بر مبنای فاصله طی شده مورد استفاده قرار می گیرد.

سامانه های اطلاعاتی جغرافیایی :(GIS)
* برای پایگاه اطلاعاتی مبتنی بر موقعیت شبکه های حمل ونقل، خدمات مبتنی بر موقعیت و امور دیگر استفاده می شود.

جمع آوری داده ها و مبادله اطلاعات:
* برای اطلاعات و مدیریت به هنگام ترافیک استفاده می شود.

سامانه های دوربینی و دید مصنوعی17:
* برای اجرای قانون و امنیت مورد استفاده قرار می گیرد.

تشخیص و طبقه بندی:
* برای مدیریت ترافیک، مدیریت حادثه، سازگاری، ایمنی و امنیت به کار برده می شود.

سامانه های درون وسیله نقلیه:
* برای اطلاعات سفر، سامانه های کنترلی وسیله نقلیه و اجتناب از حادثه مورد استفاده قرار می‏گیرد.

نقشه دیجیتال:
این نقشه ها، پایگاه اطلاعاتی راه و شبکه های حمل ونقل هستند که در رسانه های دیجیتال )مانند لوح‏های فشرده ( با استفاده از واژه های مورد توافق داده ها و معرفی موقعیت استاندارد شده، ذخیره می‏شود. نقشه های دیجیتالی برای ITS به منزله یک واحد اصلی ارائه خدمات است.
* برای مدیریت ترافیک، اطلاعات ترافیک، راهنمای مسیر، مدیریت پارکینگ و مسیریابی، کنترل مسیر کامیون و مسیر تسهیلات تفریحی مورد استفاده قرار می گیرند.

شکل1- 2- مرکز مدیریت ترافیک

1-5-2- نقش های اصلی
برای یک شهر یا یک منطقه، ITS بخشی از برنامه کلی حمل ونقل و یا به صورت یک بسته اجرایی مشخص است . هیچ یک از خدمات ITS به تنهایی نمی تواند راه حل کاملی باشد . جدول(1-1) روش‏های متعدد ITS ( که در دسترس است) را نشان می دهد. در این صورت به چارچو بی اجرایی حاوی نحوه رسیدن به نتیجه مطلوب و مراحل اصلی و همچنین موانع سد راه نیاز است . این چارچوب باید طرح ها و عملکردهای موجود حمل ونقل را در نظر گیرد و مروری کلی بر اوضاع جاری حمل ونقل داشته باشد و شالوده را براساس اجماع بین تمام طرف‏های علاقمند به اجرای ITS و بهره برداری آتی طرح ریزی کند.
عاملین اصلی در توسعه ITS مشابه افرادی هستند که درگیر یک پروژه ساخت هستند ؛ یعنی مشتری ، مشاور حرفه ای، تامین کنندگان محصولات و خدمات، پیمانکاران و پیمانکاران جزء (در زمینه های تخصصی).
مشتری می تواند یک مرجع دولتی یا یک گرداننده خصوصی، یا یک گروه متشکل از چند کارگزار که تحت سرپرستی یک کارگزار رهبر عمل می نمایند، باشد . متخصصین ITS که در کار مشاوره، مدیریت پروژه و اجرا هستند، اغلب مهندس عمران ، برق یا مدیریت حمل ونقل و یا زیرشاخه های برنامه ریزی حمل ونقل می باشند . آنها نیازها و پیش بینی هزینه های پروژه را تعریف نموده و توسعه دهندگان و تامین کنندگان لوازمی مانند نرم افزارها و سخت افزارهای کامپیوتری ، آشکارسازها و سنسورها، شبکه‏های ارتباطی، دوربین ها و دستگاه های مربوط به زیرساخت و وسایل ثابت و قابل حمل را راهنمایی می کنند. پروژه های پیچیده ITS ممکن است به خدمات یکپارچه سازی سیستم و متخصصین مشابهی نیاز داشته باشد؛ به ویژه هنگامی که سامانه های یکپارچه شونده می بایست با یکدیگر به طور موثر و قابل اطمینان عمل کنند.
جدول 1-1- روش ها و کاربردهای ITS منظور شده در ITS city pioneers Toolbox

1-5-3- رویکرد سیستم
یک رویکرد جامع سیستم18 به پیاده سازی ITS یعنی توجه به مفاهیم فنی و معیارهای سازمانی که برای یکپارچه سازی فناوری های اصلی جهت ارائه خدمات موثر برای مصرف کننده ضروری است . برخی توصیه ها برای ITS در سطح برنامه ای و پروژه ای هستند و شاید با جنبه های فنی یا سازمانی آن آشنا نباشند .
کاربرد اطلاعات و فناوری های کنترل برای سامانه های حمل ونقل در هسته اصلی ITS قرار دارد. ترکیب فناوری ها برای اجرای کارهای ITS بر مبنای اصول مهندسی سیستم ها می باشد. بسیاری از مشکلات حمل ونقل ناشی از عدم دسترسی به اطلاعات به موقع، دقیق و قابل استفاده آسان و یا فقدان هماهنگی مناسب میان تصمیم گیرندگان است . برای مثال ، اقدام واکنشی در یک حادثه مرگبار در یک بزرگراه، به هماهنگی نزدیک مدیریت ترافیک، اطلاع رسانی به رانندگان و سامانه‏های مدیریت اضطراری نیاز دارد . فصل دوم نشان می دهد که چگونه برخی از فناوری های موجود را می توان برای اجرای ITS به کار برد . با روند رو به رشد پیشرفت فناوری هایی با توانایی های فنی بالا و کاهش هزینه های آنها، توانایی ها و هزینه های ITS نیز از آن پیروی می کند. در عین حال این فناوری ها بر مبنای یکدیگر ساخته شده و منجر به هم افزایی بیشتری می شوند. برای مثال، اطلاعات به دست آمده از سامانه جمع آوری خودکار عوارض (EFC) می تواند داده های وسیله نقلیه شناور را نیز برای مدیریت ترافیک ارائه نماید. به هرحال، برای شروع کاربرد ITS در حل مشکلات موجود ، اداره راه ملزم به سرمایه گذاری در تمامی فناوری های الکترونیکی جدید و پیشرفته نیست.

1-5-4- هماهنگی
بکارگیری ITS به طور عمومی با هماهنگی تعدادی از کارگزارها و سازمان ها با علا یق مشترک در زمینه های زیر مرتبط است : بهبود حرکت و ایمنی؛ تامین کنندگان خدمات حمل ونقل و متولیان شبکه حمل ونقل در شیوه های مختلف حمل بار یا مسافر؛ پلیس ترافیک و خدمات امدادی در یک طرح مدیریت اضطراری؛ مراکز کنترل و اطلاعات ترافیکی برای اطلاعات به هنگام ترافیک . بنابراین تقدم ITS در کسب آگاهی از گستر ه علا یق مشترک و جلب شرکای محلی برای اقدام یکپارچه و حل مشکلات مشترک است. امکان دارد این موارد شامل سازمان های ( جدید( ؛ مانند سازمان های مالی، خرده فروشان، بنگاه های نشر اخبار، متولیان ارتباطات راه دور و تامین کنندگان خدمات تجاری، گردد . اغلب نقشی برای یک پیش رو در زمینه 19ITS در اتخاذ نوآوری ها، مشاوره برای ادامه کار و مطلع نگه داشتن تمام شرکا و مجریان وجود دارد.

1-5-5- معماری ITS
اصطلاح ( معماری) چارچوبی ساختاری را شرح می دهد که در آن اجزای سامانه های ITS مانند محصولات و خدمات به کار گرفته شده در ساخت یک بنا ، طوری کنار هم گردآوری شده اند که همگی بتوانند به نحو موثری کار کنند . معماری ITS الزامات عملکردی و وظایف اجزای سیستم به صورت انفرادی را تعیین کرده و جایی را که واسط های ، استاندارد، منافع زیادی به بار می آورد، نشان می دهد. تحلیل معماری سیستم ، نحوه تاثیر متقابل سیستم ها را تعیین نموده و وظایف تک تک اجزا در روند اجرایی را نیز مشخص می سازد. معماری سیستم باید به طور قطع بر مبنای تجزیه و تحلیل عملکردهای سامانه و توانایی های آن در مورد خدمات کاربر باشد.
معماری ITS استفاده از کاربردها، فناوری ها و یا اجزای ویژه ITS ر ا به عنوان پیش فرض در نظر نمی گیرد. معماری ITS بایستی کلی باشد تا به توسعه دهندگان سامانه ها، آزادی کافی برای طراحی آنچه را که بهینه ترین راه حل می دانند داده شود؛ در عین حال دستیابی به استانداردها مناسب و تطبیق واسط ها برای قابلیت اجرای متقابل و نیز توسعه آن در آینده ضروری است . اگر طرح قابلیت تغییر سازنده اجزا را داشته باشد ، باعث ایجاد رقابت شده و زمینه را برای بهبود هزینه، طرح، عملکرد و ایمنی در آینده فراهم می سازد. فصل سوم به جزئیات بیشتری در مورد معماری سیستم می پردازد.

1-5-6- خدمات کاربر
ITS زمینه های پیشرفت فراوانی را تحت پوشش قرار می دهد و در طرح ها و پروژه های مختلف، اجرا شده و یا اجرا خواهد شد . زمینه مورد استفاده ITS به وسیله خدمات کاربر که نشان می دهد چه سامانه هایی از دید مصرف کننده موثر خواهند بود، تشخیص داده می شود. مفهوم خدمات کاربر این امکان را به وجود می آورد که در شروع تعریف پروژه خدمات سطح بالایی برای مشکلات طرح، تعیین گردد و نیازهای اصلی کاربران نیز برطرف شود.
کشورهایی که سامانه های ITS را اجرا کرده‏اند، درباره دامنه وسیع خدمات کاربر به اجماع رسیده‏اند. برای مثال، برخی از کشورهای اروپایی مجموعه مشترکی از خدمات کاربر ITS را توسعه داده اند. در جدول (1-2) طبقه بندی مرکبی از خدمات کاربر پیشنهاد شده توسط سازمان استانداردهای بین المللی (ISO) به عنوان مجموعه ای از " سامانه های اطلاعاتی حمل ونقل و کنترل " (TICS مترادف با ITS) ارائه شده است.
جدول 1-2- خدمات کاربر که توسط سامانه های ITSارائه م یشود (رجوع شود به پیوست ۱(

هر یک از این خدمات مستقل از یک فناوری خاص می باشد به گونه ای که می توان آن را با بیش از یک فناوری فراهم کرد و البته این خدمات کاملاً از یکدیگر مستقل نیستند؛ برای مثال، سامانه های پرداخت یکپارچه، به عنوان خدمتی برای کاربر، به مدیریت تقاضای خدمت کاربر مر بوط است . مثلاً مفاهیم امنیت و ایمنی در مدیریت حادثه و خدمات پرداخت از قبل برای وسایل نقلیه تجاری نیز مطرح است.
در این بخش برای سهولت بحث در مورد خدمات کاربر آنها را به هفت گروه اصلی بر حسب ترتیب حروف الفبا، آن گونه که در روزهای اولیه ITS انجام می شد، تقسیم کرده اند:
* سامانه های پیشرفته مدیریت ترافیک ATMS-
* سامانه های پیشرفته اطلاعات مسافر- ATIS
* سامانه های کنترل پیشرفته وسیله نقلیه – AVCS
* عملکرد وسایل نقلیه تجاری – CVO
* سامانه های پیشرفته حمل ونقل عمومی – APTS
* سامانه های پرداخت الکترونیکی – EPS که شامل جمع آوری عوارض الکترونیکی در شمال آمریکا ،(ETC) جمع آوری الکترونیکی ورودیه (EFC) در اروپا و جمع آوری خودکار ورودیه (AFG) می باشد.
* سامانه های ایمنی و امنیتی – SSS
با چنین مجموعه عظیمی از خدمات در دسترس کاربران ITS، تصمیم گیرندگان امور حمل ونقل ، آزادی بیشتری برای توسعه استراتژی های مناسب و انتخاب ر اهکارهایی برای حل مشکلات دارند ؛ اما لازمه اجرای موثر ITS، تعهد و اتخاذ تدابیر روشن و شناسایی و ارائه اطلاعات لازم به متخصصین صلاحیت دار در زمینه ITS است.
طی ده تا پانزده سال گذشته، صدها آزمایش عملی ITS در اروپا، آمریکا و در منطقه پاسیفیک / آسیا اجرا شده است.

1-6- سامانه های پیشرفته مدیریت ترافیک20
ATMS برای تامین حداکثر ایمنی و استفاده موثر از ظرفیت شبکه راههای شهری و بین شهری طراحی شده است . کاربردهای مربوطه عبارتند از:
* کنترل ترافیک شهری؛
* هماهنگی چراغ های ترافیکی برای به حداقل رساندن تاخیرها و کنترل صفوف ترافیکی؛
* مدیریت ترافیک برای حوادث ویژه؛
* مدیریت ترافیک در کریدورهای طولانی (شامل کریدورهای بین مرزی)؛
* مدیریت تقاضا و جریان وسایل نقلیه؛
* راهنمای مسیر جایگزین؛
* تشخیص حادثه و واکنش)یعنی واکنش نسبت به تصادفات و از کار افتادگی وسایل نقلیه(؛
* اعمال قانون؛
* سامانه های هشداردهنده جوی.
برای ارائه این سیستم ها، مراجع ملی، منطقه ای و شهری در مراکز مدیریت ترافیک مدرن و مجهز به کامپیوتر (TMCS) و مراکز کنترل ترافیک (TCCS) سرمایه گذاری می کنند. این مراکز منابع مهمی از داده ها را تولید می کنند و آنها را برای آگاه سازی و توصیه به رانندگان از طریق مراکز اطلاعاتی ترافیک (TICS) و خدمات با ارزش افزوده آن گونه که در مورد مرکز مدیریت حمل ونقل برلین شرح داده شده است مورد پردازش قرار می دهند.

1-6-1- کنترل ترافیک شهری21 (UTC)
سامانه هایUTC برای کاستن از ازدحام و تصادف معرفی گردیده اند؛ برای مثال SCOOT و SCATS که جزو اولین کاربردهایITS هستند. کنترل کامپیوتری ترافیک شهری در سراسر دنیا به شکل یک امر معمول درآمده و دامنه آن از 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 وسیله 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 (UTC) دارای چهار مشخصه است:
* جمع آوری خودکار داده ها در مورد سرعت و حجم ترافیک، با استفاده از وسایلی مانند حسگرهای جاده ای، دوربین های نظارتی ،CCTV تشخیص خودکار پلاک (ANPR) و داده های وسایل نقلیه شناور ؛(FVD)
* کنترل چراغ های ترافیکی بر مبنای این داده ها؛
* تهیه داده ها برای خدمات اطلاعاتی سفر، یعنی VMS و بنگاه های نشر اخبار محلی؛
* هشدار خودکار حادثه برای سازمان های ذیربط مانند پلیس، ادارات مربوطه.
امروزه سامانه های UTC سهم بیشتری در کاهش آلودگی، صرفه جویی در انرژی و حفاظت محیط زیست دار ند. این سامانه ها همچنین می توانند تقدم به هنگام چراغ های راهنمایی را برای حمل ونقل عمومی فراهم ساز ند (بخش 2-10-1 را مشاهده کنید).
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 ۱۹۹۸ در ناگانو(ژاپن ) و سیستم SCATS6 که برای بازی های المپیک ۲۰۰۰ سیدنی )استرالیا( معرفی شدند.

1-6-2- کریدور آزادراهی و مدیریت بزرگراه
سامانه های پیشرف ته مدیریت می توانند به نحو پویایی شرایط جاده و اوضاع جوی، جریانه ای ترافیکی ، سرعت وتاثیرات حوادث را تحت کنترل داشته باشند . آنها از اطلاعات به دست آمده )که ممکن است متشکل از پیش بینی هایی مبنی بر سوابق داده ها باشد( برای موارد زیر استفاده می کنند:
* قادر ساختن متولیان راه در بکارگیری ابزارهایی مانند پیام های توصیه ای و هش داردهنده (اغلب به صورت خودکار مثلاً از طریق VMS) ، محدودیت سرعت متغیر، کنترل دسترسی ورود به اتوبان، کنترل خط عبور و کنترل مسیرهای تخلیه اضطراری؛
* آگاه سازی مسافران به صورت خودکار از شرایط خطرناک، فاصله (و زمان سفر ) تا تقاطع های مهم، مسیرهای جایگزین و محدودیت های سرعت متغیر.
مسیرهای جایگزین به صورت بین مرزی در منطقه طرح CENTRICO فعال است. کنترل دسترسی ورودی اتوبان سبب می‏شود تا چراغ های راهنمایی بزرگراهها بتوانند به طور خودکار با عکس العمل در برابر ترافیک سنگین – که در پیش روست – مقدار ترافیک عبوری را کنترل نمایند و در نتیجه چگالی ترافیک را کمتر از حد اشباع نگاه دارند.
محدودیت های سرعت متغیر به طور موفقیت آمیزی در ملبورن (استرالیا) و لندن (خط کمربندی M25 بریتانیا ) معرفی شده اند. تشخیص ترافیک سنگین به طور خودکار، محدودیت های موقتی سرعت را تولید می کند که بر روی تابلوهای بالاسری در اتوبان ها به نمایش در می آید و موجب کاهش سرعت وسیله نقلیه به نحو کنترل شده ای گشته و به شکل موثری بر ظرفیت راه می افزاید.

1-6-3- مدیریت تقاضا
یک روش برای کاستن از ازدحام، مدیریت تقاضای ترافیک است. به نظر می رسد که این روش به فناوری های 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 سرنشین (HOV) است. مهم ترین طرح 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 . استفاده از EFC در پرداخت هزینه تراکم و هزینه عبور از جاده در بخش ( ۱-11-1 ) در ادامه آمده است.
خطوط HOV در بسیاری از مناطق آمریکا ، در اواخر دهه ۹۰ برای وسایل نقلیه ای که حداقل دو نفر سرنشین دارند معرفی گردید تا مردم تشویق به استفاده مشترک از خودرو شده و در نتیجه ، تراکم کاهش یابد . به هرحال، تردید در خصوص تاثیر آن، منجر به تدابیری جهت استفاده از خطوط HOT22 (وسایل نقلیه پرسرنشین یا عوارض) شد که وسایل نقلیه تک سرنشین می توانند از آن خطوط با پرداخت عوارض استفاده کنند.

1-6-4- 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 خدمات ITS موضوع مشترکی است؛ برای مثال اجرای آن برای کاستن از تصادفات، تشویق مردم برای پذیرش پرداخت هزینه عبور از جاده ها و افزایش پیروی مردم از قوانین ترافیکی بسیار اهمیت دارد . این عوامل برای استفاده از فناوری های جدید جهت مقابله موفقیت آمیز با مشکلات و چالش ها اهمیت بسیاری قائل می شود.
بیش از بیست سال است که اجرای خودکار قانون ، برای تخلف اتی نظیر عبور از چراغ قرمز و عدم رعایت محدودیت سرعت به کار گرفته شده است . در ایالات متحده آمریکا، تقاطع های دارای سیستم اجرای قانون تخلف چراغ قرمز ، شاهد کاهش بیش از ۵۰ درصد این نوع از تخلفات و کاهش ۷۰ درصد در تصادفات بوده اند.

شکل 1-3- دوربین کنترل سرعت گتسو

به هرحال ، افزایش استفاده از تصاویر ویدئویی دیجیتال و فناوری پردازش تصویر و همچنین شناسایی الکترونیکی وسایل نقلیه، زمینه را برای گسترش کاربرد ITS در طیف وسیع تری از تخلفات 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 دو وسیله، راندن در یک خط عبور، هزینه ورود به مناطق پر ازدحام و پرداخت عوارض . فصل دوم به شرح مفصل تری از این فناوری ها می پردازد.

1-7- سامانه های پیشرفته اطلاعات مسافر
در این راهنما، ATIS به عنوان پوشش دهنده اطلاعاتی سفرهای زمینی تجاری و خصوصی توسط شیوه های مختلف حمل ونقلی معرفی شده است. اطلاعات حمل ونقل عمومی ، در بخش)1-10-1) مورد توجه قرار خواهد گرفت . مشخص نبودن زمان سفر و زمان ورود ، مشکل بزرگی برای مسافر ان راهها و شرکت های تحویل دهنده کالاست . مسافرین " هوشمند "و مدیران ناوگان ، برای اتخاذ تصمیم‏های آگاهانه به اطلاعات بسیار معتبر نیاز دارند . سال هاست که متولیان حمل ونقل ملی، منطقه ای و متولیان شهرداری ، 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 ونقل عمومی شده اند.
سامانه های اطلاعات مسافر (TIS) ، به منظور ارائه اطلاعات دقیق از اوضاع ترافیکی طراحی شده است تا مسافران و مدیران ناوگان بتوانند زمان، مسیر و شیوه سفر و کالارسانی را بر اساس آن تنظیم نمایند. رانندگان می توانند پس از آگاهی از اوضاع ترافیک، جهت دوری از تصادف ، ازدحام یا شرایط جوی نامطلوب، بر مبنای سابقه پیشین و یا داده های به هنگام TIS نیز می تواند 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 ونقل ترکیبی را ارتقا دهد، برای مثال تشویق رانندگان به پارک کردن ماشین و ادامه مسیر توسط وسایل نقلیه عمومی)به طور نمونه به علت در پیش رو بودن ازدحام یا آلودگی زیاد هوا( . سامانه های اطلاعات پارکینگ نیز با آگاه سازی رانندگان از فضاهای پارکینگ در دسترس ، سهم به سزایی در کاهش ازدحام و آلودگی هوا دارند.
کاربردهای ATIS دو پیش نیاز کلی دارند:
* جزئیات اطلاعات بهره برداری، که اغلب توسط ATIS تولید می شود؛
* ابزارهای انتقال این اطلاعات به مسافران.
در عین حال که ATIS به طور کلی مسئولی تی 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.

1-7-1- ATIS درون خودرویی
ساده ترین انواع ATIS در ارتباط با گزارش های ترافیکی است که از طریق رادیو ی ترافیک و اطلاع رسانی شبکه های عمومی رادیو در مورد ازدحام و حوادث و شبکه های رادیو یی پیام های ترافیکی (HAR) و رادیوهای محلی در مورد محل های شناخته شده ازدحام ترافیکی، مخابره می شوند.
پیشرفت های اخیر عبارت است از سیستم RDS/TMC 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 مانند Itis و Traffic master (بریتانیا) و Media mobile(فرانسه)، خدمات اطلاعاتی زمان سفر و نظارت بر ازدحام ترافیکی را که به دستگاههای 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 است – سرمایه گذاری می کنند.

1-7-2- زیرساخت های مبنایATIS
تابلوهای پیام متغیر (VMS) ، می توانند به صورت خودکار هشدارهایی در مورد وضعیت ترافیک ، راهها و وقوع حوادث در نزدیکی خود را نمایش دهند و موجب افزایش امنیت شبکه جاده ای گشته و به را نندگان 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 بزرگراههای مجهز به این سامانه گشته است . همچنین VMS می تواند اطلاعاتی را که از مدل های پیش بینی در مراکز کنترل ترافیک (TCCS) دریافت کرده، نمایش دهد.
باجه های اطلاعاتی الکترونیکی که در محل ارائه خدمات عمومی یا تقاطع ها قرار گرفته اند ، از دیگر رسانه های زیرساختی به حساب می آیند.

1-7-3- 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) نیز مخابره کرد (تصویر ۱-5). به نقشه های ازدحام ترافیک و فیلم های ویدئویی مربوط به ترافیک ، از طر یق اینترنت در خانه یا محل کار می توان دسترسی یافت. از متداول ترین وسایل ارتباطی یعنی تلفن ، بهترین بهره برداری انجام گرفته است؛ مانند Traffic Wales در بریتانیا و شماره ۵۱۱ در آمریکا.

