avtomatizacija v prometu
DESCRIPTION
Avtomatizacija v prometu. 28. maj 2014 F. Dimc. Sprehod po poglavjih. Elektrostatika E lektrodinamika E lementi električnega tokokroga V eriga generiranja, transformiranja in uporabe električne energije E lektronika v prometu O snovni pojmi regulacije v prometu. Elektronika v prometu. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Avtomatizacija v prometu
28. maj 2014F. Dimc
Sprehod po poglavjih
• Elektrostatika • Elektrodinamika• Elementi električnega tokokroga
• Veriga generiranja, transformiranja in
uporabe električne energije
• Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu
Elektronika v prometu• Vidiki ( obravnavanje informacij, ki omogočajo
nemoten promet)• Upoštevanje naravnih zakonov za lažje delo in
življenje• Elektronski elementi (generiranje signalov,
analogna in digitalna obdelava signalov,…)• Postopki (modulacija, ojačevanje, obdelava
informacij)• Naprave (procesorji, krmilja, števne zanke,
radijske naprave, signalizacija, RFID…)• Sistemi (računalniški sistemi, satelitska
radionavigacija (GNSS), pomoč pri vožnji, …)– težave zapletenih sistemov (npr. večpotje)
Problem 1
Pojavljajo se primeri krivololova v zaščitenih območjih. Plovila oddajajo lažne podatke o svojem položaju.
• Kako zaščititi javljalnike položaja vozil/plovil pred vdori oz. potvarjanji (spoofing/meaconing)?
Kro
ener,
Dim
c, H
ard
enin
g o
f ci
vili
an G
NSS t
rack
ers
Zaščit
a p
od
atk
ov o
polo
žaju
plo
vil
Zmanjšanje možnosti potvarjanja poslanih VMS
podatkovKako zaščitimoKako zaščitimo sprejemnik
GNSS in oddajnik signalov na plovilih, ki oddaja informacije (VMS) za sledenje:
• Zaznavamo, če nekdo prekriva sprejemnik/oddajnik s kovinsko škatlo
• Fizično onemogočamo poseg v škatlo v kateri je sprejemnik GNSS
• Preverjamo ali so signali GNSS istovetni? (authetication, ali sprejeti signali GNSS pripadajo resničnim satelitom?)
Kro
ener,
Dim
c, H
ard
enin
g o
f ci
vili
an G
NSS t
rack
ers
Arhitektura telematskega sistema
• Sklopi storitvene arhitekture– telematsko opremljena vozila
• oprema v vozilu (OBE) - zajem, obdelava in prenos podatkov– (brez)žični komunikacijski sistemi
• predvsem notranja namenska vodila in mobilna omrežja – zaledne pisarne
• zajem podatkov• obdelava podatkov• baze podatkov• diseminacija podatkov• nadzorni center• uporabniški center• povezava z regulacijo
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Omrežena vozila• Kompleksnost komunikacij v vozilih
– število naprav raste hitreje kot dejanske funkcionalnosti teh naprav– pojavi se potreba po dviganju skupne točke spodaj ležeče platforme– premik v smeri kooperativne vožnje
1. milijon proizvedenihVW hroščev
ABS BoschMB S (1978)
Vpeljava vodil
CAN (1987)
~10 ECU(1996)
~43 ECU(2005)
~70 ECU(2010)
Dejanska kompleksno
st
Centralizirana arhitektura IKT
IKT arhitekturav oblaku
Potrebna kompleksno
st(Število funkcij)
Uporaba kablov~ 40 let
Uporaba vodil in ECU ~ 26 let
Uporaba storitev~ 17 let
Kom
plek
snos
t in
štev
ilo fu
nkci
j
1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035
NO W
1
2
3
13% proizvodnje vozila se nanaša na SW35% stroškov vozila na elektronske enote
ECU - majhen računalnik (angl. engine control unit)
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Premik v inteligenci vozil 1/2
BočnaBočnazaznavazaznava
Priporočena hitrostPriporočena hitrostin varnostna in varnostna
razdaljarazdalja((z radarjemz radarjem))PregledPregled
okoliceokolice
ZaznavaZaznavav smeriv smeriNAZAJNAZAJ
Mrtvi kotMrtvi kot
PreprečevanjePreprečevanjetrkovtrkov
• Današnji avtonomni sistemi– zaznava neposredne okolice– uporaba video nadzora, UZ senzorjev in radiofrekvenčnih
radarjev
Menjava pasuMenjava pasu
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Premik v inteligenci vozil 2/2
Bočna Bočna zaznavazaznava
Priporočena hitrostPriporočena hitrostin varnostna razdaljain varnostna razdaljaz daljšim dometom od z daljšim dometom od