شکل 1-4- تلفن شبکه ای با صفحه لمسی

1-7-4- 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، دشوار می سازد. سامانه ناوبری "SatNav" و سامانه های راهنمای مسیر با استفاده از ماهواره و نقشه های دیجیتالی بر روی لوح فشرده (یا DVD) ذخیره شده اند تا راه حل هوشمندانه ای 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 اتوبوسرانی، راهنمای مسیر اتوبوس ها و شبکه های تراموا. جزئیات بیشتر شامل پلاک منازل، کدهای پستی، پل های کوتاه، مکان های جالب و همین اواخر محدودیت های سرعت نیز می شود.

راهنمای سفر بلاپونت

کامپیوتر جیبی، راهنمای مسیر آندرومدا

راهنمای مسیر توسط کامپیوتر جیبی، کامپک

راهنمای مسیر سای/نو

واحد موبایل GPS برای راهنمایی مسیر، دلفی

نقشه ترافیکی بهنگام اینترنتی
شکل 1-5- ادواتی برای نمایش اطلاعات ترافیک و سفر

سامانه های پیشرفته برای اجتناب از ازدحام، از طریق محاس به شرایط به هنگام ترافیک و استفاده از پخش دیجیتال رادیویی ترکیب کدهای اطلاعات ترافیک RDS/TMC (در اروپا )، راهنمای پویای مسیر را فراهم می سازند . ارتباطات دوطرفه توسط یک کامپیوتر مرکزی انجام می شود و استفاده از تلفن همراه نیز امکان پذیر است. سیستم ها اجازه می دهند تا رانندگان مقصد خود را وارد کنند، سپس بهترین مسیر را محاسبه کرده و راهنمایی لازم را از طریق صفحات نمایشی یا یک ابزار صوتی به اطلاع راننده می‏رسانند. روش دیگر آن است که صفحه نمایشگر شرایط جاری ترافیک را نشان می دهد و انتخاب مسیر را بر عهده راننده می گذارد.

1-8- سامانه های پیشرفته کنترل وسیله نقلیه23
AVCS، سامانه های هوشمند وسیله نقلیه (IV) و سامانه های هوشمند موسوم به وسیله نقلیه راه 24(IVHS) یا سامانه های تعاملی راه وسیله نقلیه (CVHS)25 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 غیرعمدی ، 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 راهها، ظرفیت آنها 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 دولت با هدف کاستن از تعداد تصادفات با استفاده از فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی (ICT) است.
فناوری هایی که هم اکنون در دسترس است عبارتند از : کنترل اصطکاک ؛ سامانه های ترمز ضد قفل ABS)) که راه را برای برنامه های پایداری الکترونیکی ESP))26 جهت بهبود اصطکاک سطحی هموار ساخته است و سیستم تطابق با سرعت حرکت در راه ACC))27 که اخیراً 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 دهد و یا در اجتناب از آنها به راننده کمک می کند و به طور خودکار از تجهیزاتی مانند کیسه هوا جهت پیشگیری از صدمات ناشی از تصادف استفاده نموده و در نتیجه از شدت هر برخوردی می کاهد و در همان حال، اعلان خطرهای اضطراری خودکار را به کار می‏اندازد.
سرعت نامناسب ، دلیل عمده تصادفات است . سامانه انطباق هوشمند سرعت ISAدر 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 خود 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:
* سامانه های هشدار و پیشگیری از تصادف؛
* سامانه های هشدار و پیشگیری از واژگون شدن کامیون؛
* سامانه های پیشگیری از تصادف اتوبوس؛
* شناسایی وسیله نقلیه از دور؛
* شناسگرهای خواب آلودگی راننده، برای کاهش تصادفات ناشی از خستگی با دادن هشدارهای صوتی و لمسی؛
* 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؛
* اجتناب از تصادف در تقاطع، که در حال حاضر در آمریکا در حال آزمایش است و رانندگان را از نزدیک شدن به وسایل نقلیه ای که هنوز قابل رویت نمی باشند، آگاه می سازد؛
* اعزام وسایل نقلیه تجاری به صورت ناوگان جمعی.
یکی از ویژگی های مهم سامانه های کنترل پیشرفته خودرو ، قابلیت بهره برداری دو مرحله ای آن 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 های هیدرولیک وسیله نقلیه ، عملی است؛ برای مثال ، اگر راننده هشدار در مورد تغییر خط ناگهانی را جدی نگیرد و یا سرعت غیرمجاز داشته باشد، سامانه الکترونیکی AVCS به طور مستقیم دخالت کرده و فرمان را به سمت مسیر درست هدایت کرده و یا به وسیله کم کردن گاز از سرعت می کاهد.
البته موانع عمده اجتماعی، فرهنگی و قانونی برای به واقعیت درآمدن این امکانات وجود دارد. رانندگان باید خود را برای چه مقدارکنترل 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 آ نها اجباری می شود؟ اگر این سیستم موفق نشود ، چه کسی مسئول خواهد بود؟ فرض بر آنکه این موانع برطرف شدند، این امکان وجود دارد تا در حال حاضر شاهد بهره برداری از سامانه AVCS باشیم و یا روند 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.

1-8-1- سامانه های ایمنی
فناوری های پیشرفته اطلاعاتی و ارتباطی (ICT) سهم به سزایی در ایمنی راهها داشته و سامانه های پیشرفته و مقتدر ایمنی می‏توانند شانس بیشتری را برای کاربران راه جهت اجتناب از حوادث و یا جان بدر بردن از آن فراهم می کنند. پیشرفت هایی در کنترل وسیله نقلیه با هدف ایمن تر کردن رانندگی و تاثیرگذاری بر رفتار راننده ، در بالا شرح داده شد. تصادفات همچنین می توانند ناشی از وضع هوا و یا وضعیت سطح راهها باشد. هشدارهای پیشرفته در مورد وضعیت جوی قادر به انجام کارهای زیر هستند:
* اجتناب رانندگان از ورود به مناطق خطرناک؛
* واکنش متولیان راهها 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 تخل یه مسیر ، جهت دسترسی وسایل نقلیه اضطراری.
دوچرخه سواران و عابران نیز می توانند از مزایای ITS بهره مند گردند . عابران ؛ به ویژه در عبور از جاده آسیب پذیر هستند و ITS سالمند و کودکان و افرادی که مشکل حرکتی و یا ناتوانی های دیگری دار ند، 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 آن 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.

شکل 1-6- تشخیص دوچرخه

1-9- سامانه های بهره برداری وسیله نقلیه تجاری
نیاز به مقررات از طریق دریافت جواز عبور، کنترل وزن و پرداخت عوارض برای استفاده از جاده موجب تاخیر در کار کامیون ها 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 کنترل‏های ایمنی متداول مطابق شود. سامانه های توزین در حال حرکت (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 غیرمعمول را امکان پذیر می سازد . افراد ذینفع تنها متولیان راه نیستند: مسئولین انتظامی نیز می توانند وسایل نقلیه مشکوک را مورد بررسی قرار دهند.
در اینجا بیشتر وسایل نقلیه با بار بیش از حد مجاز مد نظر هستند؛ زیرا بر سطح راه خسارت وارد کرده و خطر بروز تصادفات 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 و هم مرکز کنترل را برای اقدام مناسب می توان باخبر ساخت .نظارت موثر؛ به ویژه برای کانتینرها از نظر ایمنی بسیار اهمیت دارد.

شکل 1-7- تشخیص عابر پیاده، تکنولوژی دید دیجیتال
تعیین مکان خودکار وسیله نقلیه(AVL) هسته مرکزی مدیریت مدرن ناوگان است. این سامانه به گردانندگان کمک می کند تا ناوگان و بارها را به شکل موثرتری اداره کرده و در نتیجه به منافع لجستیکی و اقتصادی برسند . تمرکز و حساسیت زمانی در مورد توزیع بار رو به افزایش است، مشتریان خواستار تحویل 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 سامانه‏های کنترل هوشمند و اعزام و تعیین مسیر با پردازش الکترونیکی اسناد و نیز دستیابی آسان به اطلاعات موجود در آن و کنترل مسیرهای مجاز یا درخواست شده را افزایش می دهد. وسیله نقلیه بر پایه ITS و ردیابی محموله باری با استفاده از فناوری های ITS، می تواند باعث حرکت به سمت جابجایی بار کانتینری باوسایل مختلف شود که اگر از ترکیبی از شیوه های حمل ونقلی مانند جاده، راه آهن و راههای آبی داخلی استفاده شود ، حمل بار آسان تر و مفیدتر صورت خواهد گرفت.

1-10- سامانه های پیشرفته حمل ونقل عمومی
کاربردهای APTS به منظور بهبود کیفیت و سهولت استفاده از حمل ونقل عمومی ایجاد شده است که شامل سامانه های اطلاعاتی به هنگام، تعیین کرایه، رزرو از قبل و برنامه ریزی سفر، نیاز به حمل ونقل پاسخگو و هم پیمایی (سفر اشتراکی)، زمان بندی خودکار برای مدیریت بهتر ناوگان و افزایش امنیت است . تمامی این خدمات کمک می کند تا حمل ونقل 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.

شکل 1-8- سرویس ردیابی خودرو – هندوستان

1-10-1- اطلاعات حمل ونقل 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 حرکت و نیز زمان رسیدن و پیشنهاد مسیر درون وسیله نقلیه در محل ایستگاه، خانه یا محل کار، در خیابان و یا با استفاده از شیوه های دیگر حمل ونقل 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 صوتی و کامپیوترهای جیبی (PDA) فراهم نمود. خدمات مهم تر شامل برنامه ریزی سفر، انتخاب های مختلف براید 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 ونقل چند شیوه ای است از نوعی که دولت بریتانیا آن را شکل پیشرفته ای از طرح نوآوری حمل ونقل مستقیم خود می داند، که استفاده از حمل ونقل 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.

شکل 1-9- تابلو پیام متغیر اتوبوس

شکل 1-10- اطلاع رسانی داخل واگن برای مسافرین

1-10-2- تقدم حمل ونقل عمومی
با یکپارچه سازی سامانه های حمل ونقل 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 که به تقاطع های چراغ دار نزدیک 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 جاده، آنتن‏های کنار جاده و یا سامانه های ماهواره ای انجام شود است که در آلمان،" مسیر اتوبوس هدایت شده " ، سیستم دیگر برای تقدم بخشیدن به وسایل حمل ونقل عمومی استرالیا و بریتانیا انجام شده و مسیرهای قراردادی اتوبوس را به 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 ، چرخ هایی که بر روی چرخ های جلویی وسیله نقلیه سوار شده است ، اتوبوس را در امتداد جدول بندی برجسته هدایت می کند و نیازی به هدایت فرمان توسط راننده نیست. سیستم الکترونیکی بر پایه کابل الکتریکی بنا شده که در مرکز مسیر اتوبوس در راه دفن شده و سیستم ردیاب القایی درون وسیله نقلیه به طور مستمر چرخ ها را برای نگهداشتن اتوبوس 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.

1-10-3- مدیریت و لجستیک ناوگان حمل ونقل عمومی
ITS از بهره برداری موثر و مدیریت ناوگان وسایل نقلیه حمل و نقل عمومی حمایت می کند. موقعیت یاب های AVL درون وسیله نقلیه ، به طور مستمر داده هایی را که متولی مرکز کنترل را نسبت به نظارت برنامه زمانی وسیله نقلیه عمومی و تنظیم زمانی برای دیر یا زود نرسیدن قادر می سازد، انتقال می‏دهد. نظارت خودکار ناوگان نیز می تواند هشدارهای زودهنگام در مورد نیازهای نگهداری و تعمیر و پیشگیری از احتمال از کار افتادن وسیله نقلیه ارائه دهد.
سامانه های تشخیص باز و بسته شدن در و جمع آوری خودکار کرایه (AFC)، داده های با ارزشی مانند بارگیری، طول سفر و زمان سفر را برای متولیان حمل ونقل عمومی فراهم می سازد که آنها می‏توانند برای ارزیابی استفاده از مسیر و خدمات برای تامین نیازهای مسافران و جدول بندی نوبت کاری رانندگان و بهبود مدیریت مالی از این داده ها استفاده کنند.

1-10-4- حمل ونقل اشتراکی با انعطاف بالا
سامانه های حمل و نقل اشتراکی و حساس به تقاضا28 که مبتنی بر ITS هستند ، پلی را بین حمل ونقل عمومی و خصوصی ایجاد می کنند. کاربران واقعی ، برای مشخص کردن مقصد خود و نیز آگاهی از زمان مناسب برای سفر و هر نیاز خاص دیگر ، با مرکز کنترل تماس می گیرند. این مرکز برای تشخیص و اعزام نزدیکترین وسیله نقلیه – که مسافران دیگری را هم حمل می کند- از مسیرهایی که توسط سامانه موقعیت‏یاب AVL مناسب تشخیص داده می شود، استفاده می کند . هزینه ها می‏تواند به طور خودکار از حساب ، کم شود . ناوگان می تواند از وسایل نقل یه عمومی یا تاکسی ها تشکیل شده باشد. هم پیمایی که در تعدادی از شهرهای اروپایی و آمریکای شمالی معرفی شده است ، مفهومی مشابه دارد و کاربران 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 میشود و بدین ترتیب در هزینه و فضا صرفه جویی به عمل می آید.

1-11- سامانه های پرداخت الکترونیکی
سامانه های مدرن پرداخت الکترونیکی ، مزایای عمده ای نسبت به پرداخت نقدی برای متولیان راه و حمل ونقل و مسافران آنها ارائه می دهند. اکنون سامانه ETC/EFC در ر اهها، پل ها و تونل 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 پذیرتر بلیت، هزینه های کمتر اداری و مدیریتی و بازاریابی بهتر اطلاعات را فراهم می سازد؛ در حالی که در وقت مسافران نیز صرفه جویی می شود و آنها از یک سفر راحت و امن ، بدون پرداخت وجه نقد نیز احساس رضایت می کنند . سامانه های پرداخت الکترونیکی (EPS) همچنین در پی قابلیت کارآیی متقابل و سازگاری بین روش ها و سامانه‏های حمل ونقل با استفاده از یک وسیله پرداخت هوشمند و منحصر به فرد هستند.

1-11-1- سامانه های ETC/EFC
سامانه ETC/EFC رانندگان را قادر می سازد تا بدون توقف در باجه های مخصوص ، عوارض و دیگر 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 و با رسیدن وسیله نقلیه به محل دریافت عوارض با استفاده از اشعه مادون قرمز یا مایکروویو بر مبنای فناوری اختصاصی با دامنه کوتاه (DSRC) خوانده می شود، استفاده می شود . این فناوری‏ها، 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؛ و یا 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 407 در تورنتو (کانادا) و راه ارتباطی شهر ملبورن‏ (استرالیا) در حال اجرا می باشد.
سامانه های EFC بر مبنای ارتباطات برد کوتاه اختصاصی (DSRC) به سرمایه گذاری اساسی زیر بنایی در تهیه دروازه‏های فلزی برای نصب آنتن جهت قرائت در خطوط مشمول عوارض نیاز دارد. با ظهور سامانه های موقعیت یاب، قرار دادن دروازه‏های " مجازی " مکان‏یابی مدنظر قرار گرفته است . سامانه‏های مکانیابی مجازی (VPS) از فناوری ماهواره‏ای جهت تعیین موقعیت وسایل نقلیه‏ای که مجهز به دستگاه‏های نصب شده درون اتومبیل (IVUS) هستند، استفاده می‏کند. این سیستم‏ها که از نظر واژگان فنی GNSS-CN نامیده می‏شود، برای سیستم ناوبری ماهواره‏ای جهانی و شبکه‏های موبایل، به صورت گسترده ای در هنگ‏کنگ مورد آزمایش قرار گرفته است . در محدوده شبکه راههای دارای 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 داده‏های مربوط به پرداخت حق عبور را با استفاده از ارتباطات بی‏سیم توسط لینک‏های 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 دروازه‏های فلزی، سامانه VPS برای متولیان راه انعطاف پذیری بالایی را جهت تعیین محل دقیق اخذ عوارض و یا حق عبور متناسب ارائه می‏دهد، مثلاً تنظیم هزینه عوارض براساس جریان ترافیک موجود یا روز هفته . مثلاً در شیوه دریافت هزینه به ازای مسافت طی شده، کاربران قادر خواهند بود هزینه‏ها را با هزینه شیوه‏های دیگر حمل و نقلی مقایسه کنند، در نتیجه مردم تشویق میشوند تا روش‏های دیگر حمل ونقل را نیز مورد توجه قرار دهند.

شکل 1-11- دریافت عوارض بدون نیاز به توقف در شهر تروندیم (نروژ)

سامانهVPS ، مبنای طرح دریافت حق عبور کامیون های سنگین (LRUC) در آلمان است. احتمالاً از VPS در طرح مشابه بریتانیا که قرار است در سال 7-2006 اجرا شود ، نیز استفاده خواهد شد . اتحادیه اروپا (EU) آن 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 راههای عوارضی کاسته و با کاهش فرار از پرداخت عوارض، امنیت را نیز بهبود بخشیده است که بخش اعمال قانون آن از طریق شناسایی خودکار پلاک خودرو میسر است. همچنین، کانال های ارتباطی دوطرفه این سیستم را می توان برای ارتباطات و 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.

شکل 1-12- تکنولوژی دریافت عوارض(ژاپن)

1-11-2- کرایه و فروش بلیت حمل ونقل عمومی
متولیان حمل ونقل عمومی شهری ، به تدریج آگاهی بیشتری در مورد قابلیت های ITS پیدا می کنند. فروش بلیت به صورت کارت هوشمند و جمع 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 و احتمال دزدی و فریب نیز می کاهد. فروش بلیت غیرتماسی29 ترکیبی از دو سیستم کارت هوشمند (برای انجام معامله ایمن) و انتقال فرکانس رادیویی موج کوتاه ( برای اعتبارسنجی سریع) است. این فناوری هم اکنون در شهرهایی مانند هنگ کنگ، لندن، پاریس و سئول در حال بهره برداری است.
قابلیت های حافظه ای و پردازش موجود در میکروچیپ کارت هوشمند، پیشرفت و توسعه روش های انعطاف پذیر و خلاقانه ای را در امر پرداخت کرایه و دیگر هزینه های مربوط به حمل ونقل (مانند دریافت عوارض و هزینه عبور از مناطقپر ازدحام و هزینه پارکینگ و کرایه های امتیاز ی برای افرادی که از پارک سوار استفاده می کنند) را امکان پذیر می‏سازد. این برای پرداخت نقدی کوچک در باجه های روزنامه فروشی و " کیف پول الکترونیکی " فناوری همچنین می‏تواند به صورت فروشگاه 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 و اصلاح آنها ارائه می دهد.

1-12- سامانه های امنیتی و اضطراری
حملات تروریستی ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ در آمریکا چهره حمل ونقل را از نظر مدیریت موارد اضطراری و امنیتی و همچنین کاربردهای ایمنی تغییر داد . این موضوع بر آسیب پذیری تمام شیوه های حمل ونقل مسافر و بار و زیرساخت ها در حملات تروریستی ؛ به ویژه هنگامی که از وسایل حمل ونقلی به عنوان اسلحه و ابزار این حملات استفاده می‏شود، تاکید کرد. مدیریت اضطراری به عنوان ابزاری جهت نجات جان انسان‏ها در سوانح طبیعی یا ساخته دست بشر دارای وظیفه سنگینی است. متولیان حمل ونقل، کنترل‏های امنیتی با فناوری بالا را معرفی کرده‏اند که در آنها از سامانه‏های ردیابی و اعمال قانون جهت دستگیری تروریست‏ها و دیگر جنایتکاران استفاده می‏شود. امروزه مقوله کلی امنیت مسافر آن گونه که در طرح نوآورانه safety در سطح اروپا آمده، بسیار مهم است.
اصل "ابتدا امنیت " ، باید برای همه افراد اعم از تامین کننده خدمات حمل ونقلی، اداره کننده و یا کاربر حمل ونقل؛ ادارات راه و حمل ونقل عمومی و متولیان آنها؛ مدیران ناوگان و رانندگان شخصی و مسافران در هر روشی )مانند عابران و دیگر کاربران آسیب پذیر راه( به عنوان یک قاعده باشد.

1-12-1- طرح امنیت ملی
آمریکا دفتر امنیت کشوری و کمیته ویژه امنیت زیرساخت‏های ملی و اداره امنیتی حمل ونقل را در کاخ سفید تاسیس کرده است . همچنین هدف دیگری بر معیارهای طرح تامین بودجه فدرال در مورد ITS اضافه شده است، با این عنوان که ITS سیستم امنی را به وجود می‏آورد که بر جمع آوری و به اشتراک گذاری اطلاعات به هنگام جهت بهبود تشخیص و واکنش نسبت به موارد اضطراری در سطح ملی یا حوادث خطرناک طبیعی تکیه خواهد داشت . اکنون کشورهای دیگر تحت رهبری آمریکا از آن پیروی می‏کنند.
اولویت های اولیه عبارت بودند از:

* شناسایی سرمایه‏های با ارزش و مهم حمل ونقل و استراتژی‏های حمایتی و توسعه استانداردهای مربوط؛
* ارزیابی خطرات احتمالی راهها، پل‏ها و تونل‏ها؛
* افزودن بر تعداد مناطق کلان شهری مجهز به سامانه‏های اطلاعات به هنگام حمل ونقل؛
* افزایش استفاده از فناوری مراقبتی؛
* ارتباطات اضطراری قویتر؛
* برنامه ریزی از قبل جهت استراتژی های تخلیه کلی منطقه؛
* ردیابی بار و وسیله نقلیه به صورت الکترونیکی.

1-12-2- سامانه های مدیریت موارد اضطراری
سامانه‏های مدیریت موارد اضطراری (EMS) باید نسبت به حوادث، از حمله تروریستی گرفته تا بلایای طبیعی در شرایط سخت جوی یا وضعیت استثنایی جاده‏ای، حتی تصادف یک وسیله نقلیه منفرد واکنش نشان بدهد . عناصر مشترک عبارتند از : تشخیص خودکار، راهنمای مسیر و ارائه اولویت به وسایل نقلیه اضطراری و تخلیه مردم، اطلاعات برای مسافران و عملیات نجات.
کاربردهای مدیریت پیشرفته ترافیک (ATMS) در سراسر دنیا به نحوی پیشرفت داشته است تا بتوان واکنش‏های موثری نسبت به خطرات احتمالی در موارد اضطراری و خطرناک داشته و هماهنگی نزدیکتری با دولت و عملیات امنیتی و پلیس ارائه داد.
موقعیت‏یابی وسایل نقلیه (AVL) ، راهنمای مسیر، اولویت ترافیکی، فناوری‏های مدیریت ناوگان و مجموعه تابلوهای VMS، همگی در کوتاه‏تر کردن زمان واکنش و اجرای بهتر کار سهیم هستند . خدمات اطلاع رسانی پیشرفته مسافران (ATIS) جهت توانایی انتشار هشدارها و توصیه‏های فوری، آزمایش شده‏اند.
در شبکه‏های حمل ونقل، تشخیص خودکار فوریت‏ها توسط خدمات e-call می‏تواند برای نجات جان انسان‏ها، به خصوص در مناطق روستایی و دورافتاده بسیار مهم باشد. این تشخیص می‏تواند به صورت دستی (مثلاً با فشار دادن دکمه خاص) یا خودکار )مانند تشخیص به کار افتادن کیسه هوا( باشد، و از فناوری موقعیت‏یابی AVL و ارتباطات بی‏سیم جهت امدادرسانی سریع استفاده می‏کند. در مناطق دورافتاده، پزشکان می توانند وضعیت بیمار را کنترل کرده و تا رساندن بیمار به بیمارستان از کمک‏های اولیه استفاده کنند . سرعتی که در آن به مداوای افراد با آسیب شدید، پرداخته می‏شود، تاثیر عمده‏ای در شانس زنده ماندن آنان دارد . در اروپا، هیئت منطقه ای ITS به نام ERTICO برنامه‏هایی را برای سیستم e-call در سراسر این قاره طراحی کرده است.