radarja (tudi za radarja (tudi za ovirami)ovirami)
PregledPregledokoliceokolice
Zaznava v Zaznava v smeri nazaj z smeri nazaj z
daljšim daljšim dometomdometom
Mrtvi kotMrtvi kot
PreprečevanjePreprečevanjetrkovtrkov
Menjava pasuMenjava pasu
Alarmi s strani Alarmi s strani infrastruktureinfrastrukture
KooperativniKooperativnialarmialarmi
• Bodoči kooperativni sistemi– zaznava širše okolice, tudi za ovinkom, do nekaj 100
m in več– nadgradnja obstoječih nadzornih sistemov z radijsko
izmenjavo alarmov
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Komunikacijske zmožnosti vozil• Širok nabor tehnoloških možnosti
– potreba po vseprisotnemu (angl. ubiquitous) povezovanju (QoS)– fiksna vodila, lokalna brezžična in globalna mobilna omrežja– lokalna oz. poredka pokritost (angl. sparse), globalna oz.
vseprisotna– različne topologije povezav med vozili in vozili ter infrastrukturo
• Omejitve MANET/VANET (Mobile/Vehicle Ad-Hoc Network)– motnje radijskih signalov (večpotja, presihi)– omejeno operatersko pokrivanje (nepokrita mesta)– menjava operaterjev in koncesionarjev (gostovanja v tujini)– različne hitrosti in gostote prometa (različni časi sosedstva)– razvoj in nadgradnje tehnologij (hitreje kot trajanje vozila)– razpoložljivost različnih tehnologij (medsebojna združljivost)– izzivi varnosti in zasebnosti (lokacijski podatki, zaupanje
podatkom)
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Topologije povezav• Osnovna delitev
– IVC oz. V2V (vehicle to vehicle), RVC oz. V2I (vehicle to infrastructure)– MIVC - možnost uporabe komunikacijskih skokov (angl. multihop)
• HVC - hibridne povezave, združevanje z RSE, internetom in zunanjimi storitvami
RSE
RSE
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Primer naprave: OBE za EC v prostem prometnem toku
Bi-color LED
Buzzer
Dual line LCD display
w. B/L
Power socket
SD-card slot
Menu/Set/ Exit button
Up/Down button
Satellite receiver
GPS/WAAS
RF/DSRC module
External data
interface
Movement sensor
Več na http://OpenOBU.com
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Zaračunavanje cestnih dobrin
• Različne vrste cestnih dobrin– avtoceste in hitre ceste– regionalne in lokalne ceste– izjeme v prometu (npr. cesta v delu)– predori in mostovi– središča mest in parkirišča– ekološko obremenjena področja ...
• GNSS/CN: neomejene možnosti za širitve– brez dodatnih vlaganj v obcestno infrastrukturo
• znatna prednost pred mikrovalovi in RSE portali– možna širitev na področje dodatnih storitev
• prilagodljiva storitvena platforma• zagotavljanje osnovnih info storitev & eCall
po lt
fe.o
rg,
2012
po lt
fe.o
rg,
2012
Sprehod po poglavjih
• Elektrostatika • Elektrodinamika• Elementi električnega tokokroga
• Veriga generiranja, transformiranja in
uporabe električne energije
• Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu
Osnovni pojmi regulacije
• Smisel regulacije (…doseči zanesljivo boljši (varnejši) potek dogodkov, kot če sistem prepustimo samemu sebi…)
• Katere veličine v prometu reguliramo? (informacije vplivajo na obnašanje voznikov) posredno na količino prometa, uspeh mogoč, če upoštevamo na kapaciteto ceste
• S katerimi sredstvi prometne avtomatizacije razpolagamo? (semaforji, dinamični portali, prilagodljive omejitve hitrosti, cestninjenje, ki se prilagaja gostoti prometa, občutljivim okoljem, …)
regulator prometni sistemnpr. želen
pretok
trenutni pretok
senzorski sistem
Σ
Osnovni pojmi regulacije
• Učinki regulacije v prometu: manj zastojev, dvig povprečne hitrosti, krajši potovalni časi, manjši vplivi na okolje, manjši stroški vožnje,…
• Postopki primer dozirani dostop NL (članek), pregled (ppt), nadzor oz. sledenje voznemu parku, …
• Vsebina regulacijske zanke, pomen zanesljivosti upravljanja z informacijami senzorjev (računalniški vid)
Problem 2
Večje število prepeljanih potnikov v javnem prevozu je možno doseči s sistemom prioritete avtobusov. Vozila sporočajo svoje položaje z zig-beeji.