1-12-3- امنیت در عملیات حمل ونقل
نگرانی‏های رو به افزایش ایمنی و امنیتی موجب شده تا بارهای خطرناک و وسایل نقلیه یا کانتینرهایی که می‏توانند سلاح حمل کنند، بیشتر مورد توجه کنترل و بررسی قرار گیرند . ردیابی بارهای خطرناک بسیار مهم است، نه تنها به این دلیل که تصادف آنها می‏تواند شدیدتر و خطرناک‏تر باشد ؛ بلکه بدان علت که تروریست‏ها می‏توانند از آنها به عنوان هدف و یا اسلحه استفاده کنند . محتویات کانتینر را می‏توان به وسیله حس گرهای جدید در بنادر و فرودگاه‏ها به طور خودکار کنترل نمود. آنچه در اینجا اهمیت دارد آن است که چگونه کنترل‏های موثر امنیتی بدون ایجاد تاخیر در جریان تجاری بازرگانی که می‏تواند خسارات اقتصادی جدی در پی داشته باشد انجام گیرد . پرداخت از قبل جهت عوارض بار و سامانه‏های کنترلی مرزی که در بخش (1-9) بالا بدان اشاره شد، می‏توانند در این زمینه موثر باشد.
امنیت شخصی برای کاربران و کارمندان حمل ونقل عمومی بیشترین اهمیت را دارد . یکی از دلایلی که چرا مردم از اتومبیل شخصی استفاده می‏کنند آن است که در آن احساس امنیت می‏کنند. لازم است تا حمل ونقل عمومی برای جلب اعتماد مردم، امنیت کافی و مشهودی را ارائه دهد. در هر تصادفی، عده بسیاری از مردم به مخاطره می‏افتند، و باید بدانند که در صورت لزوم ، کمک فوری وجود دارد . ترکیبی از سیستم موقعیت یاب وسیله نقلیه (AVL) ، نظارت و مراقبت در ایستگاه یا درون وسیله نقلیه، مراحل کمک / رسیدگی اضطراری و ارتباطات موبایل می تواند امنیت و اعتماد شخصی را افزایش داده و از اقدامات جنایی / مجرمانه بکاهد . دوربین‏های نظارتی CCTV می‏دهد: "ما می‏توانیم شما را ببینیم"، کار کنند.

فصل دوم
عملکرد سیستم های هوشمند حمل ونقل

2-1- مقدمه
سیستم های هوشمند حمل ونقل با استفاده از فناوری های کنترل و اطلاعاتی کار می کنند که قسمت اصلی عملکردهای ITS را تشکیل می دهد. بعضی از این فناوری ها، مانند شناسگرهای حلقه ای برای متخصصین حمل ونقل شناخته شده است ITS با این همه، مفاهیمی از سیستم و فناوری وجود دارد که برای عملکردهای ITS مهم و اساسی بوده و کمتر شناخته شده اند قسمت اصلی و تکنیکی ITS فناوری‏های اطلاعات و کنترل هستند، اما عوامل انسانی نیز اساساً مهم و به طور بالقوه، بسیار پیچیده هستند. این فصل فناوری های پایه ای و اصلی ITS را معرفی می کند و توضیح می دهد چرا متخصصین حمل و نقل باید کارشناسان فاکتورهای انسانی را در مراحل اولیه طرح تجهیزات و تسهیلات ITS به کار گیرند.

2-2- فناوری های ITS
2-2-1- عملکرد اجزای ITS
سیستم های هوشمند حمل ونقل، محصول تحول در فناوری های ارتباطات و اطلاعات و نشانه عصر دیجیتال هستند . امروزه ITS از عملیات شبکه های یکپارچه حمل ونقل، کنترل عملیات وسایل نقلیه در شبکه ها و برنامه ریزی کارآمد برای بهره برداری از آن وسایل نقلیه – از جمله برنامه ریزی سفرهای شخصی و پشتیبانی ناوگان – حمایت می کنند. این فعالیت ها، دامنه وسیعی از عملکردهای حمایت از کاربر ؛ از اخطارها و هشدارهای اطلاعاتی ساده تا سیستم های کنترل بسیار پیشرفته را در بر می گیرد.
به طور کلی ، این دسته خدمات ITS می توانند بخشی از یک زنجیره اطلاعات باشند ( شکل 2-1). زنجیره اطلاعات شامل به دست آوردن داده ها (از سیستم حمل ونقل)، ارتباطات، پردازش داده ها، توزیع اطلاعات و بهره برداری از آنها – برای تصمیم گیری و کنترل حمایت از کاربران ITS -هستند. این نکته قابل توجه است که عوامل خارجی مشخصی مانند پیش بینی آب و هوا نیز وارد زنجیره اطلاعات می‏شود.
مفهوم زنجیره اطلاعات برای آنهایی که سیستم های جامع ترافیکی را کنترل کرده اند، جدید نیست. با این همه چیزی که در ITS نسبتاً جدید است، مفاهیم سیستم و فناوری ها برای موارد زیر است:
* تبادل اطلاعات و هماهنگی در تصمیم گیری میان چند مرکز )مثلاً مابین مراکز مدیریت ترانزیت و ترافیک برای خدمات حمل ونقل ترکیبی 30(؛
* کسب اطلاعات و هماهنگی و یکپارچگی میان خودرو و زیرساخت جاده )برای بعضی عملکردها از جمله راهنمای پویای مسیر(؛
* تبادل اطلاعات با سازمان های جدید بخش خصوصی )مثلاً برای ارائه دهندگان خدمات اطلاعاتی جهت توزیع اطلاعات ترافیکی از طریق تلفن های همراه یا اینترنت(؛
* تبادل اطلاعات با سازمان های غیر حمل ونقلی )برای مثال در سیستم های پرداخت الکترونیکی با موسسات مالی و در سیستم های عبور از مرز با آژانس های مهاجرتی و گمرکی(؛

شکل 2-1- زنجیره اطلاعات ITS

2-2-2- فناوری های کاربردی
جدول (2-1) ، نمونه هایی از فناوری های کاربردی برای ITS و روش طبقه بندی آنها را نشان می‏دهد. در این جدول، ردیف‏ها عملکردهای فرعی زنجیره اطلاعاتی را – که در بالا توصیف شده است – نشان می دهند. دو ستون سمت راست ، فناوری‏ها را به دو بخش زیرساخت ها و وسیله نقلیه تفکیک می‏کنند. این جدایی و تعیین حدود برای تسهیل بحث و بررسی است و نباید صد در صد واقعی محسوب شود ؛ چرا که بعضی از فناوری ها به تعامل دقیق میان دو طرف برای دستیابی به عملکرد موثر (مانند جمع آوری الکترونیکی عوارض ) نیاز دارند . علاوه بر آن، فناوری های به کار رفته توسط مسافر )مانند نمایش اطلا عات ترافیکی از طریق تلفن همراه ( می تواند در هر یک از دو بخش، بسته به اینکه آیا مسافر از آن در خانه یا در وسیله نقلیه استفاده می‏کند، به کار برده شود. به بیان دقیق تر، باید یک ستون دیگر برای "‏بخش انسانی" وجود داشته باشد که ما برای توصیف آن ، یک بخش ویژه به عنوان "عوامل انسانی در زمینه " ITS اختصاص داده‏ایم که در مورد عوامل انسانی در حمل ونقل و پشتیبانی، تکمیل می شود. باید توجه داشت که بعضی از این فناوری ها مانند رادیوی پیام های ترافیکی و UTC از قبل برای بسیاری از متخصصین حمل ونقل آشنا بوده است. موارد دیگر ممکن است نسبتاً جدید باشند ؛ مانند مواردی که از صنعت دفاعی در دهه قبل (مانندGNSS و اینترنت ) منتقل شده اند. با این همه، تمام این فناوری ها به طور استاندارند در بازار آزاد موجودند . بخش های بعدی این فصل ، توصیفی خلاصه در سطحی عملکردی از این فناوری های کاربردی و سایر فناوری های مرتبط، ارائه می دهد.

2-3- بدست آوردن31 داده ها
2-3-1- منابع داده های راه
یک شرط لازم برای بسیاری از خدمات ITS، جمع آوری به موقع اطلاعات و صحت و اطمینان از آنها درباره جریان ترافیکی و شرایط راه است . داده های ترافیکی در سه طبقه قرار می گیرند: داده های نقطه ای جریان ترافیکی (مثلاً سرعت میانگین)، داده های خودروی شخصی (برای مثال نوع خودرو) و داده‏های مسیرهای ترافیکی؛ مانند میانگین زمان سفر.
برای سالهای متمادی، نظارت ترافیکی از طریق شناسگرهای حلقه القایی که می تواند وجود وسیله نقلیه را حس کند، حاصل شده است. یک حلقه ساده که در زیر روسازی دفن می شود، می تواند خودروها را شمارش کند. حلقه های دوتایی که در یک خط با یک فاصله ثابت از یکدیگر قرار داده می‏شوند، می توانند سرعت خودرو را اندازه گیری کنند و در صورتی که سرعت خودروها زیر یک آستانه مشخص قرار گیرد، شناسگرهای حلقه ای می توانند ازدحام ترافیک را نشان دهند.

جدول 2-1- فناوری های ممکن ITS

نصب و نگهداری انواع دیگر حسگرهای ترافیکی مانند فراصوتی، رادار و مادون قرمز که بر روی پل‏های دروازه ای بر روی جاده نصب می شوند نسبت به شناسگرهای حلقه ای، اختلال کمتری در جریان ترافیک ایجاد می کند(موارد ۲،۱ و ۳ در شکل ۲ -2). با این همه، این حسگرها ممکن است در شرایط بد آب و هوایی، قابلیت اطمینان شناسگرهای حلقه ای را نداشته باشند . به علاوه، این شناسگرها نیز مانند شناسگرهای حلقه ای، تنها می توانند به عنوان شناسگرهای ترافیکی تک منطقه ای32 عمل کنند.
شناسگرهای تصویری (VID) مجهز به پردازش تصویر ، یکی از جدیدترین فناوری هایی است که برای شناسایی ترافیک به کار می رود (شکل 2-2 ). تصاویر به دست آمده توسط دوربین های ویدئویی در UID برای تشخیص حضور خودرو، سرعت اشغال خط، نرخ جریان خط و غیره پردازش می شوند. چندین منطقه شناسایی می تواند در محدوده میدان دید دوربین ویدئویی تعریف شود ، بنابراین توسط یک دوربین چندین خط تحت پوشش قرار می گیرد . چندین دوربین می تواند به یک واحد پردازشگر وصل شود تا منطقه وسیعی را تحت پوشش قرار دهد و با استفاده از نرم افزار کامپیوتری می توان مشکلات ناشی از سایه ها، موانع و نور مستقیم خورشید را در دوربین ها کاهش داد.
در حالی که حسگرهای ترافیکی می توانند بسیاری از خصوصیات جریان ترافیک را به طور مستقیم و غیرمستقیم ارائه دهند، هیچ چیز بهتر از تصاویر زنده ویدئویی نیست که به اپراتور مرکز ترافیک کمک کند تا موقعیت های پیچیده ترافیکی را مشاهده و نظارت نموده و تصمیمات مناسبی را اتخاذ نماید . بنابراین تصاویر حاصل از دوربین های مدار بسته ، توسط مرکز کنترل ترافیک برای تکمیل کار شناسگرهای ترا فیکی تهیه می شود ( شکل 2-2). حتی با ترکیب شناسگرهای ترافیکی و نظارت تصویری ترافیک، داده‏های ورودی دیگری از خودروهای گشت پلیس، بالگرد ها ، ادارات تعمیر و نگهداری راه، اداره هواشناسی، ناوگان تاکسیرانی و تماس های فزاینده تلفن همراه از سوی رانندگان در جاده، برای مدیریت اطلاعات ترافیکی به کار می روند؛ برای مثال، داده های ورودی حاصل از حسگرهایی که نقطه صفر سطح جاده را اندازه می گیرند، مدیران شبکه را قادر به محاسبه میزان مواد شیمیایی ضد یخ مورد نیاز می سازد و بدین وسیله ایمنی جاده ای بهبود یافته و همچنین هزینه ها به مقدار زیادی کاهش می یابد.
در ستون خودرو، داده های مربوط به شرایط خودرو؛ مانند سرعت، میزان سوخت موجود، فشار روغن، درجه حرارت موتور و غیره برای همه رانندگان آشنا ست. کسب این داده ها از طریق حسگرهای داخل خودرو برای عملیات و نگهداری وسیله نقلیه مهم است . از بعد نگهداری راه، نظارت بر وزن خودرو نیز حائز اهمیت است . چنین برآورد می شود که یک محور کامیون با وزن اضافی بیشتر از نیم میلیون خودرو شخصی به جاده خسارت وارد می کند . در سالها ی اخیر ، نظارت بر وزن خودروهای تجاری از طریق توزین در حال حرکت – (WIM) که یک فناوری ITS بر پایه سلول بار33، صفحه خمشی، پیزوالکتریک یا اصول مشابه که برای تشخیص کامیون های دارای اضافه بار بدون نیاز به توقف آنها طراحی شده است- باعث کاهش عمده اتلاف وقت برای رانندگان کامیون و ادارات راه در بسیاری از کشورها شده است.
همچنین سنجش ابعاد خودرو با فناوری های ITS برای بعضی عملکردها در مدیریت ترافیک موردنیاز است . برای مثال؛ شناسگرهای تشخیص اضافه ارتفاع – مبتنی بر اصل -cutting beam به رانندگان در هنگام ورود به تونل هشدار می دهند. همچنین شکل( 2-2) یک فرستنده خودکار اتوبوس را نشان می دهد. شناسایی اتوبوس همچنین می تواند با استفاده از شناسگرهای طول وسیله نقلیه یا تکنیک‏های طبقه بندی خودکار وسایل نقلیه (AVC) حاصل شود.
ترکیب شناسایی و طبقه بندی خودکار وسیله نقلیه برای جمع آوری الکترونیکی عوارض مورد نیاز است.

شکل 2-2- شناسگرهای ترافیک و وسیل هنقلیه
2-3-2- منابع داده خودرویی
در ITS، اطلاعات درباره مکا ن خودرو ؛ هم برای رانندگانی که می خواهند از امکانات ناوبری استفاده کنند و یا اطلاعاتی در ارتباط با مکان و موقعیت شان بدانند و هم برای اپراتور ناوگانی که می خواهد وسایل نقلیه را برای اهداف مدیریت ناوگان ردیابی کند، مهم است . مکان یابی خودرو برای ادارات دولتی جهت تعیین موقعیت یک خودرو در شرایط خطر با اهداف امنیتی یا برای پیدا کردن خودروهای مسروقه یا خودروهای حامل مواد خطرناک ، ارزشمند است . از این گذشته، زمانی که مکان یک خودروی در حال حرکت در یک کمان در دو زمان مختلف معلوم شود، زمان سفر در کمان (یا زمان کمان ) یا می تواند به طور مستقیم اندازه گیری شود . خودروی به کار رفته بدین منظور با عنوان " خودروی جستجو "در زیر توضیح داده می شود. به علاوه،" جستجوی وسیله نقلیه " شناخته می شود؛ فناوری مربوط به آن یعنی "خودروی شناور "سر خوردن چرخ در یک جاده یخ زده و رطوبت در شیشه جلو نیز می تواند توسط خودرو شناسایی شده و به همراه برای شرایط" جستجوگر " اطلاعات مکان خودرو به مرکز ترافیک گزارش شود . در این مورد ، خودرو به عنوان یک آب وهوایی راه و ترافیک آن عمل می کند. در کره جنوبی، سیستم ملی خودکار شناسایی شماره پلاک خودرو توسط پلیس برای اعمال قانون ترافیکی و جلوگیری از تخلف وسایل نقلیه به کار می رود.
شناسایی خودکار وسایل نقلیه مستلزم تجهیزاتی است که در زیرساخت ها نصب می شوند، جستجوی وسایل نقلیه براساس AVI به نصب تجهیزات مناسب در زیرساخت ها؛ یعنی ایستگاه رادیو یی کنار جاده‏ای در محلی که وسایل نقلیه مجهز به برچسب الکترونیکی34 یا فرستنده های خودکار عبور می کنند و یا قرائتگرهای دوربینی پلاک وسیله نقلیه که بر پایه روش های پردازش تصویر کار می کنند، نیاز دارد. چنین عملکردی می تواند با همکاری وسایل نقلیه جستجوگر – که از طریق ارتباطات بی سیم، زمان سفر را به طور مستقیم به مرکز ترافیک ارسال می کنند- انجام شود. مفهوم فناوری جستجوی وسیله نقلیه همچنین می تواند بدون تجهیزات کنار جاده ای به کار رود و با استفاده از مکان یابی خودکار وسایل نقلیه (AVL) براساس سیستم جهانی ناوبری ماهواره ای (GNSS) انجام شود که در این حالت در سراسر جهان قابل استفاده است . به طور اساسی، استفاده از وسایل نقلیه جستجو برای سنجش زمان سفر سه مشکل دارد:
1- نهفتگی: وسایل نقلیه می بایست به نقطه B برسند تا بتوان زمان سفر نقطه A به نقطه B را اندازه گیری نمود.
2- نشت: بعضی وسایل نقلیه هرگز به نقطه B نمی رسند.
3- اندازه نمونه: تعداد بسیار کمی از سفرهای وسیله نقلیه در یک کمان هستند.
بنابراین اندازه گیری مطمئن زمان سفر با وسایل نقلیه جستجوگر به اندازه نمونه و انطباق مناسب بستگی دارد . هرچه ناوگان های وسایل نقلیه بیشتری به AVIو AVL مجهز می شوند، این مشکلات بیشتر حل می شوند.

2-3-3- منابع داده ای شبکه حمل ونقل
علاوه بر داده های حاصل از ترافیک و وسایل نقلیه، تحقیقات قابل توجهی در مورد داده های مربوط به خود شبکه های حمل ونقل موردنیاز است . مبنا برای ITS در بسیاری موارد ، پایگاه های داده مطمئن و دارای جزئیات از کمان های شبکه، اتصالات داخلی و مشخصات دیگر است که با یک سیستم ارجاع مکانی قابل اعتماد، پشتیبانی می شود.
جمع آوری داده های شبکه های حمل ونقل، به شدت نیازمند نیروی انسانی بوده و مستلزم ارجاع دقیق به نقشه ها، طرح ها، تصاویر هوایی و برداشت های محلی است. فیلم برداری از شبکه توسط یک وسیله نقلیه در حال حرکت اغلب برای کاهش میزان زمان صرف شده بر روی زمین به کار می رود. مشاهده این تصاویر ویدئویی، شکل موثری از جمع آوری دفتری35 داده هاست. در صورت نیاز به جزئیات، این تصاویر می توانند به صورت تصویر به تصویر بررسی شوند ؛ در ضمن می توان با حرکت سریع به سمت جلو از بخش های غیرمهم عبور کرد . در زمان برداشت داده ها باید توجه دقیقی به روش استفاده از پایگاه داده شود ؛ چرا که در آینده افراد باید بتوانند این داده ها را تفسیر کنند . کدهای عددی، ارجاعات شبکه شطرنجی و مختصات طول و عرض جغر افیایی به خودی خود معنی خاصی را نمی رسانند. مشخصات شبکه مانند اسامی مکان های محلی، نشانه ها و علائم و توصیف‏های دیگر، نیاز به توصیف با اصطلاحاتی دارند که کاربر به آسانی متوجه شود.
با ظهور گیرنده های دستی GNSS و وسایل نقلیه مجهز به AVL ، مکان یابی دقیق مشخصات شبکه مانند محل تقاطع ها، محل اتصال آزادراه و نقاط انحراف از مسیر، پل ها، تونل ها، نقاط دسترسی به مکان‏های خاص، توقفگاه های ترانزیت و غیره آسان تر شده است . برای مثال بدون داشتن فهرستی از مکان های توقف اتوبوس ها، ارائه برنامه ریزی سفر نقطه به نقطه برای حمل ونقل عمومی ممکن نیست . به همین صورت، برای اطلاعات جاده ای، کدبندی مطمئن شبکه برای واکنش به موارد اضطراری، گزارش حادثه و سایر خدمات وابسته به محل، موردنیاز است . درجه و میزان دقت تعیین مختصات محل ها، خیلی مهم است. هیچ چیز بدتر از داشتن اطلاعات مکانی اشتباه در زمان وقوع رویداد اضطراری نیست.
تسهیلات و امکاناتی برای برداشت خودکار داده ها و حذف خطای انسانی وجود دارد . با این همه این فرآیند بسیار زمان بر است. پایگاه داده های شبکه حمل ونقل مانند خود شبکه های حمل ونقل، نیازمند نگهداری مستمر است تا داده ها به روز نگه داشته شوند . کنترل دقیق برای جلوگیری از خطاهایی که می‏تواند منجر به مکان یابی اشتباه شود، ضروری است. مثل قدیمی 36"RIRO" (ورودی بی ارزش، خروجی بی ارزش) برای ITS نیز همانند شاخه های دیگر فناوری اطلاعات به کار می رود.

2-4- کسب هوشمندی: پردازش داده ها
2-4-1- اطلاعات ترافیکی سفر
اطلاعات ترافیکی می تواند از چند راه و از چندین منبع در یک زمان حاصل شود . بنابراین در مرکز مدیریت حمل ونقل یا ترافیک نیاز به پردازش داده ها وجود دارد تا صحت آنها را تایید کند، اطلاعات متناقض را بررسی و جمع کند، آنها را در اشکال و قالب های هماهنگ و سازگار قرار دهد و با داده های دریافتی از آژانس های دیگر ؛ مانند مرکز مدیریت ترانزیت، تعمیر و نگهداری راه، اداره پلیس و غیره ترکیب کند. این مرحله به "ترکیب داده ها " مشهور است.
یکی از مهم ترین کاربردهای پردازش داده ها، ارائه خدمات اطلاعات ترافیکی جاری و زمان های سفر قابل پیش بینی (PTT) به کاربر است . این فعالیت شامل ترکیب اطلاعات سفر حاصل از منابع مربوط به بخش های خصوصی و دولتی است که نمونه ای از آن سیستم Traffic master است .برای تهیه اطلاعات قابل پیش بینی، ترکیب داده ها شامل متغیرهای زمانی وابسته به زمان وقوع سفر، عملیات تعمیر جاده، آب وهوا، رویدادها، گزارش های حوادث و غیره است . عوامل دیگری که می توان در PTT در نظر گرفت عبارتند از : انواع وسایل نقلیه) خودروی شخصی، اتوبوس و کامیون (، انواع راننده) عادی، منفعل، تهاجمی(و همچنین زمان های ویژه) فعلی یا هر زمانی تا ۴۸ ساعت بعد ) انواع مختلفی از روش‏های PTT را می توان در منابع موجود یافت که از استفاده از الگوریتم های تحلیلی، شبکه عصبی مصنوعی تا شبیه سازی ترافیک یا ترکیب انتخابی این روش را شامل می شود. زمان سفر پیش بینی شده نه تنها ممکن است در تابلوهای پیام متغیر (DMS) نمایش داده شود (شکل ۳-2) ، بلکه از طریق رسانه‏ها، واحدهای درون خودرویی (IVU) یا دستگاه های دستی نیز می توان آنها را ارائه کرد . دسترسی به PTT از طریق موارد بیان شده ، به مسافران کمک می کند تا درباره زمان انجام سفر و یا انتخاب شیوه سفر (بین رانندگی و حمل ونقل عمومی) در برنامه ریزی پیش از سفر، راحت تر تصمیم گیری کنند.

شکل 2-3- ابزار درون خودرویی Traffic master

2-4-2- تشخیص خودکار حادثه
تشخیص خودکار حادثه (AID)، دیگر فناوری با اهمیت پردازش داده ها در بخش زیرساخت است . این فناوری ، از طریق پردازش کامپیوتری بر اساس الگوریتم های پیشرفته که بر روی داده های ترافیکی حاصل از انواع مختلف شناسگرهای ( CCTV، شناسگرهای زیر سطح و بالای سطح زمین ) نشان داده شده در شکل (2-2) اعمال می شود، عمل می کند . برای تشخیص این که آیا حادثه ای روی داده است یا خیر، داده های ورودی حاصل از سیستم شناسایی از طریق یک الگوریتم آزمایش می شوند. الگوریتم‏هایی که بدین منظور توسعه یافته اند، شامل روش های مختلف مقایسه ای، پیش بینی آماری رفتار ترافیکی و روش های دیگر هستند که در حالتی که حلقه برای بیش از یک بازه تعیین شده اشغال شود، وسایل نقلیه را ثابت یا در حال حرکت آهسته نشان می دهد. به طور کلی، فناوری AID برای جایگزینی اپراتور مرکز کنترل ترافیک طراحی نمی شود، بلکه به او وقوع الگوهای ترافیکی شبیه به آنچه در یک حادثه رخ می دهد را هشدار می دهد. تایید انسانی از طریق CCTV یا مشاهده محل هنوز موردنیاز است . استفاده از تجهیزات قابل حمل AID و CCTV در اطراف کارگاه های راهسازی یا تعمیر و نگهداری راه و دیگر مکان های پرخطر موقتی، بسیار ارزشمند است.
آگاهی از پایان یک حادثه، دارای اهمیتی برابر با شناسایی سریع وقوع آن است . تشخیص مطمئن شروع و پایان یک حادثه مهم است تا به رانندگان اطلاعات و توصیه های نادرست ارائه نشده و اعتماد به سیستم های ITS از بین نرود . هشدار از طریق DMS باید به سرعت به نمایش گذاشته شود و در زمانی که به آن نیازی نیست، سریع پاک شود . محدودیت های موقتی سرعت باید به سرعت در هنگام وقوع حوادث خطرناک، اعمال شود و پس از پاک سازی جاده باید هرچه سریع تر برداشته شود . شناسایی و برداشت اطلاعات سرعت نقطه ای و اندازه گیری نقطه به نقطه زمان سفر با استفاده از وسایل نقلیه جستجوگر، همانند مشاهده از راه دور شرایط ترافیکی با استفاده از CCTV ، روش های مفیدی برای تشخیص اینکه همه چیز به حال عادی برگشته است، می باشد.

2-4-3- مکان یابی و ناوبری وسیله نقلیه
در بخش وسیله نقلیه، پردازش داده ها برای جهت یابی و ناوبری، مورد نیاز است . اساس فناوری تعیین موقعیت وسیله نقلیه ، شبیه به تعیین موقعیت کشتی و هواپیماست . در طول پانزده سال گذشته، مهم‏ترین پیشرفت در فناوری ناوبری در بخش توسعه غیرنظامی و بهبود دقت سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) بوده است. این سیستم توسط وزارت دفاع ایالات متحده تهیه و نگهداری می شود. سیستم ناوبری رادیویی ماهواره ای، از اوایل دهه ۱۹۹۰ آماده بهره برداری شد و شامل مجموعه ای از ۲۴ ماهواره است که در ارتفاع 6/12 مایل بالای زمین37 به دور آن می چرخند . پردازش داده های درون خودرویی برای تعیین مختصات سه بعدی گیرنده (طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی ) مبنی بر اصل زمان ورود (TOA) هنگامی که چهار ماهواره یا بیشتر در خط دید گیرنده هستند، انجام می شود . اطلاعات مکانی وسیله نقلیه در صورت نیاز، به مرکز ترافیک، مرکز اعزام یا ایستگاه اتوبوس فرستاده میشود .(شکل4-2)

شکل 2-4 سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS )
انحصار خدمات سیستم‏های ناوبری ماهواره‏ای در اختیار ایالات متحده نیست . در دهه گذشته، GLONASS همتای روسی GPS فعالیت می‏کرد و سیستم ماهواره‏ای گالیله نیز در اروپا طراحی شده است . انتظار می‏رود این سیستم با بهبود پوشش ]مناطق زمین [و در مورد سیستم گالیله با ارائه سطوح خدماتی تضمینی، یکدیگر را تکمیل کرده و ارتقاء بخشند. بنابراین اصطلاح سیستم‏های جهانی ناوبری ماهواره‏ای (GNSS) شامل هر سه سیستم و انواع مشابه آنها، در آینده می‏باشد .حتی با بکارگیری GNSS دیفرانسیلی (تفاضلی) و استفاده از سیگنال‏های ناشی از مکان‏های دقیقاً شناخته شده زمینی در مجاورت وسیله نقلیه ؛ مانند دوربین‏های AVI (شکل 2-2) ، می‏توان دقت بیشتری به دست آورد GNSS دیفرانسیلی توانایی تعیین محل با دقت 5/1 متر را دارد.
از آنجا که کلیه سیستم های ناوبری ماهواره‏ای برای کار کردن به مشاهده حداقل چهار ماهواره نیاز دارند، مکان یابی وسایل نقلیه نیازمند سیستم‏های تکمیلی است تا بتواند حتی در حالی که وسیله نقلیه در یک تونل، زیر درختان یا در "نقاط کور شهری " حاصل از محاصره ساختمان‏های بلند قرار دارد، کار کند. این نقاط را می‏توان با انطباق نقشه- که بخش اصلی سیستم‏های ناوبری درون خودرویی مرسوم است – پوشش داد . این موضوع، براساس این حقیقت است که مکان وسیله نقلیه اغلب به شبکه جاده‏ای محدود می‏شود؛ به جز در هنگام انحراف موقت ؛ یعنی زمانی که خودرو در پارکینگ یا به طور مثال در قایق (در حال گذر از یک معبر آبی ) است . همان طور که از اسم آن بر می‏آید، عملیات انطباق نقشه، از نقشه دیجیتالی با دقت بالا در وسیله نقلیه و الگوریتم‏های اکتشافی استفاده می‏کند تا موقعیت وسیله نقلیه را بر روی نقشه تعیین نماید. روش دیگر برای ناوبری، روش ناوبری کور است که از ژیروسکوپ یا اصول مربوط به دستگاه راهنمای خودکار برای است نتاج و تعیین موقعیت وسیله نقلیه نسبت به نقطه شروع معلوم استفاده می‏کند. در هرحال، روش ناوبری کور نمی‏تواند به تنهایی عمل کند؛ زیرا خطاهای تجمعی از زمانی به زمان دیگر، نیاز به تصحیح )ترجیحاً به صورت خودکار( دارد.
نقشه‏های دیجیتالی برای تعدادی از سیستم‏های پیشرفته اطلاعات مسافر و سیستم‏های راهنمای مسیر، شرط لازم است. برای ایجاد نقشه‏های دیجیتال، داده‏های خام شبکه راه از نقشه‏های رقومی و کاغذی، عکس‏های هوایی و سایر منابع اطلاعاتی جمع آوری می‏شود. این اطلاعات با مشخصه‏های مورد نیاز ناوبری ترکیب شده و سپس با کمک نرم افزار کامپیوتری ویژه‏ای، رقومی می‏شوند.
این داده‏ها توسط عرضه کنندگان سخت افزار ناوبری گردآوری می‏شوند و همواره تلاش زیادی در جهت حفظ اطلاعات به صورت به روز ، با هرگونه تغییر در شبکه جاده‏ای، صورت می‏پذیرد. شبکه‏های حمل ونقلی همواره در حال تغییر و تحول هستند. بعضی تغییرات مانند گشایش بخش جدیدی در طول راه همیشگی است. موارد دیگر مانند بستن یک مسیر ارتباطی استراتژیک برای تعمیرات پل، موقتی است. کاربران می‏توانند برای دستیابی منظم به تغییرات به روز نقشه بر روی CD-ROM ، آن را بخرند یا مشترک شوند . روش دیگر ، پخش و ارسال آخرین تغییرات و به روزرسانی‏های نقشه بر روی یک کانال داده دیجیتالی است که براساس آن، حتی بسته شدن موقتی جاده نیز می‏تواند ثبت و ذخیره شود.
با استفاده از فناوری‏های پیشرفته فشرده سازی و ذخیره داده‏ها، یک نقشه دیجیتالی که نشانگر کلیه جاده‏های اصلی در ایالات متحده است ، می‏تواند در یک لوح فشرده ساده (DVD) ذخیره شود . برای اطلاعات موردنیاز جهت راهنمایی مسیر محلی، نقشه دیجیتالی یک محدوده شهری می‏تواند در یک کارت PCMCIA (که به نام کارت PC نیز شناخته می‏شود( قرار داده شود . همچنین نقشه‏های دیجیتال ، تسهیلاتی کلیدی برای خدمات آگاهی از محل و خدمات مبتنی بر مکان‏یابی هستند که در سیستم‏های اطلاعات ترافیکی و مدیریت حادثه بر مبنای موقعیت مشخص وسیله نقلیه و محل وقوع تراکم ترافیک عمل می‏کند، به کار می‏رود. همان طور که در بالا ذکر شد، نیاز و هزینه به روزرسانی نقشه‏های د‏یجیتالی نباید دست کم گرفته شوند . تهیه و توسعه پایگاه داده‏های راه‏"Terra-s" در اسلواکی نشان داد که چگونه بخش‏های خصوصی و دولتی برای تهیه یک پایگاه داده‏های جامع فضایی – جغرافیایی (Geospatial) جاده‏ای موردنیاز برای توسعه ITS همکاری کرده‏اند.
روش‏های دیگری برای تعیین موقعیت وسیله نقلیه ، به ویژه با استفاده از تلفن‏های همراه وجود دارد . چنین روش‏هایی می‏توانند برای تماس‏های اضطراری از تلفن‏های همراه )سرویس توسعه یافته ۹۱۱ یا911E در ایالات متحده ( با نمایشگر خودکار برای تیم نجات در جایی که موقعیت تماس گیرنده تعیین می‏شود باارزش باشند تا به وسیله آن جزیی از خدمات مختص مکان یابی ITS میسر شود.

2-4-4- خدمات مبتنی بر موقعیت
در میان تعداد زیادی خدمات وابسته به محل )موجود و بالقوه (، بسیاری از مشتریان )کاربران نهایی ( بالاترین اولویت‏های خود را مبتنی بر ایمنی و امنیت قرار می‏دهند که منجر به ارائه خدمات امداد و نجات به عنوان یکی از قدیمی ترین پیشنهادات و محصولات ITS در بازار شده است . سیگنال‏های هشدار خطر می‏تواند به صورت خودکار یا دستی به مرکز امداد و نجات فرستاده شود، مثلاً کیسه هوا باز شده و سپس مکان خودروی دارای شرایط اضطراری، به طور خودکار و دقیق توسط GNSS ارسال می‏شود. این خدمات امداد و نجات، اغلب در ترکیب با خدمات دیگر ITS مانند ردیابی خودرو مسروقه و راهنمایی مسیرهای رانندگی ارائه می‏شوند.

2-5- ارتباطات و تبادل داده ها
2-5-1-ارتباطات زیرساختی
معمولاً هزینه ارتباطات ITS ، بخش مهمی از کل هزینه‏های سیستم‏های ITSاست ( 15 تا 50 درصد) . هنگامی که گزینه‏های مختلف روش‏های ارتباطی با هم مقایسه می‏شوند، باید هم هزینه‏های نصب و هم بهره برداری را در نظر گرفت . به طور کلی، ارتباطات ایستگاهی و خطوط کابلی به خاطر حجم زیاد کار دارای هزینه‏های نصب نسبتاً بالایی است ، در حالی که ارتباطات بی‏سیم یا موبایل در یک محدوده وسیع، به خاطر طیف محدود فرکانس، هزینه‏های بهره برداری )پخش (نسبتاً بالایی دارد . ارتباطات اختصاصی کوتاه برد هزینه پخش ندارند ؛ اما هزینه نصب تجهیزات آنها نسبتاً بالا است )ایستگاه‏های رادیویی کنار جاده‏ای(. سیستم ارتباطات به کاربردهای ویژه ITS بستگی خواهد داشت . تعدادی از فناوری‏های پیشرفته ارتباطی، توسط صنعت مخابرات راه دور توسعه یافته‏اند و متخصصین ITS به سرعت از مزایای آن برای توسعه شبکه‏های پرسرعت، با نهفتگی پایین latency) – low)، مالتی پلکسینگ و سوئیچینگ، استفاده نموده‏اند.
سیستم ارتباطات داده‏ها، هم برای جمع آوری داده‏ها و هم توزیع اطلاعات موردنیاز است . در بخش زیرساخت ارتباطات خطوط ثابت مانند کابل‏های مسی یا فیبرنوری بیشتر به کار می‏روند . داده‏های حاصل از منابع ثابت مانند شناسگرهای حلقه‏ای و دوربین‏های مداربسته از طریق ترکیب ارتباطات ثابت یا بی‏سیم (بسته به شرایط محل) به مراکز عملیات منتقل می‏شود و سپس از آنجا توزیع می‏شود. در بخش وسیله نقلیه ارتباطات بی‏سیم موردنیاز است . بنابراین اطلاعات حاصل از منابع سیار مانند گشت‏های بالگرد و اطلاعات خروجی حاصل از پردازشگرهای داده‏های درون خودرویی مانند مختصات GNSS ، باید از طریق ارتباطات بی‏سیم به مراکز عملیات ارسال شوند.
هزینه‏های ارتباطات داده‏های ITS ، اغلب با افزایش میزان پهنای باند – که حجم داده‏هایی را که می‏تواند در یک زمان منتقل شود را مشخص می‏کند- افزایش می‏یابد. داده‏های پراکنده و کم حجم مانند پارامترهای ترافیکی حاصل از حسگرهای ترافیکی، به پهنای باند نسبتاً کم (مانند خط تلفن ) و یا ارتباطات بی سیم با پهنای باند کم )مانند رادیو جیبی ( نیاز دارند؛ زیرا آنها حاوی تعداد بایت کم در واحد زمان هستند . در مقابل، تصاویر زنده ویدئویی حاوی بایت اطلاعاتی زیادی در واحد زمان می‏باشند و به وسایل ارتباطی با پهنای باند گسترده برای انتقال اطلاعات نیاز دارند (مانند کابل‏های کواکسیال و فیبرهای نور ). بسیاری از مسئولین حوزه‏های مختلف ترافیکی به این نتیجه رسیده‏اند که بهتر است حق امتیاز و بهره برداری از صنعت ارتباطات راه دور را میان خود به اشتراک گذاشته و کابل‏های فیبر نوری را در امتداد راهها و در هنگام ساخت آنها نصب نمایند . این کار بهتر از کندن مسیر و نصب آنها پس از احداث جاده است . برای تبادل داده‏ها ، مسئولین ترافیک از بخشی از سیستم ارتباطات با هزینه کم‏تر یا بدون هزینه یا از برخی روش‏های پرداخت پایاپای دیگر استفاده می‏کنند؛ گرچه چنین روش‏های معامله و قرارداد، چندان رایج نشده است.

2-5-2- ارتباطات سیار
در بخش وسیله نقلیه، ارتباطات بی‏سیم، نقشی اساسی در عملکردهای مختلف ITS دارند. برای مثال ، رانندگان حوادث ترافیکی را به طور مستقیم از طریق تلفن همراه گزارش می‏دهند . تا پیش از این، تلفن‏های خودرو ، همگی دستگاه‏های آنالوگ بودند (مشخصه نسل اول ، 1G ، ارتباطات بی‏سیم) که برای ارتباطات داده‏ای مناسب نبودند . پایانه‏های دیجیتال سیار (MPT) چند سال است که در ماشین‏های پلیس، کامیون‏ها و وسایل نقلیه ویژه دیگری برای ارتباطات داده‏ای به کار می‏رود. امروزه تلفن‏های همراه و سایر سیستم‏های ارتباطی شخصی PCS) – مانند پیجرها ) نیز دیجیتالی هستند (مشخصات نسل دوم ، 2G ، ارتباطات بی‏سیم) که دری را به سوی امکانات جدید برای انتقال داده‏ها می‏گشایند . خدمات دیجیتالی تلفن همراه مبتنی بر TDMA(‏دسترسی چندگانه با تقسیم زمانی ) ، CDMA (دسترسی چندگانه با تقسیم کد) همچنین استانداردهای اروپایی )GSM سیستم جهانی برای ارتباطات سیار ( که به طور گسترده‏ای به کار می‏رود، اکنون در سراسر جهان در حال استفاده است.
هر سه نسل ارتباطات بی‏سیم که در بالا ذکر شد ، برای ارتباطات در محدوده‏ای وسیع هستند که در آن گیرنده و فرستنده دور از هم )در فواصل کیلومتری ( قرار دارند . در ارتباطات در سطح گسترده ، داده‏ها یا اطلاعات ITS اغلب با پیام‏های دیگر )صوتی یا داده ( فرستاده می‏شوند و از ارتباطات کنترل شده مشترک در صنعت مخابرات استفاده می‏شود. ارتباطات اختصاصی کوتاه برد (DSRC) برای ITS برعکس است؛ زیرا این برد (معمولاً زیر ۱۰۰ متر ) به حدی کوتاه است که تنها برای برخی اهداف اختصاصی مفید است. سرمایه گذار در زیرساخت فرستنده (beacon) DSRC معمولاً صنعت ارتباطات نیست، بلکه سازمان‏های خصوصی و دولتی علاقمند در زمینه استفاده از کاربردهای ویژه ITS با استفاده از DSRC ، در این زمینه سرمایه گذاری می‏کنند. یک گواه مهم برای این مطلب، آن است که صنعت مخابرات برای DSRC استاندارد تهیه نمی‏کند.
خدمات ITS که اساساً بر پایه DSRC هستند، شامل اخذ الکترونیکی عوارض (ETC) ، بهره برداری از وسایل نقلیه تجاری (CVO) ، مدیریت پارکینگ، اولویت بندی چراغ‏های راهنمایی، علامت‏دهی درون خودرویی، اطلاع رسانی به مسافر از طریق تجهیزات درون خودرویی و AUI با استفاده از ایستگاه رادیویی ، AVL و سیستم‏های راهنمای مسیر است. از آنجا که ایستگاه‏های رادیویی (beacons) برای اخذ الکترونیکی عوارض می‏توانند در امتداد زیرساخت‏های جاده‏ای، مانند محل‏های اخذ عوارض نصب شوند، زمان سفر وسایل نقلیه شخصی )یا وسایل نقلیه جستجو ( به خوبی می‏تواند در جهت اهداف مدیریت ترافیک، محاسبه شود.

2-5-3- توزیع داده ها
طلاعات ترافیک و سایر اطلاعات مربوطه (شرایط جاده، وجود فضای پارکینگ، پارک سوار و غیره ) می‏تواند هم از سوی بخش دولتی در جهت اصلاح و بهبود کارآیی حمل ونقل، ایمنی و کیفیت محیط زیست ارائه شود و هم از سوی ارائه دهندگان خدمات بخش خصوصی که از طریق تبلیغات و یا دریافت کرایه از کاربران نهایی کسب درآمد می‏کنند ؛ در مورد دوم ممکن است خدماتی باارزش افزوده از طریق تهیه اطلاعات ترافیکی به نحوی که نیازهای ویژه کاربر را تامین نماید و یا با ارائه آن به همراه خدمات اطلاعاتی دیگر در مورد مسائل عمومی مانند خبر، ورزش، سهام و آب وهوا، به دلایل بازاریابی، عرضه شود.
دو روش اصلی توزیع اطلاعات ترافیکی و موارد مربوط به آن ، تجهیزات ثابت و پایانه‏های سیار است. تجهیزات ثابت، مورد استفاده در بخش زیرساخت، شامل تلفن‏های معمولی، گیرنده‏های رادیویی معمول، تلویزیون‏ها، کامپیوترهای رومیزی، ماشین‏های فکس، باجه‏های اطلاعات و تابلوهای پیام متغیر (DMS) است . پایانه‏های سیار شامل رادیوهای وسایل نقلیه، رادیوهای متحرک ، تلفن‏های موبایل، کامپیوترهای لپ‏تاپ و دستی، پیجر و سایر ابزارهای چند رسانه‏ای قابل جابجایی است. روش‏های دیگر برای طبقه‏بندی توزیع داده‏ها، ارتباطات یک طرفه در مقابل دوطرفه و سیستم‏های پخش کننده در برابر سیستم‏های تعاملی است.
تابلوهای پیام متغیر (DMS) ؛ همان طور که از نام آن برمی‏آید، علائم جاده‏ای با پیام‏هایی است که می‏تواند به صورت به هنگام تغییر کند. پیام‏ها می‏تواند به طور خودکار توسط شناسگرهای ترافیکی و جاده‏ای در مجاورت تابلو برای هشدار شرایط خطرناک به راننده و یا از گاراژهای پارکینگ برای نشان دادن تعداد فضای موجود پارکینگ، فعال شود. بیشتر اوقات، پیام‏ها از مرکز کنترل ترافیک به صورت از پیش طراحی شده و از راه دور کنترل می‏شوند و نمایش آنها به طور مداوم برای اطمینان از درستی آن، معمولاً از طریق CCTV نظارت می‏شود . ذکر این نکته مهم است که اطلاعات DMS آزادانه برای تمام رانندگان در بزرگراه موجود و قابل مشاهده است.
رسانه معمول دیگر اینترنت است که نام خود را از بین شبکه گرفته است که اصطلاحی فنی است برای گروهی از شبکه‏های کامپیوتری که توسط مسیریاب با یکدیگر مرتبط می‏شوند. پس از شروع به کار یک شبکه آکادمیک علمی با پشتیبانیUS-DOT در دهه ۱۹۶۰ ، این شبکه در دهه ۱۹۹۰ به شدت رشد نموده و به چارچوبی جهانی برای ارتباط دادن شبکه کامپیوترها تبدیل شد که نام شبکه جهانی (www) به خود گرفت. شبکه ارتباطی کامپیوتری بر اساس شبکه جهانی رشد می‏یابد. بسیاری از مناطق و شهرها ، نقشه‏های به هنگام جریان ترافیک، تصاویر دوربین‏ها و اطلاعات شرایط جاده‏ای و آب وهوایی را همانند اطلاعات ثابت مانند قوانین ترافیکی و خبرهای مربوطه دیگر بر روی وب سایت خود، ارائه کرده‏اند.
در داخل وسایل نقلیه، رانندگان سالهاست به رادیوی ماشین خود (موج FM و AM) برای گرفتن پیام‏های مربوط به ترافیک متکی هستند. با این همه، اطلاعات ترافیک معمولاً در فواصل زمانی مشخص در طول روز پخش می‏شود؛ زیرا این اطلاعات با برنامه‏های دیگر برای زمان پخش همراه هستند . به علاوه، این اطلاعات منطقه وسیعی را تحت پوشش قرار می‏دهد و اغلب ارتباط کمی با مسیر انتخاب شده توسط راننده دارد . برای غلبه بر این اشکالات، رادیو پیام‏های ترافیکی (HAR) با توان کم می‏تواند در امتداد بخش‏هایی از جاده برای ارسال بی‏سیم اطلاعات فقط در محدوده محلی )یعنی پخش محلی (، نصب شود. برای مثال در نزدیکی یک فرودگاه شلوغ، برای توصیه به رانندگان در مورد مکان‏های پارک خودرو، می‏توان از آن استفاده کرد. در روش دیگر، فناوری تشخیص صدا با کیفیت بالا برای کنترل و پاسخگویی به پرسش‏های تلفنی در خصوص سفر ، برای ارائه اطلاعات ترافیک با توجه به مسیر و مکان کاربر، تنظیم می‏شود. این سرویس همان طور که توسط سرویس ۵۱۱ در ایالات متحده توصیف شد، می‏تواند کاملاً خودکار بوده و به طور رایگان در اختیار عموم قرار گیرد .
یک روش پخش اطلاعات ترافیکی برای ارسال مداوم و همیشگی، استفاده از زیرحامل‏های رادیویی FM برای سهیم کردن38 داده‏های ترافیکی با میزان بایت نسبتاً پایین ، جهت نمایش نقشه مرتبط با یک واحد ناوبری و نیز نمایش متن یا برای فعال کردن پیام‏های صوتی از پیش ضبط شده است . این روش شبیه به گزارش‏های ترافیکی موجود مانند تله تکست در تلویزیون می‏باشد. در اروپا سیستم داده رادیویی کانال پیام ترافیکی (RDS-TMC) برای چنین منظوری ایجاد شده است . داده‏ها با نرخ حدوداً یک کیلو بایت در ثانیه ارسال می‏شوند و به یک پیام صوتی، نمایش نقشه یا پیام متنی به زبان راننده با استفاده از نرم افزار ساخته شده در گیرنده، تبدیل می‏شوند. امتیازات RDS-TMC برای اروپا شامل کار کردن در حاشیه‏های مرزی، مستقل بودن از زبان راننده و سطح پوشش بالا ست؛ زیرا این سیستم می‏تواند از ایستگاه‏های رادیویی FM خصوصی و ملی موجود استفاده کند TMC Forum در بروکسل به عنوان محل ملاقاتی برای کلیه فعالان در زمینه خدمات TMC فعالیت می‏کند. سیستم‏های مشابهی در ژاپن با نرخ ارسال بیت خیلی بالاتر ایجاد شده است که از مزیت داشتن فاصله وسیع تری، میان کانال‏های FM در آن کشور برخوردار بوده و از تکنیک‏های تلفیق پیشرفته تری استفاده می‏کنند.