• Ali je sistem prioritete vozil javnega prevoza (bus priority) učinkovit v primeru LPP?
Dim
c, P
eča
r, .
., V
alič
, 2013
, A
N E
VA
LUA
TIO
N O
F B
US P
RIO
RIT
Y P
ILO
T A
PPLI
CA
TIO
N F
OR
EFF
ICIE
NT B
US S
ER
VIC
E IN
LJU
BLJ
AN
A
Rešit
ev z
zig
-bee v
pro
metu
Data exchange
Dim
c, P
eča
r, .
., V
alič
, 2013
, A
N E
VA
LUA
TIO
N O
F B
US P
RIO
RIT
Y P
ILO
T A
PPLI
CA
TIO
N F
OR
EFF
ICIE
NT B
US S
ER
VIC
E IN
LJU
BLJ
AN
A
Rešit
ev z
zig
-bee v
pro
metu
Osnovni pojmi regulacije
• Pričakovanja od regulacij– manj zastojev – dvig povprečne hitrosti– krajši potovalni časi– manjši vplivi na okolje– manjši stroški vožnje
– … Kliknite na SLIKO
Po točkah zapišite kako sistem deluje in mi pošljite vaš opis po pošti.
Načrt za doziran dostop?
Koper
Ljubljanapristanišče
Valič, Dimc,.. DOZIRAN DOSTOP TOVORNEGA PROMETA NA KOPRSKI OBVOZNICI, 2007
Problem 3
Tovornjaki se na poti z pristanišča Koper v Bertokih vključujejo na AC.
• Ali bi sistem doziranega dostopa (ramp metering) izboljšal varnost njihovega vključevanja v hiter prometni tok?
Dim
c, V
alič
, A
ppro
pria
tene
ss o
f Ram
p M
eter
ing
of H
eavy
Tra
ffic
from
Por
t of
Kop
er o
n A
1 H
ighw
ay R
amp
‘Ber
toki
’
Rešit
ev d
ozi
ran
i d
osto
p -
Bert
oki
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240
100
200
300
400
500
600
Q1
0 m
in
time (hour)
Thursday, May 12-th, 2005
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
0
100
200
300
400
500
600
Q1
0 m
in
day of month
May 2005
Pretok po A1 ob Pretok po A1 ob odcepu Bertoki z odcepu Bertoki z zankami QLD 6zankami QLD 6
vir: DRSC
0
2500
5000
7500
10000
12500Jan
Feb
Mar
Apr
Maj
Jun
Jul
Avg
Sept
Okt
Nov
Dec
2000 2001 20022003 2004 20052006
Vstopajoči tovornjaki v Vstopajoči tovornjaki v pristanišče Koperpristanišče Koper
vir Luka Koper
Divača
Koper
200 m
• Podatki
A1 (A1 (vir: Promet 2003) :) :
45.000 vozil/dan 45.000 vozil/dan
10% tovornih10% tovornih
Dim
c, V
alič
, A
ppro
pria
tene
ss o
f Ram
p M
eter
ing
of H
eavy
Tra
ffic
from
Por
t of
Kop
er o
n A
1 H
ighw
ay R
amp
‘Ber
toki
’
Dim
c, V
alič
, A
ppro
pria
tene
ss o
f Ram
p M
eter
ing
of H
eavy
Tra
ffic
from
Por
t of
Kop
er o
n A
1 H
ighw
ay R
amp
‘Ber
toki
’
Rešit
ev d
ozi
ran
i d
osto
p -
Bert
oki
• Predlog