شکل 2-5- مرکز مدیریت ترافیک

ظهور پخش صوتی دیجیتال (DAB) جایگزین جذاب دیگری را برای توزیع داده‏ها در بخش خودرو پیشنهاد می‏کند. باDAB فردی می‏تواند برنامه‏های رادیویی با کیفیت شبیه CD را در خودرو بدون تداخل و تغییر شکل سیگنال با توانایی آن برای انتخاب خودکار قوی ترین فرستنده ناحیه‏ای، دریافت کند . از این گذشته ، DAB امکانات توزیع چند رسانه‏ای، نه تنها صوتی بلکه متن، عکس، داده‏ها و حتی تصاویر ویدئویی را در رادیو فراهم می‏کند . بنابراین برنامه‏هایی برای انتقال مناسب خدمات RDS-TMS به انتشار صوتی دیجیتال (DAB) تهیه شده‏اند. در آینده DAB اطلاعات جزئی در مورد موضوعاتی مانند ترافیک جاده، پارکینگ و هتل/ متل برای وسایل نقلیه در حال حرکت ارائه می‏کند.

2-6- بکارگیری اطلاعات
استفاده از اطلاعات در ITS ، تعدادی فعالیت اصلی را در بر دارد که قابل جمع شدن هستند : اولین فعالیت عبارتست از توصیه به کار بران برای تصمیم‏گیری هوشمندانه هماهنگ ؛ دوم پشتیبانی کنترل ترافیک در بخش زیرساخت و سوم کمک به راننده در بخش وسیله نقلیه و سرانجام عملکرد هماهنگ میان این دو بخش است.
2-6-1- پشتیبانی تصمیم گیری و کنترل ترافیک
در بخش زیرساخت، سیستم کنترل رمپ جریان وسایل نقلیه ورودی به بزرگراه را به وسیله یک چراغ راهنمایی- که در محل ورودی رمپ نصب شده و برای دوره زمانی کوتاهی سبز می‏شود و اجازه عبور تعداد محدودی از وسایل نقلیه در یک زمان را فراهم می‏کند- کنترل می‏کند. هدف این سیستم حفظ چگالی وسایل نقلیه زیر حد اشباع و ایجاد فاصله بین وسایل نقلیه برای روانی ترکیب خودروها )در محل رمپ( و جریان ترافیک است . از طریق الگوریتم‏های کامپیوتری، فاز سبز چراغ می‏تواند به عنوان تابعی از یک یا چند شاخص تعیین شود که شامل جریان ترافیک در بالادست و پایین دست، فاصله خالی ترافیکی (Traffic Gap) در باند کندرو و طول صف بر روی رمپ و خیابان‏های فرعی است.
کنترل هماهنگ ترافیک ، درون یک محدوده شهری یا منطقه‏ای بزرگ توسط مرکز کنترل ترافیک انجام می‏شود که در آن اطلاعات ترافیکی معمولاً در یک تابلوی نمایشی بزرگ نشان داده می‏شود و با چندین نمایشگر CCTV تکمیل می‏شود که می‏تواند به هر دوربینی که در محل نصب شده، سوئیچ شود.
کد رنگی می‏تواند در تابلوی نمایشی ترافیک برای نشان دادن درجه ازدحام یا وقوع حوادث به کار رود. اپراتورها کلیه این اطلاعات را مشاهده نموده و می‏توانند تابلوهای پیام متغیر (DMS) ، چراغ‏های راهنمایی و غیره را از طریق رابط‏های کاربری گرافیکی فعال کنند . در این رابط‏های کاربری، شبکه جاده‏ای، عناصر کنترلی ( مانند DMS) ، شناسگرها و غیره در نقشه‏های دوبعدی با چندین سطح زوم نمایش داده می‏شوند. همچنین اپراتورها، با خودروهای گشت ترافیکی و اپراتورهای سایر مراکز، ارتباط صوتی برقرار می‏کنند که به ویژه در طول موقعیت‏های اضطراری – که کسب اطلاعات به موقع، دقیق و تعاملی برای عملیات هماهنگ امداد و نجات موردنیاز است – اهمیت زیادی دارد.
برای یکپارچه سازی اطلاعات و هماهنگ سازی کنترل در میان مراکز حمل ونقل (هر دو بخش خصوصی و دولتی) به ایجاد یک ارتباط شبکه داده‏ای از مرکز مدیریت ترافیک به مراکز دیگر نیاز دارد ؛ این مراکز اغلب توسط آژانس‏ها و سازمان‏های دیگر اداره می‏شود؛ برای مثال ، مراکز کنترل برای مناطق همجوار، انواع مختلف مراکز مانند خدمات پلیس و اورژانس، ارائه دهندگان اطلاعات، عملیات ناوگان تاکسی و اشتراک خودرو(هم‏پیمایی)39 ، مراکز بهره‏برداری حمل‏ونقل عمومی و وسایل نقلیه تجاری . اعزام کنندگان ناوگان ، با رانندگان وسایل نقلیه شخصی ارتباط صوتی و یا داده‏ای برقرار می کنند و برای انتخاب مسیرهای معینی جهت افزایش سوار و پیاده کردن مسافر، جهات حرکتی و توصیه‏های دیگری ارائه می‏دهند. تمامی این فعالیت‏ها با کمک نرم افزار مخصوص پشتیبانی حمل ونقل برای بهینه سازی کارآیی و به حداقل رساندن هزینه، انجام می‏شود. مرکز مدیریت ترافیک برلین‏(UMZ) مثال خوبی برای مرکز مدیریت حمل ونقل خصوصی عمومی و کاملاً عملیاتی، می‏‏باشد .
در بخش وسیله نقلیه، پایانه های اطلاعات ترافیک می‏تواند اطلاعات راهنمای مسیر یا اطلاعات تکمیلی برای اهداف مختلف مانند کنترل وسیله نقلیه یا اطلاعات پیشنهاد سرعت مناسب را ارائه دهد.
جدیدترین پایانه‏های راهنمای مسیر و ناوبری، نه تنها موقعیت وسایل نقلیه را نشان می‏دهند؛ بلکه داده هایی را درباره شرایط ترافیکی فعلی (به دست آمده از مرکز کنترل) نمایان می‏سازند که این داده‏ها به صورت نمادها و علامت هایی بر روی نقشه دیجیتالی نمایش داده می‏شود. پایگاه داده‏های نقشه دیجیتالی شامل مشخصاتی برای هر کمان یا بخش جاده ؛ مانند مسافت، محدودیت‏های دور زدن، طبقه بندی جاده، زمان سفر مطابق با محدودیت‏های سرعت و زمان روز و غیره است . با تعیین هر مبدا و مقصدی، نرم افزار بر مبنای اصول برنامه ریزی پویا، مسیر بهینه را محاسبه می‏کند . گزینه‏های مختلف می‏تواند برای بهینه‏سازی مسیر به کار رود؛ مثلاً کوتاه‏ترین فاصله، نپرداختن عوارض، خوش منظره‏ترین مسیر برای توریست‏ها و غیره.

2-6-2- کنترل وسیله نقلیه
در حالی که امروزه فناوری‏های اطلاعات در ITS به راننده کمک می‏کنند تا تصمیمات استراتژیک را از طریق اطلاعات ترافیکی ناوبری و راهنمای مسیر بر مبنای داده‏های لحظه به لحظه اتخاذ کند ، فناوری‏های کنترل و ترکیب شناسگر در آینده می‏تواند تا حدی در کنترل طولی و جانبی خودرو به راننده کمک کند . معمول ترین شناسگری که امروزه برای کنترل طولی خودروها به کار گرفته می‏شود، ابزارهای راداری و لیزری است که فاصله نسبی خودرو را با اندازه گیری فاصله از خودروی جلویی، نرخ فاصله نزدیک40 میان وسایل نقلیه و شناسایی موانع موجود در جاده، معین می‏کند . همچنین شناسگرهای صوتی و فراصوتی برای نقاط کور و هشدار مکمل، به کار می‏روند.
اخیرًا، پیشرفت‏هایی در بخش نرم‏افزار و سخت‏افزار در زمینه بکارگیری کنترل گشت تطبیق پذیر (ACC) ، حاصل شده است. این سیستم‏ها به طور خودکار سرعت وسیله نقلیه – که توسط راننده از طریق کنترل گشت معین شده است – را کاهش می‏دهد تا سرفاصله ایمن را از خودروی جلویی حفظ کند و همچنین هنگامی که فاصله تا خودروی جلویی به میزان کافی افزایش می‏یابد، دوباره سرعت را تنظیم کند.
اصلی‏ترین نیاز برای کنترل جانبی خودرو ، حفظ مسیر است؛ یعنی حفظ خودرو در بین خطوط . معمول‏ترین روش برای تشخیص خط و حفظ مسیر از طریق پردازش تصویر خط‏کشی‏های خطوط یا لبه‏های جاده است . دوربین‏های ویدئویی کم هزینه و معمولی، به منظور تشخیص خطوط به کار می‏روند . استفاده از GNSS و نقشه‏های دیجیتالی با دقت بالا برای حفظ مسیر در حال آزمایش است. نه روش‏های تصویری و نه GNSS برای حفظ مسیر به ایجاد تغییر و اصلاح در زیرساخت‏های موجود جاده‏ای، نیاز ندارند اما نیازمند محافظت و نگهداری عالی از خط کشی‏های جاده می‏باشند.
کنترل‏های تمام خودکار جانبی و طولی وسیله نقلیه ، در نهایت ممکن است تا حدی منجر به سیستم‏های راه خودکار (AHS) گردد که با عنوان رانندگی بدون دخالت دست و پا، تعریف می‏شود. یک روش تکاملی برای AHS ، بر کاربردهای کوتاه‏مدت جلوگیری از سانحه فناوری‏های AHS بدون خودکارسازی کامل تاکید می‏کند. با در نظر گرفتن AHS به عنوان یک نگاه بلندمدت ، پیشرفت‏های اخیر برای کمک به راننده بر سیستم‏های همکاری وسیله نقلیه راه (GUHS) تاکید دارد که فعالیت‏های‏ مشترک میان بخش‏های وسیله نقلیه و زیرساخت را پشتیبانی می‏کند . نمونه اولیه و قدیمی آن، آزاد راه‏های کمربندی کنترل شده در لندن است که در شکل (6-2) نشان داده شده است . محدودیت سرعت متغیر برای هر مسیر توسط مرکز کنترل ترافیک ؛ با توجه به سطح ازدحام ترافیک، نمایش داده می‏شود و اعمال قانون توسط دوربین‏هایی که می‏تواند شماره پلاک متخلفین را ثبت کند، صورت می‏گیرد. نتیجه بدست آمده نشان می‏دهد که این طرح در آرام سازی ترافیک، کاهش ازدحام، کاهش تصادفات، کاهش آلودگی هوا و کاهش اضطراب راننده، بسیار موفقیت آمیز بوده است.

شکل 2-6- آزادراه تحت کنترل

نمایی از سیستم اطلاعات ترافیکی اسپانیا
بسیاری از ایده‏های دیگر سیستم‏های مشترک راه خودرو (CVHS) در تعدادی از کشورها توسعه یافته و آزمایش شده‏اند. یک نمونه آن، تقاطع هوشمند است که می‏تواند هشدارهایی هم درون خودرو و هم بر روی جاده (در زمانی که جریان ترافیک در مسیرهای ورودی به تقاطع خارج از دید راننده است) بدهد، این جریان توسط تجهیزات نصب شده در تقاطع حس می‏شود. اروپایی‏ها، سیستم‏های تطبیق هوشمند سرعت (ISA) را آزمایش کرده‏اند. این سیستم دارای تجهیزات اشتراکی است که در دو بخش خودرو و زیرساخت نصب می‏شوند و برای هشدار به راننده در هنگام تجاوز از سرعت مجاز یا آهسته راندن خطرناک طراحی شده است، همچنین برخی از این سیستم‏ها، توانایی تصحیح پویا را نیز ارائه می‏دهند. در ایالات متحده، بخش مهمی از برنامه ملی فعلی برای یک شبکه یکپارچه اطلاعات حمل ونقل (INTI) است تا پیشرفت‏های ایجاد شده در سیستم‏های خودرو و زیرساخت هوشمند را یکپارچه نماید.

2-7- پرداخت الکترونیکی
پرداخت الکترونیکی ارزش توصیف و تشریح کامل ، در این بخش را دارد؛ زیرا از فناوری‏های بکارگیری هر دو بخش خودرو و زیرساخت که در جدول (2-1) نشان داده شد، استفاده می‏کند. تنها تاثیر عواملی که به طور مرسوم در محدوده قلمرو حمل ونقل در نظر گرفته می‏شود، سبب اجرایی شدن این سامانه نمی‏شود؛ بلکه اجرای موفقیت آمیز آن به بررسی و مدنظر قرار دادن وسیع عوامل انسانی نیاز دارد.

2-7-1- عملکردهای پرداخت الکترونیکی
سیستم‏های پرداخت الکترونیکی (EPS) امکان پرداخت هزینه خدمات حمل ونقل را به صورت الکترونیکی برای مسافران فراهم می‏کند، بنابراین خدمات اصلی اخذ الکترونیکی کرایه، اخذ الکترونیکی عوارض (ETC) و پرداخت الکترونیکی هزینه پارکینگ را ارائه می‏دهد. اهداف اصلی EPS عبارتند از : هزینه‏های پایین‏تر و افزایش درآمد برای آژانس‏های حمل ونقل و افزایش رضایت مشتری با ارائه خدمات حمل ونقلی.
کاهش هزینه و کسب درآمد حاصل ، نه تنها از کاهش هزینه‏های کارگر در جمع آوری پول نقد و کنترل بدست می‏آید؛ بلکه از کاهش دزدی و تخلف، کاهش هزینه‏های واسط (کاغذ بلیت، برگه عبور و غیره) افزایش کارآیی عملیاتی ؛ به علت کاهش زمان صرف شده در جمع آوری و محاسبه درآمد، افزایش توان عملیاتی (خروجی سیستم) و جمع آوری بهتر داده‏ها برای برنامه ریزی عملیاتی نیز به دست می‏آید. بسته به تمهیدات سازمانی ویژه افزایش درآمد ممکن است از طریق تولید سود حاصل از پیش پرداخت (شناور) کاربران و یا از درج نام تجاری بر روی کارت هوشمند برای پرداخت الکترونیکی نیز بدست آید.
منافع کاربر ، تنها منحصر به کاهش زمان انتظار در هنگام پرداخت نمی‏شود ؛ بلکه راحتی بیشتر در مقایسه با روش‏های دیگر پرداخت (پول نقد، ارائه بلیت و غیره) کاهش هزینه‏های سوخت وسیله نقلیه و آلودگی در محل عوارضی، مطلوبیت و محبوبیت بیشتر، تنظیم دقیق‏تر، ساختار مناسب پرداخت عوارض برای مسافران روزانه یا محروم، اجرای آسان‏تر ارائه یارانه پارکینگ یا عوارض و… نیز از منافع دیگر سیستم پرداخت الکترونیکی برای کاربر است.
از دید مشتریان، پس از ایجاد یک روش پرداخت الکترونیکی گسترده مانند کارت هوشمند، بهتر است از آن برای سایر خدمات مربوط به حمل ونقل، مانند پرداخت هزینه سوخت در ایستگاه‏های خدماتی و حتی خدمات غیر حمل ونقلی ، مانند خرید غذای آماده، تلفن و غیره نیز استفاده کنند . از این گذشته، چنین کارت هوشمندی نه تنها می‏تواند برای پرداخت به کار رود بلکه برای کارهای دیگری مانند ثبت اطلاعات پزشکی، امانت کتاب در کتابخانه‏ها، کارت شناسایی برای مجوز عبور و مزایای اجتماعی نیز می‏تواند استفاده شود.

2-7-2- فناوری های پرداخت الکترونیکی
سیستم‏های پرداخت الکترونیکی، فناوری‏های ارتباطات الکترونیکی، پردازش داده‏ها، ذخیره داده‏ها و فناوری‏های میکروکامپیوتر را در فرآیند جمع آوری درآمد، نگهداری اطلاعات مربوط به آن و انتقال سرمایه‏ها، یکپارچه می‏کند . کلیت این فرآیند را معمولاً می‏توان به دو بخش زیر تقسیم کرد : فعالیت‏های مقدماتی41 که توسط کاربر نهایی مشاهده می‏شود و فعالیت‏های "اداره پشتیبانی‏" 42 (که با عنوان اداره مرکزی- clearing house – نیز شناخته می‏شود ) که معمولاً شامل مدیریت ابزارهای پرداخت، حفظ و نگهداری حساب‏ها، پردازش معاملات، کنترل و تسویه درآمد، خدمات مشتری، گزارش دهی و حسابرسی می‏شود. با توجه به سرمایه شناور فراهم شده از پیش پرداخت‏های کاربران، کسانی که فعالیت‏های پشتیبانی سیستم را اجرا می‏کنند، اغلب فرصت و امکان استفاده و سود بردن از این سرمایه شناور را دارند.
معمول‏ترین گزینه‏های سخت افزاری برای EPS، در بخش ارتباط با کاربران؛ شامل کارت‏های هوشمند، فرستنده‏های خودکار و تلفن‏های همراه می‏باشند که در ادامه توصیف می‏شوند:
کارت‏های هوشمند ، برای پرداخت در معاملاتی ایده آل است که اغلب به صورت نقدی انجام می‏شود و برخی از آنها عبارتند از : تماس‏های تلفنی، کرایه‏های پارکینگ، کرایه تزانزیت، خریدهای کوچک و عوارض جاده‏ای. این نوع از خریدها معمولاً برای شرکت‏های ارائه کننده خدمات کارت اعتباری یا کارت موجودی حساب43 به علت معاملات فراوان و با ارزش کم ، جالب توجه و جذاب نیست. با ذخیره کردن میزان اعتبار بر روی کارت، می‏توان بر این مشکل و مشکلات دیگر ؛ مانند تاخیر در اثبات مالکیت کارت و داشتن اعتبار یا بودجه کافی در کارت‏های اعتباری یا موجودی حساب کاربر، فائق آمد . یک کارت هوشمند، تقریباً در اندازه و شکلی شبیه کارت‏های اعتباری مرسوم است و یک تراشه مدار یکپارچه درون آن نصب شده است . این کارت صدها بار بیشتر نسبت به کارت‏های مغناطیسی مرسوم توانایی انتقال داده را دارد . این تراشه ریزپردازنده، طوری طراحی می‏شود که هر کس برای انجام معامله و سایر فعالیت‏های شخصی ، بتواند به صورت دیجیتال با دیگران ارتباط برقرار کند. دو نوع مجزا و متفاوت از کارت‏های هوشمند که به تماس فیزیکی با قرائتگر نیاز دارد تا یک تراکنش را بررسی کند و از انتقال "تماسی "وجود دارد ؛ کارت هوشمند مطمئن داده‏ها میان کارت قرائتگر مطمئن شود ؛ و کارت‏های هوشمند غیرتماسی، که تنها نیاز دارند در محدوده‏ای معین نزدیک به قرائتگر قرار گیرند تا فرآیند تراکنش صورت پذیرد . کارت‏های غیرتماسی به علت افزایش ظرفیت پذیرش ، موردتوجه متولیان و کاربران حمل و نقل عمومی قرار گرفته است.
فرستنده خودکار (که به نام برچسب الکترونیکی – tag -نیز شناخته می‏شود) به عنوان بخشی از سیستم EPS یکی از سه بخش اصلی این سیستم را تشکیل می‏دهد: فرستنده خودکار، قرائتگر و سیستم کامپیوتری برای پردازش و ذخیره داده‏ها. فرستنده خودکار که کمی بزرگتر از اندازه سطح کارت‏هاست، معمولاً در بیشتر کاربردهای اخذ عوارض به طور امن ، به وسیله نقلیه متصل می‏شود و برای اجرا بر فناوری RFID (شناسایی فرکانس رادیویی ) مبتنی است. هنگامی که فرستنده خودکار از منطقه قرائت می‏گذرد (منطقه‏ای که حاوی سیگنال قرائتگر است)، سیگنال را شناسایی کرده و اطلاعات شناسایی (خودرو) را به قرائتگر ارسال می‏کند. قرائتگر اطلاعات را برای پردازش به سیستم کامپیوتری می‏فرستد . فرستنده‏های خودکار فعال دارای باتری جهت تامین نیروی مدار داخلی و ارسال اطلاعات هستند. فرستنده‏های خودکار منفعل طول عمر نامحدود دارند و ارزان‏تر هستند اما تنها در برد کوتاه عمل کرده و اطلاعات کمتری منتقل می‏کنند . بیشتر فرستنده‏های خودکار، برای ارسال داده به اداره پشتیبانی و برای تسویه حساب به قرائتگرها متکی هستند . البته بعضی از فرستنده‏های جدید در درون خود شیارهایی برای کارت‏های هوشمند دارند که پرداخت الکترونیکی فوری را از طریق کارت هوشمند ممکن می‏سازد.
تلفن های همراه: پتانسیل تبدیل شدن به بخش اصلی EPS از سیستم تجارت الکترونیکی قرن ۲۱ را دارند که تاکنون به طور گسترده‏ای در محیط اینترنت برای کاربران در کامپیوترهای شخصی شان اجرا شده است. این مطلب بدین علت است که تلفن‏های همراه نیز حاوی یک تراشه مدار یکپارچه مانند کارت‏های هوشمند هستند و بر این اساس می‏توانند عملکرد یکسانی را داشته باشد. بعضی از تلفن‏های همراه از کارت هوشمند به عنوان یک ابزار ذاتی و اصلی برای خود استفاده می‏کنن. این تراشه (chip) یا کارت هوشمند که درون تلفن قرار می‏گیرد حاوی اطلاعات مربوط به کاربر مانند اطلاعات شناسایی، دفترچه تلفن، اطلاعات درباره صورت حساب و غیره خواهد بود. بنابراین تلفن‏های همراه می‏توانند به عنوان یک وسیله پرداخت الکترونیکی به کار روند. همچنین آنها می‏توانند به عنوان ابزاری واسط برای دسترسی به اینترنت جهت خرید کالا و خدمات – همانند روشی که این فرآیند در یک کامپیوتر شخصی انجام می‏دهد- به کار روند.
بخش دیگر EPS زیرسیستم ارتباطات است. عملکردهای اداره پشتیبانی با کمک یک کامپیوتر میزبان یا شبکه‏ای از کامپیوترها )برای افزایش توان44 قابلیت اعتماد( برای پشتیبانی کلیه پایگاه‏های داده‏های EPS، تجزیه و تحلیل و اجازه انجام انواع مختلف تراکنش‏ها برای سیستم‏های در حال کار ،(on-line) کنترل وضعیت اجزا EPS، جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده‏های بایگانی و ذخیره شده، تطبیق و تسویه حساب‏ها و تسهیلات سایر عملکردها مانند خدمات مشتری اجرا می‏شود.
با توجه به کاربرد خاص و واسط سخت افزاری انتخاب شده ، تعدادی از فناوری‏های جانبی برای EPS ضروری است؛ برای مثال بکارگیری ماشین‏هایی با قابلیت توزیع واسط‏های الکترونیکی یا پر کردن مجدد بودجه‏ها و اعتبارات ذخیره شده در کارت‏های هوشمند ، ممکن است در تسهیلات پارکینگ یا ترانزیت ضروری باشد. همچنین ممکن است استفاده از دوربین‏های عکس برداری از شماره پلاک متخلفین ، در ایستگاه‏های اخذ عوارض EPS ، برای اعمال قانون موردنیاز باشد. این مطلب به ویژه برای اخذ عوارض بدون توقف خودروها ؛ مانند مواردی که در جاده‏های عوارضی تورنتو و ملبورن کانادا دیده می‏شود، صحیح است.

2-7-3- عوامل مکانی
با کاهش هزینه‏ها و افزایش قدرت فناوری، گزینه‏های جدید برای EPS براساس زمان و مکان، ظهور یافته است . همان طور که قبلاً در بخش (2-2-2) درباره وسایل نقلیه جستجو ذکر شد، مکان دقیق یک وسیله نقلیه می‏تواند به طور خودکار توسط GNSS (سیستم موقعیت یاب جهانی )، تلفن‏های همراه یا دستگاه‏های قرائتگر شماره پلاک اتومبیل ، تعیین می‏شود. امکان تعیین کرایه‏هایی که باید از یک وسیله نقلیه (و به طور تئوریک از افراد) اخذ شود در صورتی ممکن است که زمان و مکان وسیله نقلیه یا شخص بتواند به درستی تعیین و کنترل شود. در ترکیب با فناوری توزین در حال حرکت (WIM) جمع آوری عوارض از وسایل نقلیه سنگین متناسب با مسافت طی شده یا مسافت وزن، می‏تواند به طور خودکار صورت گیرد . سیستم‏های ETC متعددی به طور جدی استفاده از فناوری مکان‏یابی بر مبنای GNSS را مدنظر قرار داده‏اند . کمیسیون اروپایی در اواخر سال ۲۰۰۳ ، ایجاد یک سیستم سازگار ETC در سراسر اروپا با استفاده از ارتباط تلفنی GSMو (Galileo) GNSS را پیشنهاد کرد. در طرح پرداخت هزینه ازدحام و ترافیک لندن که با موفقیت اجرا شد از روش خواندن شماره پلاک وسیله نقلیه استفاده شده است. بیشتر بحث و بررسی‏ها درباره p-commerce p)مخفف position ) و همچنین m-commerce m) مخفف (mobile انجام شده است که فرصت‏های بازاریابی جدیدی را برای انجام شده است که فرصت‏های بازاریابی جدیدی را برای آگهی بازرگانی و فروش به سرنشینان در حال سفر وسیله نقلیه ، در نزدیکی آنها ارائه می‏دهد. نمونه‏های ارائه خدمات به مشتری، مبتنی بر مکان ، شامل ردیابی خودکار، امداد جاده‏ای، خدمات راهنمایی مانند ارائه اطلاعات درباره رستوران‏ها و ایستگاه‏های خدماتی مجاور ؛ اطلاعات ترافیک و آب وهوایی، پیام‏های شخصی، راهنمای شهری، اطلاع رسانی درباره تصادف و غیره است.

2-7-4- تجربیات کاربر و مسائل سازمانی
پذیرش کاربر اهمیت زیادی در اجرای موفق EPS دارد. در جاهایی که EPS برای جایگزینی با ابزارهای رایج پرداخت به کار گرفته شده است، پذیرش کاربر در نقاط مختلف جهان بسیار مثبت بوده است ؛ برای مثال، " برنامه پایلوت مشتری با کارت هوشمند " که توسط حوزه ترانزیت شیکاگو (CTA) در سال ۲۰۰۰ عرضه شد، مطالعات ارزیابی در پایان پروژه پایلوت نشان داد که مشتریان قاطعانه از این برنامه استقبال کردند. حتی برای مشتریان معلول نیز این سیستم جالب توجه بوده است.
از سویی دیگر در جایی که EPS به عنوان بخشی از یک سیستم پرداخت هزینه جاده‏ای یا در ارتباط با عوارض جدید و افزاینده خدمات حمل ونقل عرضه شد، این پاسخ کمتر مثبت بود. لازم به ذکر است که در مورد استفاده از ETCبه عنوان جایگزین برای جمع آوری عوارض به صورت نقدی ، حتی کاربران غیر دائمی نیز نظر مثبتی داشتند؛ زیرا به دلیل عبور سریع کاربران ETC از ایستگاه‏های اخذ عوارض، آنها با صف‏های کوتاه‏تری مواجه می‏شدند.

2-8- عوامل انسانی
بسیاری از فناوری‏های پایه‏ای و مهم ITS مربوط به واسط ارتباطی انسان ماشین45 (HMI) (روشی که در آن کاربران با فناوری ارتباط برقرار می‏کنند است). "موس "استفاده از کامپیوترها را برای عملیات ترافیکی ممکن ساخته است؛ جستجوگر استفاده از اینترنت را برای اطلاع رسانی به مسافرین میسر ساخته و نمایش نقشه دیجیتالی استفاده از GNSS را برای ناوبری وسیله نقلیه و مدیریت ناوگان ممکن ساخته است .برای اینکه ITS خوب کار کند، ما باید بخش انسانی (که بابخش وسیله نقلیه و بخش زیرساخت ITS در جدول 1-2 تعامل دارد) را در نظر بگیریم .در ITS کلمه انسان نه تنها رانندگان را شامل می‏شود بلکه برنامه ریزان سفر، مسافران چند شیوه‏ای، اپراتورهای مراکز ترافیکی، اعزام کنندگان ناوگان، مسئولین اورژانس و غیره را نیز دربر می‏گیرد.

2-8-1- عوامل انسانی در بخش وسیله نقلیه
تعامل انسان با وسیله نقلیه در قلمرو خدمات حمل ونقل ، بسیار مهم و حیاتی است به طوری که اشتباهات یا قضاوت‏های نادرست در فعالیت‏های اصلی رانندگی، پیامدهای ایمنی آشکاری دارد. کاربرد تلفن همراه به عنوان یک دلیل حقوقی در وقوع تصادفات، در بعضی مناطق باعث ممنوع شدن استفاده از تلفن همراه در حین رانندگی گردیده است .بعضی واحدهای ناوبری راننده باید وسیله نقلیه را قبل از وارد نمودن مقصد سفر در دستگاه ناوبری متوقف کند. هرچند بعضی این مسئله را غیرمعقول می‏دانند؛ چرا که حواس رانندگان می‏تواند به همین شکل با موزیک، حرف زدن با مسافران و غیره پرت شود .بنابراین باید به جنبه‏های HMI تجهیزات درون خودرویی و ابزارها و دستگاه‏ها توجه کافی مبذول شود تا رانندگان بتوانند از آنها به درستی استفاده کنند و یا کاربرد آنها را در وسایل نقلیه جدید یا کرایه‏ای به سرعت یاد بگیرند تا در محیط‏های کم نور بتوانند آنها را به کار گرفته و مجبور به خواندن کتاب راهنماهای پیچیده نباشند.
اثرات بکارگیری آتی فناوری‏های جدید اطلاعات و ارتباطات، در تحقیقات اروپایی‏ها ارزیابی شده است .تغییر نقش‏های عملگرها در سیستم‏های حمل ونقل و پشتیبانی ، شناسایی شده و موشکافانه بازنگری شده است .یکی از نتایج این بوده که هرچه فعالیت‏های پشتیبانی بیشتری توسط ITS ارائه شود، ریسک از دست دادن مهارت و یا اعتماد کورکورانه به فعالیت‏های ITS بیشتر خواهد بود.
تعامل ماشین و انسان و واسط‏های ارتباطی ماشین و انسان (HMI) ناشی از آن، نقش مهمی در دستیابی به کار آیی و پذیرش کاربر در کاربردهای مختلف ITS ایفا می‏کند. بسیاری از انواع مختلف سیستم‏های پشتیبانی و رابط‏های کاربری و " سنتی" حاصل از آنها وجود دارد که باید با دقت زیاد براساس توصیه‏ها و راهنمایی‏های موجود برای عوامل انسانی کارهای انجام گرفته در زمینه ارگونومی و یا قوانین سرانگشتی در زمینه طراحی HMI ، طراحی شود. رانندگان وسایل نقلیه به توجه و دقت بسیار زیاد در تصمیم گیری و فعالیت‏هایی که به طور مستقیم بر ایمنی ترافیک جاده‏ای تاثیرگذار است، نیاز دارند. توانایی‏ها و محدودیت‏های انسان‏ها در رانندگی در سال ۱۹۹۴ در برنامه پرومته (PROMETHEUS) اروپا بررسی و عنوان شده است .در این برنامه اشاره شده که رانندگان، غیر قابل اعتمادند؛ زیرا بعضی اوقات اشتباه می‏کنند و اینکه دسترسی به اطلاعات برای پشتیبانی از فعالیت‏های رانندگی محدود بوده و همیشه در دسترس نیست، همچنین راننده قابلیت‏های فراگیری و پردازش محدودی دارد و ممکن است دچار حواس پرتی شود یا تحت فشار کاری بیش از اندازه قرار گیرد .از این گذشته، رانندگان ، آگاه و مطلع نیستند که قدرت رانندگی و مانورهایشان خوب یا بد است ؛ زیرا ترافیک جاده به خودی خود آموزنده نیست؛ در نتیجه ، سرعت یادگیری رانندگان بسیار آهسته است .همچنین مسائل ایمنی متعددی در ارتباط با رانندگان در راه وجود دارد که مواردی از آن اختلاط رانندگان پیر با جوان، رانندگان آشنا و غریبه که به دنبال مکان‏های ناآشنا و تابلوهای جهت نما هستند، می‏باشد. آمیخته شدن "دارا و ندار " نیز مشکلات مشابهی را با ظهور ITS به وجود می‏آورد. برای مسافران غیر راننده و برای رانندگانی که چندان هم برای رانندگی مناسب نیستند باید به عواملی مانند عدم قابلیت ؛ همچون دید ضعیف، شنوایی ضعیف، تحرک کم، سن بالا و غیره توجه کنیم . این مطلب در طراحی وب سایت و همچنین طراحی فضای داخلی وسیله نقلیه نیز اعمال می‏شود.
بدین منظور، معیارهای اساسی طراحی ارگونومیک برای سیستم‏های نمایش، اطلاعات، کنترل و کمک به راننده، تعیین شده، و تعدادی کتب راهنمای پایه‏ای مناسب برای مفاهیم سیستم HMI مشخص شده است که عبارتند از:
* کاربرگرایی: برای مثال سیستم‏ها باید از گذاشتن مسئولیت کم یا بیش از اندازه بر عهده راننده جلوگیری کنند تا وی نه خیلی فعال شود و نه خیلی خسته و کسل؛
* وظیفه گرایی: برای مثال، تخصیص وظایف و منابع، باید به طور موثر توسط شناسایی کارهایی که به بهترین نحو توسط راننده انجام می‏شود و کارهایی که برای ماشین‏ها مناسب‏تر هستند، صورت پذیرد؛
* فناوری گرایی: برای مثال هدف باید توسعه سیستم‏هایی باشد که برای راننده ساده به نظر می‏رسد؛
* روش گرایی: برای مثال متخصصین ارگونومی و روانشناسان باید از مرحله آغازین فرآیند طراحی شرکت داشته باشند.
ترافیک جاده فرآیندی چند نفره و چند وسیله‏ای است که توسط قوانین ضمنی و صریح، سازماندهی می‏شود که در آن اجزای اصلی سیستم، انسان (رانندگان) و ماشین (وسایل نقلیه) در ارتباط با یکدیگر هستند. تعاملات میان این عناصر از طریق واسط‏های کاربری راننده وسیله نقلیه و راننده زیرساخت صورت می‏پذیرد. بنابراین طراحی تعامل وسیله نقلیه راننده تنها یک پرسش از مشخصات نمایشگرها و کنترل‏ها نیست. این طرح باید در ارتباط با هدف کل سیستم انسان ماشین باشد ؛ یعنی در بستری که آن سیستم اجرا می‏شود و جریان اطلاعات میان کاربر و سیستم فنی برقرار می‏گردد .

2-8-2- عوامل انسانی در بخش زیرساخت
عوامل انسانی باید نه تنها برای رانندگان؛ بلکه برای تمام کاربران وسایل نقلیه در نظر گرفته شود .برای مثال، بعضی از مراکز کنترل ترافیک مدرن، بیش از صد مانیتور CCTV بر روی یک دیوار دارند که این وضعیت، تشخیص و تمرکز بر روی مناطق بحرانی را برای اپراتورها دشوار می‏سازد؛ موقعیتی شبیه به کارخانه‏های هسته ای با تعداد زیادی نمایشگر که تشخیص موقعیت‏های بحرانی در یک سانحه تصادف را برای اپراتورها مشکل می‏کند. استفاده از ویدئو و دید مصنوعی در مراکز ترافیکی در حال گسترش است؛ اما اطلاعات بسیار زیاد و پیغام‏های خطای فراوان به اپراتورها)که کاربران نهایی نیستند (، ممکن است فشار کاری بیش از حد به آنان وارد کند .سیستم‏های هشداردهنده خودکار سانحه، حتی ممکن است در صورتی که پیغام‏های خطای بسیار زیادی اعلام کنند، خاموش شوند.
اصول اساسی عوامل انسانی که در بخش وسیله نقلیه مورد انتظار است، در بخش زیرساخت نیز باارزش و معتبر می باشد. در حالی که بخش زیرساخت به علت اندازه و ابعاد بزرگ سیستم آن و دربرگرفتن سازمان‏های متعدد، پیچیده‏تر می‏باشد. همچنین متخصصین حمل ونقل به منظور افزایش ایمنی و پذیرش ITS توسط کاربر ، مسئولیت مستقیم بیشتری برای بکارگیری بهترین روش‏ها و عملکردها در بخش زیرساخت نسبت به بخش وسیله نقلیه دارند.
تمرکز اصلی ITS بر کاربر نهایی است و عوامل انسانی باید برای افزایش پذیرش کاربر، در نظر گرفته شود. همان طور که در مطالعه موردی برای سرویس اطلاع رسانی به مسافر نشان داده شد، عوامل انسانی ، نقش بزرگی در تصمیم گیری برای استفاده از سیستم تشخیص صدا و طراحی یک ساختار قوی و کارا برای سلسله مراتب تقاضاها ایفا می‏کند تا فرد تماس گیرنده بتواند اطلاعات موردنیاز خود را هرچه سریع‏تر از سیستم بدست آورد .پس از وقوع آتش سوزی در تونل "مون بلان " در سال ۱۹۹۹ که افراد بسیاری در آن کشته شدند، سیستم جدید مدیریت تونل طراحی و ساخته شد که شامل علامت دهی و اطلاع رسانی بهتری به منظور افزایش ایمنی برای کاربران در زمان وقوع رویدادهای مشابه است؛ به ویژه علامت گذاری‏ها و تابلوهای قابل رویت کاربران را به نزدیک‏ترین محل خروج راهنمایی می‏کند و اطلاع رسانی بهتری با استفاده از تابلوهای پیام متغیر (VMS) ارائه شده است.

2-8-3- رویکرد همه جانبه46
تمرکز بر پذیرش کاربر می‏تواند به برجسته شدن کلیه عناصر مختلفی که می‏تواند و باید بر فرآیند طراحی تاثیرگذار باشد، کمک کند .اگر به مشخصه‏های مطلوب ، بیشتر از هزینه‏ها نمره داده شود)با استفاده از معیارهای وزنی / تابع هزینه(، راه‏حل پذیرفته شده، خریداری شده و امیدوارانه به کار گرفته می‏شود. واقعیت‏های اقتصادی و صنعتی موسسات و شرکت‏ها و جامعه و قضاوت آنها درباره موفقیت طرح، باید کاملاً در فرآیند طراحی، اعمال شود .نقش آفرینان بازار ، مانند کاربران نهایی، مشتریان و مصرف کنندگان نیز باید در نظر گرفته شوند .محصولات و یا راه‏حل‏های جدید به ندرت برای حل و برآورده کردن کامل نیازها و مسائل جدید طراحی و تهیه شده‏اند.‏ بیشتر اوقات، بهبود عملکرد راه حل‏های فعلی و موجود، هدف می‏باشد. همچنین واضح است که راه حل‏ها و محصولات قدیمی باید بتواند دقیقاً در کنار و همراه با راه حل‏های جدید معادل آن، عمل کند.
نسبت قابل توجهی از کاربران حمل ونقلی امروز نیز از لحاظ فناوری، دچار چالش هستند .افراد سالمند با مشکلات یادگیری و آنهایی که اغلب با فناوری‏های مربوط به کامپیوتر ناآشنا هستند، مشکلات ویژه‏ای با HMI طرح شده برای سیستم‏های ITS دارند .به همین شکل، نیازهای اطلاعاتی کاربران حمل ونقلی دارای ناتوانی‏های جسمی، گسترده و وابسته به نوع ناتوانی جسمی آنهاست. پروژه‏های کمیسیون اروپا ، مانند TELAID بسیاری از مسائل و موضوعات مربوط به HMI را مورد بررسی قرار داده است.
به طور خلاصه، عوامل انسانی در ITS نه تنها حائز اهمیت ، بلکه به طور بالقوه پیچیده نیز هستند. هدف این بخش ایجاد آگاهی و افزایش حساسیت نسبت به موضوعات عوامل انسانی و اشاره به بعضی از مراجع مربوطه است .با اعمال حساسیت مناسب، متخصصین ITS باید نیازمندی‏ها و ملزومات کاربران موردنظر)و نه کاربران نهایی (را در آزمایش باید نیازمندی‏ها و تسهیلات یادگیری و آموزشی و غیره، مدنظر قرار دهند . متناسب بودن ITS با ویژگی های کاربر می تواند با توجه به قابلیت استفاده، مطلوبیت و دلچسب بودن، قضاوت شود . در هنگام نیاز، متخصصین حمل ونقل باید کارشناسان عوامل انسانی را در مراحل اولیه طراحی تجهیزات و تسهیلات ITS درگیر کنند . انجام خوب این کار، چندان گران و هزینه بر نیست؛ به شرط اینکه نیازهای عوامل انسانی در مرحله شروع کار، مدنظر قرار گیرد.

فصل سوم
استانداردها و معماری ITS

3-1- مقدمه
کسانی که در زمینه توسعه ITS فعالیت می‏کنند، به شناختی از نحوه کار فناوری‏های پایه‏ای ITS به صورت یک سامانه نیاز دارند . نه تنها این مسئله برای اطمینان از عملکرد قطعی سامانه‏های فرعی به تنهایی مهم است ؛ بلکه برای اطمینان از این مسئله که آنها با یکدیگر به طور کارا و موثر ارتباط برقرار می‏کنند و همه با هم در یک سامانه کلی یکپارچه می‏شوند نیز اهمیت دارد . این فصل توضیحاتی در این مورد ارائه می‏دهد و به معرفی مفاهیم مهم استانداردها و معماری سامانه و این که چرا آنها مورد نیازند و چطور در سراسر جهان گسترش یافته و به کار گرفته شده‏اند، می‏پردازد.

3-2- معماری ITS
3-2-1- اهمیت معماری ITS
در گذشته، سامانه‏های کنترل ترافیک راه اغلب برای ارائه تنها یک یا دو سرویس به طور مستقل و به صورت زیرسامانه‏های مجزا نصب می‏شد. در مقابل، مدیریت پیچیده، کنترل و خدمات جمع آوری داده همزمان توسط ITS ارائه گردید. درحالی که احتمال فعالیت تعدادی از زیر سامانه‏ها در تضاد با یکدیگر وجود دارد، فرصت‏های مهمی برای ادغام و ترکیب این زیر سامانه‏ها جهت فعالیت مشترک و پرقدرت‏تر نیز وجود دارد. معماری سامانه، چهارچوب و ساختار منطقی را بر مبنای نیازمندی‏های کاربر، برای برنامه ریزی تعریف کرده و یکپارچه سازی سامانه‏های حمل ونقل هوشمند را ارائه می‏دهد.
یک معماری سامانه ملی و یا منطقه‏ای بیانی رسمی از رویکرد ملی یا منطقه‏ای به ITS است و اولین مرحله در روند ایجاد طرح‏های جزئی و دقیق است .علاوه بر این ، تهیه و استفاده از معماری ITS ارزش قابل ملاحظه‏ای را به کلیت فرآیند توسعه ITS در روش‏های مختلف، می‏افزاید.

* دیدگاه مشترک
تهیه و توسعه یک معماری ITS معمولاً با یک فرآیند ساختاری توافقی شروع می‏شود که بخش‏ها و سازمان‏های مختلف را دربر می‏گیرد. بنابراین معماری بدست آمده، توافقی میان کاربران، تامین کنندگان خدمات و ادارات حمل ونقل است که به صورت اصطلاحات مشترک، تعاریف، حد و مرزها، اولویت‏ها و توقعات و انتظارات، در بین بخش‏هایی که در حال حاضر به طور سازگار و دو طرفه پشتیبان آن هستند، ولی در آینده به طور مستقل تصمیم گیری خواهند کرد ، بیان می‏شود.

* هدایت ذینفعان
معماری ITS را مجموعه‏ای از ملزومات عملکردی مبتنی بر نیازها و خدمات کاربر ایجاد می‏کند که با مشورت با کاربران و دست اندرکاران تعریف می‏شود. بنابراین، این معماری ITS اجرا شده ، پاسخگوی نیازهای کلیه بخش‏ها می‏باشد و فناوری به کار گرفته شده تنها برای خود فناوری، اجرا نشده است.

* ترویج توسعه استانداردهای ITS
معماری ITS فرآیندهای اصلی – که نیازمند رابط‏های کاربری استاندارد، به ویژه در زمینه ارتباطات و تبادل داده‏ها هستند – را نیز به طور آشکار و صریح، نشان می‏دهد. معماری ITS ، با تعریف زیرسیستم‏های مختلف و داده‏هایی که باید بین آنها جریان داشته باشد، بستر تهیه و توسعه استانداردها را فراهم می‏کند. بر مبنای رابط‏های کاربری مناسب و یک تجزیه و تحلیل از نیازهای عملیاتی، ملزومات کاربر و مشخصات نرم‏افزاری/ سخت‏افزاری، معماری ITS می‏تواند به تشخیص این موضوع که آیا استانداردهای مختلف باید ملی، منطقه‏ای، محلی و یا بین المللی باشد، کمک نماید.

* تامین منافع تجاری
طراحی و اجرای زیر سامانه‏ها و اجزای استاندارد ITS مطابق با معماری ITS مشوقی برای ایجاد بازاری همگانی در عرصه تولید تجهیزات و نرم‏افزار است؛ همچنین "صرفه جویی مقیاس "47را امکان پذیر می‏سازد، سازگاری داده‏ها و اطلاعات را تضمین می‏نماید، سرمایه گذاری را ترغیب کرده و به اطمینان از سازگاری داخلی اجزا کمک می‏کند.

* مدیریت ریسک
یک معماری ITS مناسب، حالت‏های وقوع خرابی در سامانه را در نظر می‏گیرد و از مراحلی منطقی برای عملکرد مطلوب سامانه تحت شرایط غیرعادی پشتیبانی می‏کند. برای توسعه یک معماری ITS همچنین نیاز است تا خط مشی‏ها و فرضیات حمل ونقلی درباره اینکه هر کس چه نقشی را ایفا می کند، به وضوح مشخص باشد .این کار، تصمیم‏گیری مشترک و توافقی میان بخش‏های مختلف را ممکن می‏سازد و احتمال حدس و گمان‏های غلط یک سازمان در مورد اینکه سایر سازمان‏ها قصد انجام چه کارهایی را دارند، کاهش می‏دهد. با تسهیل توسعه استانداردها، معماری ITS ریسک استفاده از استانداردهای بالفعل موجود یا اختصاصی که توسط تولیدکنندگان عمده بازار رواج یافته است را نیز کاهش می‏دهد.

* مرتبط ساختن ITS با فرآیند برنامه ریزی حمل ونقل
ITS نیاز دارد تا با برنامه حمل ونقل محلی و منطقه‏ای هماهنگ و یکپارچه شود .یک معماری ITS از این یکپارچگی از طریق مجبور کردن تمامی بخش‏های درگیر جهت شناسایی رابطه موردنظر میان ITS و برنامه‏ها و راه حل‏های سنتی حمل و نقل، پشتیبانی می‏کند. همچنین معماری می‏تواند از طریق تعریف آنچه که برای ارائه خدمات موردنیاز است و اولویت بکارگیری آنها، بر استحکام این برنامه‏ها بیفزاید.

* ارائه مبنایی برای توسعه سامانه
معماری فیزیکی و سندی که تئوری عملیات را توصیف می‏کند، مبنای بسیار دقیقی برای تعریف عملکرد واحد های48 ویژه پردازش داده‏ها، شناسایی جاهایی که پردازش باید انجام شود و اینکه چه داده‏هایی باید جمع آوری شود و چگونه میان واحدهای پردازنده داده تقسیم شود، ارائه می‏نماید .بنابراین معماری ITS ، ساختاری اولیه که بر پایه آن می‏توان توسعه سامانه (و نرم افزار) را آغاز کرد، فراهم می‏نماید.

* ارائه چهارچوبی برای گسترش در آینده
معماری ITS چهارچوبی را برای گسترش سامانه، به روزرسانی و ارتقا ی فناوری ارائه می دهد. با شروع کار با یک معماری گسترده، هر کس مبنایی را برای تکامل و توسعه در دست خواهد داشت . خدمات جدید، سامانه ها یا پوشش جغرافیایی را می توان بدون نیاز به مهندسی مجدد و پرهزینه یا ایجاد تغییر پرهزینه در سامانه های موجود به گونه ای اضافه کرد که این گسترش با پارامترهای عملکردی – که زیربنای این معماری را تشکیل می دهد- تناسب داشته باشد . ملزومات عملکردی کاملاً جدید احتمالاً به یک ارزیابی مجدد و اصلاحاتی در معماری نیاز خواهد داشت.

3-2-2- سطوح معماری ITS
شباهت‏هایی میان معماری ITS و معماری خانه وجود دارد .معماری یک منزل می‏تواند در اشکال مختلف ، متناسب با مخاطبین ارائه شود .معمار، طرح کلی از نقشه و پلان‏های طبقات را به مالک نشان می‏دهد .وی همچنین طرح تیرها و ستون‏ها و ابعاد دقیق آنها را به کارگران ساختمانی نشان می‏دهد. به همین شکل ، معماری سامانه ITS ویژه می‏تواند در اشکال مختلفی ارائه شود که با یکدیگر سازگار هستند. انتخاب شکل و قالب ویژه به نیازها و پذیرش مخاطبین بستگی دارد. نظریه اشکال معماری چندگانه مطابق با استاندارد IEEE 1471-2000، به نام "روش‏های توصیه شده برای توصیف معماری سامانه‏های نرم افزاری " می‏باشد.
معماری ITS اصولاً درباره تبادل اطلاعات و کنترل سامانه‏ها در سطوح مختلف عمل می‏کند که در مدل چندسطحی در شکل‏(3-1) نشان داده شده است . پروژه CONVERGE ، این سطوح را به عنوان روش توضیح مزایایی که باید از مدل‏ها و دیدگاه‏های مختلف – که ممکن است یک معماری را دربر گیرد – ایجاد شود، تعریف کرده است. مدیران ترافیک و حمل ونقل از مالکین یا سیاستگذاران سطح بالا بوده و در سطوح ۳ و ۲ قرار می‏گیرند. سپس ساختار معماری در سطح 1 طوری طرح می‏شود که منطبق با خصوصیات سطوح بالا باشد .سطح صفر بخش کاملی از معماری نیست ؛ هرچند اغلب به این نام شناخته می‏شود و مرحله‏ای را نشان می‏دهد که در آن یک تولیدکننده، سامانه یا اجزای آن را مطابق با معماری طراحی می‏کند.
معماری سطح ۳ (مالکیت‏های متقابل چندین سازمان و اداره49)، نیاز دارد تا محدودیت‏های دنیای واقعی که در ادارات حمل ونقل وجود دارد و همچنین نیازهای مربوط به ویژگی‏های چنین سامانه‏هایی؛ مانند قابلیت سازگاری داخلی میان ادارات درگیر و نگهداری اطلاعات توسط ادارات مربوطه را منعکس کند. این کار می‏تواند نقاطی که باید ساختار و سازمان به شکل اساسی و به منظور ارائه خدمات ITS اصلاح شده و تغییر یابد (شاید به صورت ریشه‏ای و اساسی ) را نشان دهد .برای مثال یک مرکز کنترل ترافیک (TCC) ممکن است به تبادل داده با TCC دیگر و یا یک مرکز اطلاع رسانی به مسافر (TCC) ، مثلاً در طول مرزهای ملی یا زبانی ، نیاز داشته باشد .تعریف طبیعت و حداقل مشخصات عملکردی برای این تعامل، توان زیادی را می‏طلبد. در بعضی موارد یک خط تلفن ساده حامل پیام‏های صوتی، کافی است. موارد دیگر ممکن است به خطوط داده اختصاصی پرسرعت و امن برای انتقال تصاویر تلویزیونی مدار بسته نیاز داشته باشد .سطح موردنیاز ارتباطات داخلی و نیز قابلیت سازگاری داخلی باید به حد کافی برای اهداف تحلیل معماری مشخص شود، هرچند انتخاب فناوری‏های مخصوص باید به طراحان سامانه واگذار شود.

شکل 3-1- مدل چند سطحی برای تحلیل معماریITS

معماری سطح ۳ چارچوبی را تعیین می‏کند که در آن بتوان معماری سطح ۲ را تعریف کرد .معماری سطح ۲ خواص سامانه‏هایی را تعریف می‏کند که تحت نظر تنها یک آژانس هستند و می‏تواند هم مشخصات سامانه‏های " موروثی " موجود و هم سامانه‏های برنامه ریزی شده برای آینده را در نظر بگیرد. موضوعات مربوط به سطوح ۱ و ۲ مشابه یکدیگرند. رویکرد CONVERGE آنها را از هم جدا می‏کند ، به این دلیل که با آنها در زمان‏های مختلف برخورد داشته و ممکن است گروه‏های متفاوتی با آن سروکار داشته باشند.
معماری سطح ۱ اصولاً مربوط به مهندسین سامانه است .در این سطح، ساختار سامانه تعریف می‏شود؛ به طوری که عملکردهای ITS می‏تواند برای بکارگیری کم هزینه‏تر ، با یکدیگر گروه‏بندی شوند و سامانه‏های اطلاعاتی بتوانند به طور منطقی به زیر سامانه‏هایی برای طراحی در سطح صفر تقسیم شوند. توجه کنید که فناوری‏های ویژه تنها در سطح صفر انتخاب می‏شوند. بنابراین معماری سامانه در سطوح ۱ تا ۳ مستقل از فناوری است و در موضوع خدمات و عملکردهای ITS باقی می‏ماند و از تغییرات مبتنی بر فناوری مستقل است.

شکل 3-2- لحاظ کردن اهداف و سیاستها در انتخاب خدمات ITS

دیدگاه واحدی در خصوص یک سامانه پیچیده که بتواند کلیه اطلاعات درباره سامانه را با یک شیوه قابل درک انتقال دهد، وجود ندارد. این مطلب درباره معماری ITS نیز صادق است .در عوض، چندین دیدگاه که سطوح مختلف انواع متفاوت و جزئی اطلاعات را نشان می‏دهد، موردنیاز است .این دیدگاه‏ها می‏تواند شامل یک معماری منطقی توصیف کننده چگونگی جریان داده‏های مختلف و نحوه پردازش آنها، یک معماری فیزیکی که عملکردها را به زیر سیستم‏های فیزیکی اختصاص می‏دهد؛ و نیز یک معماری سازمانی برای تخصیص عملکردها و مسئولیت‏ها به ارائه دهندگان و گیرندگان خدمات انتخاب شده ITS باشد.
بخش‏های بعدی ادامه مراحل توسعه یک معماری ITS و همچنین دیدگاه‏های توسعه یافته در هر مرحله را در عباراتی کلی و عمومی توصیف می‏کند. این مراحل، در توسعه معماری ITS در نقاط مختلف جهان همان طور که نشان داده خواهد شد، تقریباً ثابت است. البته تفاوت‏های خاصی میان برخی مناطق وجود دارد.
3-2-3- نیازهای کاربر، ملزومات عملکردی و مفهوم عملکردی
اولین گام در ایجاد یک معماری ITS انتخاب و تعیین اولویت خدمات کاربر است .تمام بخش ها و سازمان‏های اصلی و نقش آفرینان باید در این فرآیند درگیر شوند و توسعه معماری را به فرصتی برای ایجاد ساختاری توافقی مهم برای توسعه و عملکرد ITS ، تبدیل کنند .این دیدگاه عمومی و توافقی به تعیین ملزومات و مفهوم عملکردی منجر می‏شود که دریافت کنندگان و ارائه دهندگان هر یک از خدمات ITS و ارتباطاتی که ارائه کنندگان باید به منظور پشتیبانی از تحویل خدمات داشته باشند، توصیف می‏کنند.
در محدوده هر کشور یا ناحیه واحد، معمولاً تفاوت‏های زیادی میان مجموعه خدمات ITS مفید برای شهرهای بزرگ و مناطق روستایی و کوچک وجود دارد .گروه‏های نقش آفرین اصلی و گروه‏های ذینفع در اطراف این حوزه‏ها ؛ اعم از شبکه‏های جاده‏ای، کنترل ترافیک برای شهرهای کوچک و متوسط و حوزه توانایی‏ها و مسئولیت‏ها)مانند ایمنی جاده‏ای، حمل ونقل عمومی، پشتیبانی ناوگان و غیره ( سازمان دهی شده‏اند. هر یک از این گروه‏ها، علاوه بر اهداف کلی‏تر؛ به منظور بهبود ایمنی، کارآیی، کیفیت محیط و غیره، از مقاصد و خط مشی خاص خود نیز برخوردارند .براساس موارد نشان داده شده در شکل (3-2) ، هر یک از گروه‏های ذینفع، با اهداف و خط مشی‏های محدود خود و تفکر درباره اینکه کدام یک از خدمات ITS از اهداف وی پشتیبانی می‏کند، شکل خواهد گرفت.
پس از اینکه خدمات و سرویس‏ها انتخاب شدند، ملزومات عملکردی برای ارائه این خدمات باید تعیین شود .در این مقطع، وجوه اشتراک میان حوزه‏ها می‏توانند شناسایی شوند .برای مثال، متولیان شبکه جاده‏ای می‏توانند برای پیاده سازی ITS جهت اخذ الکترونیکی عوارض و شناسایی خودکار حادثه، برنامه ریزی نمایند .این فعالیت می‏تواند برای ارائه اطلاعات مسافر و ترافیک با کیفیت بالا ، همراه با زمان‏های سفر نقطه به نقطه، تعدیل و مطابقت داده شود. بنابراین پیوندی میان متولیان شبکه و ارائه دهندگان خدمات اطلاع رسانی در زمینه استفاده برنامه ریزی شده مشترک از زیرساخت‏های ITS ، پروتکل‏ها برای تبادل اطلاعات و یک معماری یکپارچه ITS موردنیاز است تا بتوان نیازهای هر دو گروه را برآورده نمود.
در یک مثال دیگر، متولیان شبکه جاده‏ای می‏توانند درباره استفاده از سامانه کنترل رمپ برای ایجاد جریان آرام و پیوسته ترافیکی در شبکه برنامه ریزی کنند .اثر جانبی این طرح این است که می‏تواند صفوف طولانی وسایل نقلیه در جاده‏های اطراف ایجاد کند .بنابراین نیاز به شاخص‏ها و ابزارهایی برای اطمینان از این مسئله که شبکه اطراف جاده قفل نمی‏شود، وجود دارد، همچنین به وسیله آن می‏توان به عبور خودروهای ترانزیت و وسایل نقلیه پرسرنشین از رمپ کمک کرد. بعد از انجام مباحثی درباره تطبیق متقابل، گروه‏های ذینفع اصلی ممکن است بر مدیریت تقاضا با بهسازی خدمات حمل ونقل از طریق فناوری‏های ITS برای تشویق مردم به تغییر شیوه حمل ونقل انتخابی، به توافق برسند .بنابراین هرچند ممکن است یک گروه ذینفع در ابتدا درباره خدمات ترانزیت تنها در محدوده خود فکر کند؛ اما احتمالاً با همکاری گروه‏های دیگر در طرح نهایی، خدمات را انتخاب می‏کند. باید توجه کرد که در این مرحله از توسعه ITS ، تغییرات سامانه می‏تواند با هزینه‏های نسبتاً پایین انجام شود؛ چرا که هنوز هیچ چیز ساخته یا خریداری نشده است.
مثال‏های بالا نشان می‏دهد که چگونه از طریق مذاکرات و ساختارهای توافقی و جمعی، مجموعه‏ای از خدمات ITS و ملزومات عملکردی مربوط به آن به طور مشترک توسط فرآیندی گروهی، تهیه و توسعه می‏یابد .از آنجا که مجریان و نمایندگان گروه‏های درگیر ، با اهداف و خطی مشی‏های خود در انتخاب خدمات کاربر ITS هدایت می‏شوند؛ معماری حاصل، یک بیان فنی از خط مشی‏ها و سیاست‏های حمل ونقلی را ارائه می‏دهد.

شکل3-3- یک الگوی معماری
مجریان ادارات مختلف و سایر بخش‏های ذینفع در ITS ، نیازمندند بدانند چه فعالیت‏هایی در سامانه انجام می‏شود و همچنین انجام چه نقش‏هایی از آنها مورد انتظار است و چه تعاملاتی باید از طریق آن‏ها برای تحویل و ارائه خدمات ITS صورت پذیرد. یک نمودار مفهوم عملکردی می‏تواند این روابط را توصیف کند؛ همان طور که توسط طرح کلی معماری در شکل (3-3) به طور نمونه نشان داده شده است. در این نمودار، به صورت گرافیکی ارتباطات میان سه مرکز مدیریت و پلیس در سطحی بالا برای ارائه خدمات مدیریت حمل ونقل بین شیوه‏ای و خدمات اضطراری نشان داده شده است .این شکل نیاز به در نظر گرفتن سامانه‏های یک اداره واحد )سطح ۲( و عملکرد متقابل میان چندین اداره (سطح ۳) را نشان می‏دهد.
در مرحله بعد، مفهوم عملکردی می‏تواند برای تعیین جزئیات بیشتر در مورد اینکه چه کسانی مسئول ارائه این خدمات به چه افرادی هستند، تهیه شود .نمونه‏ای از این جزئیات در شکل (3-4) ارائه شده است که رابطه میان تعدادی از بخش‏های مرتبط با یکدیگر را نشان می‏دهد. دو گروه از سامانه‏های پیشرفته مدیریت ترافیک (ATMS) در این شکل نشان داده شده است که یکی برای آزادراه‏ها و اتوبان‏ها و دیگری مربوط به مناطق شهری است.
سایر مراکز و نهادها در بخش زیر ساخت عبارتند از : سامانه‏های پیشرفته حمل ونقل عمومی (APTS)، عملیات وسایل نقلیه تجاری را (CVO) و خدمات اضطراری .این نمودار ویژه همچنین پیشنهاد می‏دهد که یک مرکز اطلاع رسانی حمل ونقل (ITC) وجود دارد که می‏تواند اطلاعات حمل ونقل چند شیوه‏ای را برای کاربران نهایی از طریق دو ارائه دهنده خدمات اطلاع رسانی (ISP2 و ISP1) تهیه کند که احتمالاً در بخش خصوصی قرار می‏گیرد و اطلاعات آب وهوایی و مسافر، عملیات رزرو و خدمات دیگر را به کاربران نهایی عرضه می‏کند. در نهایت گروهی از عملکردهای درون خودرویی نیز وجود دارد که سیستم خاص خود را داشته و ارتباطاتی نیز با سیستم‏های غیر از ITS دارد.

شکل 3-4- ارتباطات مفهومی برای ارائه خدمات ITS

3-2-4- معماری منطقی یا عملکردی
معماری منطقی یا عملکردی در دامنه سطح ۱ در شکل (3-1) قرار دارد .معماری، فرآیندها و جریان داده‏ها میان فرآیندهایی را نشان می‏دهد که برای برآوردن ملزومات عملکردی از پیش تعیین شده، موردنیاز است .در توسعه معماری منطقی، زمینه مشترک میان نیازهای مختلف کاربرد خدمات ITS آزموده می‏شود؛ به طوری که بتوان عملکردها و نیازمندی‏های مشترک را درون مجموعه یکسانی از فرآیندها، گروه‏بندی نمود.
در شکل (3-5)، معماری منطقی سطح بالای ساده تهیه شده برای ایالات متحده در یک نمودار جریان داده ها ارائه شده است. پیکان‏ها جهت‏های جریان داده‏های موردنیاز برای اجرای کلیه خدمات انتخاب شده توسط انجمن ملی ITS را نشان می‏دهد. هر یک از دایره‏ها، مجموعه‏ای از فرآیندها را نشان می‏دهد که به طور جزئی‏تر به سطوح پایین معماری منطقی، تقسیم می‏شوند. در پایین‏ترین سطوح، دایره‏ها پردازش داده‏های موردنیاز را مشخص می‏کند؛ برای مثال یک الگوریتم برای تشخیص خودکار حادثه. چنین نمودارهایی برای معماری‏های ITS که در بخش‏های دیگر جهان ارائه شده‏اند، وجود دارد.
دایره‏ها در معماری منطقی ، به تقسیم مسئولیت‏های سازمانی دلالت نمی‏کند. برای مثال، دایره با نام"مدیریت ترافیک" نمایانگر یک مرکز مدیریت ترافیک نیست؛ اما نشان می‏دهد که لازم است عملکرد مدیریت ترافیک اجرا شود.
به علاوه، این عملکرد مدیریت ترافیک به تعامل با مدیریت ترانزیت، کنترل و نظارت بر وسیله نقلیه، خدمات اضطراری و خدمات رسانی به مسافر و راننده نیاز دارد .از این گذشته، بعضی از ارتباطات داده‏ای تنها نیاز دارد که یکطرفه باشد. برای مثال، درحالی که "مدیریت ترافیک" می‏تواند داده‏های مفیدی برای "برنامه ریزی" فراهم کند، اما قادر نیست اطلاعات عملیاتی برای مدیریت ترافیک تهیه نماید.
یک بخش مهم معماری منطقی، توصیف و نحوه برخورد سامانه با شرایط غیرعادی است .کلیه وضعیت‏های خرابی برای خطرات ایمنی احتمالی نیز باید در نظر گرفته شود و گام‏های منطقی برای دستیابی به عملکرد خرابی ایمنی تحت شرایط غیرعادی نیاز به توصیف دارد که هماهنگ با مفاهیم سطح بالاتر توسعه یافته و به عنوان بخشی از مفهوم عملکردی باشد.

شکل 3-5- معماری منطقی برای ایالات متحده

3-2-5- معماری فیزیکی
معماری فیزیکی ، فرآیندهای تعریف شده توسط معماری منطقی را، با توجه به مهندسی سامانه‏ها، به زیر سامانه‏های فیزیکی اختصاص می‏دهد که سخت افزار و نرم افزار آن‏ها را به انجام خواهد رساند. طراحی زیر سامانه‏های فیزیکی براساس ملزومات عملکردی، مشخصات فرآیند، ارتباطات و وابستگی‏های درونی خواهد بود و تحت تاثیر این موضوع نیز قرار خواهد گرفت که آیا عملکردها در یک یا چند محل اجرا می‏شوند. بنابراین معماری فیزیکی، فرآیندهای مشخصی را به زیرسامانه‏های فیزیکی اختصاص داده و مسئولیت‏های سازمانی را مدنظر قرار می‏دهد .یک نمودار سطح بالای معماری فیزیکی ملی برای ایالات متحده در شکل (3-6) نشان داده شده است.
در مثال مربوط به ایالات متحده، رابط‏های کاربری میان چهار زیر سامانه اصلی (مسافران، مراکز، وسایل نقلیه، کنارجاده) در شکل (3-6) به روشنی نشان داده شده است .جریان داده‏ها میان زیر سامانه‏ها از طریق چهار نوع واسط عمومی ارتباطات است . همان طور که در فصل دوم و در بخش(2-5-1) بحث شد، استفاده از زیرساخت‏های موجود ارتباطی در هرجا که امکان آن وجود دارد، ارجح است تا بتوان از مزایای تغییرات سریع در صنعت مخابرات بهره برد که تا حدی به علت پیشرفت فناوری و تا حدی نیز به علت خصوصی سازی می‏باشد.

3-2-6-توسعه های معماری دیگر
معماری‏های فیزیکی و منطقی که در دو بخش قبل به طور خلاصه بیان شد، محصول سرمایه گذاری انجام شده توسط وزارت حمل ونقل ایالات متحده(USDOT) بین سال‏های ۱۹۹۳ تا ۱۹۹۶ برای تهیه و توسعه یک معماری ملی ITS بوده است. این پروژه پیشگام که نتایج آن کتابخانه‏ای از اسناد مربوطه را حاصل نموده است، از یک چشم انداز ITS ، تئوری عملیات، ارتباطات، هزینه به منفعت، تحلیل ریسک و ملزومات استاندارد تا اجرای استراتژی‏ها و معماری منطقی و فیزیکی را دربر می‏گیرد. از سال ۱۹۹۶ تاکنون معماری ملی ITS ایالات متحده چندین بار به روز شده که نسخه پنجم آن در پایان سال ۲۰۰۳ موجود است.
معماری ایالات متحده ، محرکی برای توسعه‏های معماری مشابه و جایگزینی در اروپا، ژاپن و تعدادی از کشورهای دیگر جهان بوده است .هر کشور و منطقه باید مجموعه‏ای از نیازهای کاربر و ملزومات خود را به عنوان نقطه شروع برای معماری ملی یا منطقه‏ای ITS معین کند .بعضی از ملزومات محلی می‏تواند به طور قابل توجهی با آنچه که معماری ملی ITS ایالات متحده بر مبنای آن است، متفاوت باشد؛ برای مثال ممکن است نیازهایی برای شامل شدن خدمات ITS برای عابران پیاده و دوچرخه سواران وجود داشته باشد که در معماری ایالات متحده در نظر گرفته نشده است .در هرحال، روش کلی در نظر گرفته شده برای توسعه‏های معماری جایگزین کاملاً مشابه است هرچند تفاوت‏هایی در خدمات کاربر ویژه و مجموعه اصطلاحات وجود دارد.

شکل 3-6- معماری فیزیکی برای ایالات متحده

یک نمونه در این زمینه، توسعه معماری ITS کانادا است . معماری ITS کانادا شامل کلیه عملکردهای معماری ملی ITS ایالات متحده بوده و برای ارائه خدمات جدید و مناطق تحت پوشش و همچنین انعکاس تفاوت‏های میان ملیت‏های مختلف و وجود سازمان‏های درگیر تفاوت و جدید، گسترش و اصلاح یافته است . کمیسیون اروپایی، پروژه KAREN (معماری مرکزی مورد نیاز برای شبکه‏های اروپا ) را در سال ۱۹۹۷ جهت توسعه راهنماهای معماری ITS برای توسعه ITS عملیاتی و قابل اجرا در کشورهای اتحادیه اروپا تا سال ۲۰۱۰ و بعد از آن، بنا نهاد. نتیجه نهایی این پروژه معماری چهارچوب ITS اروپا بود که بعدها توسط پروژه FRAME اصلاح و به روز شد.
معماری چهارچوب ITS اروپا با استفاده از فرآیند نشان داده شده در شکل (3-7) تهیه شد. این روش به طور قابل توجهی مشابه، اما متعاقب روش ایالات متحده با تصریح معماری سازمانی است. به علاوه معماری ایالات متحده از دیدگاه فیزیکی تعریف می‏شود درحالی که معماری اروپایی تنها توسط نیازهای کاربر و دیدگاه عملکردی تعریف می‏شود.

شکل 3-7- نمودار فرایند چارچوب معماری اروپا

معماری ملی ITS ژاپن در سال ۱۹۹۹ تکمیل شد که توسط پنج آژانس دولتی درگیر در زمینه ITS تهیه شد. رویکرد کلی آن نیز شبیه به همان چیزی است که توسط ایالات متحده و اروپا استفاده شد، اما با یک استثنای مهم؛ یعنی به جای استفاده از روش تحلیل ساختاری که در توسعه معماری ITS ایالات متحده به کار گرفته شد، ITS ژاپن از روش هدف گرا استفاده می‏کند که می‏تواند دارای این مزیت باشد که تغییرات و توسعه‏های آتی معماری را آسان‏تر سازد. به علت این تفاوت، هیچ تناظر یک به یکی میان معماری ITS ایالات متحده و معماری ITS ژاپن وجود ندارد.

3-2-7- معماری منطقه ای و معماری توربو50
معماری‏های سطح بالای ITS که در سه بخش قبلی مورد بحث قرار گرفت، به منظور ارائه یک چهارچوب استوار و برای سامانه‏های سطح پایین‏تر ITS است که باید دارای سازگاری متقابل، هماهنگی و قابلیت اجرا باشند .بنابراین " معماری چهار چوب اروپایی " نقطه مرجعی را برای تعدادی از معماری‏های ملی در اروپا شامل اتریش، فرانسه، ایتالیا، هلند، انگلستان و همچنین کریدور آلمان شمالی تا فنلاند که پروژه VIKING آن را پوشش می دهد، فراهم نموده است.
به همین صورت، معماری ITS ملی ایالات متحده یک مرجع یا یک چهارچوب را برای توسعه سامانه‏های ITS‏ در تعدادی از مناطق ایالات متحده ارائه کرده است .در ژانویه ۲۰۰۱ ، اداره حمل ونقل ایالات متحده سیاست و قانونی را برای ترویج و ارتقای یکپارچگی منطقه‏ای به تصویب رساند که طبق آن بایستی کلیه پروژه‏های ITS که از سوی Highway Trust Fund سرمایه گذاری می‏شود، هماهنگ و منطبق با معماری ملی ITS و استانداردهای مناسب، باشد. " مطابقت با معماری ملی ITS " به صورت استفاده از معماری ملی ITS برای تهیه و توسعه یک " معماری منطقه ای ITS " تعریف می‏شود که این معماری برای برآورده ساختن شرایط محلی و نیازهای سرمایه گذاری ITS تهیه می‏شود و پروژه‏های ITS باید در آینده نیز با معماری منطقه ای ITS سازگار باشند. توصیه‏های ارائه شده توسط اداره حمل ونقل ایالات متحده در زمینه پشتیبانی از توسعه معماری منطقه‏ای، شامل موارد زیر است : مراحلی که برای شروع کار بایستی طی شود ؛ جمع آوری داده‏ها؛ تعریف رابط‏های کاربری ؛ اجرا و نحوه استفاده و نگهداری از معماری منطقه‏ای؛ به ویژه در مورد برنامه ریزی حمل ونقل در سطح ایالتی.

شکل 3-8- ارتباطات بین انواع معماری

به طور خلاصه، سازمان‏ها در هنگام تهیه و توسعه معماری ITS خود، بایستی درباره شکل و قالب معماری، تصمیم گیری کنند. این شکل معماری، می‏تواند یکی از سه نوع زیر باشد:
* معماری ساختاری: یعنی معماری شامل نیازهای کاربر و یک دیدگاه عملکردی .این قالب می‏تواند برای ایجاد دو نوع دیگر معماری به کار رود و در واقع تنها برای معماری‏های در سطح ملی مناسب است.
* معماری اجباری: که دیدگاهی فیزیکی، ارتباطی و سایر دیدگاه‏ها علاوه بر خروجی‏های دیگر دارد که می‏تواند در سطوح ملی، منطقه‏ای و محلی برای مشخص کردن آنچه برای توسعه‏های ITS موردنیاز است به کار رود. مفاد دیدگاه فیزیکی ممکن است ثابت و یا دامنه محدودی از گزینه‏ها موجود باشد.
* معماری خدماتی: که شبیه به معماری اجباری است اما تنها از یک سرویس ویژه پشتیبانی می‏کند، مانند: اطلاع رسانی، مسافر، مدیریت حمل ونقل عمومی و غیره .ارتباط میان این سه نوع معماری در شکل (3-8) نشان داده شده است.
برخی از معماری‏های ITS که قبلاً ذکر شد، ابزارهایی را برای کمک به توسعه معماری‏های ویژه از خود، ارائه کرده‏اند. برای مثال، "ابزار معماری توربو"51 برای استفاده با معماری ملی ITS ایالات متحده توسعه یافته است و "ابزار انتخاب52 " برای استفاده با معماری چهارچوب ITS اروپا، ارائه شده است. دستیابی به این دو ابزار می‏تواند از طریق وب سایت‏های مربوط به معماری US) و (FRAME حاصل شود که پیشتر در این فصل، معرفی گردید. معماری ITS ملی فرانسه (ACTIF) نیز ابزار خود را (OSCAR) برای استفاده در معماری خود، تهیه کرده است. سایر معماری‏های ملی پیشرفته نیز به یقین در حال توسعه ابزارهایی مشابه برای خود می‏باشند.

3-3- استانداردهای ITS
یک معماری سامانه، چهارچوبی تحلیلی است که به طور مفهومی و گاه به همراه جزئیات، نشان می‏دهد که اجزای مختلف سامانه‏هایی که یک ITS را تشکیل می‏دهند، چگونه باید با یکدیگر تناسب داشته باشند . از سوی دیگر، استانداردها مشخصه‏های ثابت و معین برای بخش‏ها و اجز ای مهم سخت افزاری و نرم افزاری هستند که اطمینان می‏دهند این اجزا با یکدیگر متناسب هستند ، حتی زمانی که آنها از سوی فروشندگان رقیب، عرضه می‏شوند . درکی مناسب از انواع مختلف استانداردها ITS و علت اهمیت آنها و همچنین آگاهی از شرایط فعلی توسعه استانداردهای ITS، برای توسعه استراتژی‏های سنجیده در زمینه توسعه و گسترش ITS موردنیاز است.

3-3-1- انواع استانداردهای ITS
طبقه بندی‏های مختلفی برای استانداردهای ITS وجود دارد . نخست، استانداردها در پروتکل‏ها و مجموعه‏های پیام برای ایجاد جریان پیوسته داده‏ها و تبادل اطلاعات میان زیر سامانه‏ها موردنیاز است . پروتکل‏هایی مانند TCP/IP برای اینترنت، فرمول‏هایی را برای عبور پیام‏ها ارائه کرده و جزئیات قالب‏های پیام را مشخص می‏کند. همچنین در مورد چگونگی و کنترل شرایط وقوع خطا، توضیحاتی ارائه می‏دهد . مجموعه پیام‏های استاندارد که اغلب در لغتنامه‏های داده ها تعریف می شوند، همچنین برای ایجاد تبادل معنی‏دار اطلاعات میان زیرسامانه‏ها، موردنیاز هستند. برای مثال، برای تبادل اطلاعات مربوط به حوادث، نیاز به استانداردهایی برای کدگذاری تعداد مشخصی از عناصر پیام جهت توصیف غیرمبهم محل )مثلاً شماره قطعه جاده ( و نوع حادثه)برای مثال : آتش سوزی، صدمه بدنی و غیره ( وجود دارد . در مواردی که ارتباطات بی‏سیم موردنیاز است، استانداردسازی فرکانس و تکنیک مدولاسیون نیز لازم است. ITS ممکن است استانداردهای موجود در لایه‏های پایینی یکپارچه سازی سامانه‏های باز (OSI)53 را به کار گیرد و بر استانداردسازی مختص مفاد داده‏های ITS در لایه کاربردی)بالاترین لایه (OSI ، متمرکز شود.
دوم اینکه استانداردهای ITS می‏توانند در سطوح ناحیه‏ای، منطقه‏ای، ملی، بین المللی و جهانی ایجاد شوند . بعضی استانداردها ممکن است تا سطح مشخصی مورد نیاز باشند . مثلاً برای اکثر عملیات وسایل نقلیه تجاری، استانداردهای بین المللی ممکن است برای یک قاره )مثلا اروپا یا آمریکای شمالی ( مورد نیاز باشد؛ اما استانداردهای جهانی مورد نیاز نیست؛ زیرا کامیون‏ها از قاره‏های مختلف عبور نمی‏کنند. در مقابل، استانداردهای مربوط به مشخصات و شناسایی بار، باید به منظور تسهیل شناسایی محموله‏های باری، کنترل‏های امنیتی و جابجایی بین قاره‏ای، جهانی باشد.
سوم اینکه مانند هر نوع دیگری از استانداردها، استانداردهای ITS نیز ممکن است استانداردهای بالفعل و موجود باشد؛ یعنی زمانی که همگی از مجموعه استا نداردهای ارائه شده توسط تولیدکننده غالب پیروی کنند، یا اینکه استانداردها توافقی باشد و از طریق روش‏هایی که توسط سازمان‏های تهیه کننده استانداردها)جامعه متخصصین و انجمن‏های تجاری( ایجاد می‏شود، به دست می‏آید. همچنین استانداردها ممکن است توسط دولت)در قالب قانون( تهیه شود که به عنوان آخرین راه تهیه استاندارد به شمار می‏آید.

3-3-2- انگیزش برای تهیه استانداردها
انگیزه تهیه استاندارد شامل ایمنی، کاهش هزینه و بهبود و تقویت بازار است. برای مثال، براساس مفروضات فاکتورهای انسانی، عملکردهای پیچیده راهنمایی مسیر درون خودرویی، نباید در هنگام حرکت وسیله نقلیه در اختیار راننده باشد. از بعد عرضه کننده، وجود استانداردهای مشترک منجر به صرفه جویی در مقیاس ، در تولید و فروش تجهیزات یکسان در بازاری گسترده‏تر می‏شود. از بعد کاربران، چه در بخش دولتی و چه خصوصی؛ دو مشوق اصلی در تهیه ، توسعه و پذیرش استانداردهای اختیاری وجود دارد ؛ اول اینکه، با استانداردهای ایجاد شده برای محصولات و خدمات ITS، کاربران می‏توانند گزینه‏های خرید خود را از میان تعدادی از عرضه کنندگان که با یکدیگر رقابت می‏کنند ، انتخاب نمایند و تنها مجبور به یک انتخاب نباشند ؛ دوم استانداردهای ITS از قابلیت سازگاری داخلی مانند یکپارچگی سامانه پشتیبانی می‏کند . قابلیت سازگاری داخلی را می‏توان برای مثال با توانایی وسیله نقلیه در استفاده از یک دستگاه گیرنده ساده برای دریافت تعداد زیادی از خدمات کاربر ITS (مانند پرداخت عوارض و علامت دهی درون خودرویی، عبور از مرزهای بین المللی و غیره)، مستقل از اینکه خودرو در کجا در حال فعالیت است، نشان داد.
با توجه به موقعیت ویژه بازار، شرکت‏های خصوصی ممکن است برای شرکت در تهیه استانداردهای توافقی، انگیزه نداشته باشند جز در وضعیت حضور در یک بازار بسیار بزرگتر که از ایجاد استانداردهای توافقی جدید حاصل می‏شود . اغلب شرکت‏های خصوصی، به ویژه آن‏ها که در مقیاس جهانی فعالیت می‏کنند، نه تنها به استانداردهای توافقی گرایش دارند بلکه به هماهنگ سازی جهانی استانداردهای پشتیبانی، مزایای صرفه جویی در مقیاس در زمینه بازاریابی و تولید محصول نیز علاقه‏مند هستند. با چنین استانداردهایی، شرکت‏ها می‏توانند ریسک سرمایه گذاری در محصولات و خدمات جدیدی که پتانسیل محدود در بازار دارند یا حتی بدتر از آن، آنهایی که احتمالاً به سرعت قدیمی و منسوخ می‏شوند را کاهش دهند.

3-3-3- وضعیت موجود
استانداردهای ITS یکی از موضوعات بحث و همکاری فعال بین‏المللی میان سازمان‏هایی مانند سازمان استانداردهای بین‏المللی (ISO) و کمیته استانداردسازی اروپا (CEN) بوده است .در دهه گذشته، برنامه‏های مربوط به استانداردهای ITS در نقاط مختلف جهان، از فعالیت‏های توسعه‏ای اولیه تا فعالیت‏های پشتیبانی آماده‏سازی شامل آزمایش و مطالعه موردی، ارائه اطلاعات منابع استانداردها، کمک‏های فنی به کاربران و ارزیابی آمادگی استانداردها برای توسعه، رشد و تکامل یافته است .همچنین بسیاری از کشورهای صنعتی، به هماهنگ سازی استانداردهای خود با فعالیت‏های استانداردسازی بین‏المللی، پرداخته‏اند.
یکی از استانداردهای مورد علاقه مسئولین ترافیک در ایالات متحده، استاندارد (NTCIP) است که پس از ارائه اولیه آن در سال ۱۹۹۷ به طور مرتب به روز شده است و همچنین استاندارد DAPTEX-NET که در اروپا برای تبادل داده‏های مربوط به اطلاعات ترافیکی، جدول موقعیت، موافقتنامه54 تغییر جهت و غیره تهیه و توسعه یافته است. هدف این مجموعه استانداردها، تسهیل انتقال داده‏ها میان مراکز و تجهیزات کنار جاده‏ای (مثلاً کنترل کننده‏های ترافیک و تابلوهای پیام متغیر) و همچنین میان مراکز کنترل می‏باشد. صنعت خودرو نیز در توسعه استانداردهای ITS در بخش وسیله نقلیه، اغلب از طریق "انجمن استانداردهای ITS مهندسین خودرو "به فعالیت پرداخته است که کمیته‏های تهیه استاندارد در زمینه اطلاع رسانی به مسافر، داده‏های ITS در وسیله نقلیه و جنبه‏های مختلف مرتبط به عوامل ایمنی و انسانی راه اندازی نموده‏اند.
تهیه و ارائه استاندارد، اغلب مشکلاتی را برای عرضه کنندگان دارای استانداردهای اختصاصی و یا دارای موقعیت باثبات در بازار که به تغییر در محصولات خود راغب نیستند، ایجاد می‏کند .کاربرانی که قبلاً در سامانه‏های ویژه‏ای سرمایه گذاری کرده‏اند نیز گرایش به استفاده از استانداردهای جدید قبل از این که سود معقولی را در سرمایه گذاری خود بدست آورند، نخواهند داشت . همچنین تهیه شتابزده و ناپخته استانداردها ممکن است نوآوری را سرکوب نماید .برای پیشرفت سریع در زمینه ITS، زمان‏بندی تهیه استاندارد مهم است .حتی بعد از این که استانداردها ایجاد شدند، باید مفروضات عملی برای روش‏های قابل قبول انتقال سامانه‏های موجود، جهت حرکت به سمت استانداردهای جدید در یک دوره زمانی معقول، ارائه و مشخص شوند .بنابراین سازمان‏های خصوصی و دولتی باید در ارتباط با یکدیگر برای بهبود و ارتقای استانداردها، به منظور داشتن محصولات و خدمات بیشتر ITS برای کاربران، قیمت‏های پایین‏تر و یک سامانه حمل ونقل یکپارچه برای مسافران فعالیت کنند.
3-3-4- برنامه ریزی برای کاربرد استانداردهای ITS
وضعیت کلی توسعه استانداردهای ITS، همان طور که در بخش قبل به طور خلاصه بیان شد، نشان می‏دهد که تعدادی از استانداردهای مهم ITS دارای اهدافی نامعین و متحرک هستند و احتمالاً در آینده نیز به همین صورت خواهند بود. این وضعیت، برنامه‏ریزی برای پذیرش و کاربرد استانداردهای ITS را نسبتاً دشوار می‏سازد .پرسش‏هایی که مطرح می‏شود چنین است: چگونه توسعه ITS را شروع کنیم درحالی که فروشندگان مختلف محصولاتی با استانداردهای مختلف را ارائه می‏کنند که هیچ یک از آن‏ها به طور گسترده‏ای پذیرفته نشده است؟ آیا باید توسعه ITS را به طور نامحدود تا زمانی که استانداردهای توافقی به شکل کامل ایجاد شوند به تعویق اندازیم؟ اگر چنین باشد، آیا مزایای کاربرد زودتر ITS که به شدت موردنیاز است را از دست نخواهیم داد؟ پاسخ‏های صریح و معینی برای این پرسش‏ها وجود ندارد؛ بلکه توصیه‏هایی برای کسانی که به این مسائل فکر می‏کنند پیشنهاد شده است:
* ایجاد برنامه‏ای که بدون نقص انجام شود، داشتن برنامه‏ای جسورانه که بتواند فعالیت‏های شما را پیش برده و امکان تصمیم‏گیری آگاهانه در مورد استانداردهای جدید را فراهم کند؛
* بررسی وضعیت موجود توسعه استانداردهای ITS ، یعنی بررسی فعالیت‏های توسعه استاندارد در تمام سطوح و یادگیری در مورد سوابق و زمینه‏های استانداردهای مغایر، چنانچه ناچار به انتخاب از میان آنها باشیم؛
* استفاده از معماری ITS، برای شناسایی نیاز به استانداردها شناسایی واسط‏های ارتباطی بحرانی در معماری برای اولویت‏بندی اهمیت استانداردها؛
* در نظر گرفتن ملزومات استفاده از استانداردهای موجود: برآورد هزینه‏ها و موجودی محصولات و خدمات با توجه به اهداف؛
* تعریف یک برنامه عملیاتی برای تهیه، توسعه یا حرکت به سمت استانداردهایی که برای شما اهمیت دارند: خود را درگیر در فرآیند توسعه استاندارد فرض کنید؛
* اگر هیچ استانداردی وجود ندارد، توافقنامه‏های فنی منطقه‏ای خود را تهیه کنید: با همکاری با آژانس‏های مرتبط توافق نامه‏های فنی منطقه‏ای ایجاد تا خدمات موردنظر، را هاندازی گردد.
* تعیین فرآیندی برای تکامل استانداردهای خاص و فاقد عمومیت به استانداردهای منطقه‏ای، ملی و بین المللی در صورت نیاز ایجاد یک مکانیزم برای همکاری با مجریان دیگر، برای توسعه و دستیابی به توافق بر روی یک استاندارد پذیرفته شده گسترده‏تر.
* تعریف و ایجاد رویه‏های اخذ گواهی و آزمایش گنجاندن فرآیند آزمایش‏های رسمی اخذ گواهینامه در اسناد خرید برای اطمینان از اینکه ارائه دهندگان از چگونگی آزمایش محصولات قابل تحویل خود برای انطباق با استانداردها، آگاهی دارند.

فصل چهارم

نتیجه گیری
ITS می‏تواند تاثیر واقعی بر امور مربوط به حمل ونقل امروز داشته باشد؛ همچنین مذاکرات جالب توجهی در مورد بکارگیری وسیع تر ITS در حال انجام است. باید توجه منصفانه‏ای به زیرساخت‏ها معطوف گردد، مسافران و کاربران حمل ونقل به جابجایی، اطلاعات و خدمات بهتر در کمترین زمان، نیاز دارند.
اما نیاز زیادی برای مشاوره و برنامه‏های آگاه سازی جهت عموم مردم که "ITS" برایشان بی معنی است وجود دارد.

منابع و مراجع
[1]_ علی اقبالیان- یاسر رشیدی، دبیرخانه مجمع جهانی راه (پیارک) ، 1386، ۲۲۸/ ۲ر ۸الف te

1- Intelligent Transport Systems
2 – Transport Telematic
3 – Static
4 -Split, Cycle, and Offset Oplimisation
5 – Sydney Coordinated Adaptive Traffic System
6 – برای عبارت "infostructure" معادل زیرساخت اطلاعاتی را می توان بکار برد.
7 – CVHS
8 – Member States
9 – Deployment
10 – Original Equipment Manufacturer (OEM)
11 – Carbon monoxide
12 – Nitrogen oxide
13 – Electronic Fee Collection (EFC(
14 – Computer Aided Dispatch (CAD)
15 – Advanced Vehicle Location (AVL)
16 – Commercial Vehicle Operation (CVO)
17 – Artificial Vision
18 – Total System Approach
19 – ITS Champion
20 – Advanced Traffic Management Systems (ATMS)
21 – Urban Traffic Control (UTC)
22 – High Occupancy or Toll
23 – Advanced Vehicle Control Systems (AVCS)
24 – Inteligent Vehicle-Highway System
25 – Cooperative Vehicle-Highway System
26 – Electronic Stability Program
27 – Adaptive Cruise Control
28 -Demand Responsive
29 – Contactless Ticketing
30 – Inter-modal
31 – Acquisition
32 – single-zone
33 – load cell
34 – tag
35 – Desk-based
36 – Rubbish in- Rubbish out
37 – در حدود 27/20 کیلومتری سطح زمین
38 -Multiplex
39 – Car pooling
40 – Gap-closing
41 – Front end
42 – Back office
43 – Debit card
44 – Redundancy
45 -Human – Machine Interface
46 – The Holistic Approach
47 – Economy of scale
48 – Modules
49 – Multi-Agency Interoperability Properties
50 – Turbo Architecture
51 – Turbo Architecture Tool
52 – Selection Tool
53 – Open Systems Integration
54 -Diversion Agreement
—————

————————————————————

—————

————————————————————

ب

7