دانلود پایان نامه

ل هوشمند هم تعبير گردد، باعث گسترش دامنه تعاريف و سبب ايجاد سر در گمي در مورد هدف شده است.
در کتاب ITS handbook PLARK تعريف زير براي سيستم حمل و نقل هوشمند ارائه شده است:
ITS عبارت است از سيستم هاي حمل و نقلي که تکنولوژي هاي اطلاعات، ارتباطات و کنترل را براي بهبود عملکرد شبکه هاي حمل و نقلي به کار مي گيرند. ابزارهاي حمل و نقل بر مبناي سه مشخصه اطلاعات، ارتباطات و يکپارچه سازي استوار است که به مديران شبکه هاي حمل و نقل و مسافران کمک مي کند تا تصميمات بهتر و مناسب تري را با توجه به شرايط موجود بگيرند. ابزارهاي سيستم حمل و نقل هوشمند از طريق بهبود عملکرد سيستم ها موجب صرفه جويي در وقت، حفظ جان انسان ها، بهبود کيفيت زندگي، حفظ محيط زيست و افزايش کارآيي فعاليت هاي اقتصادي مي شوند]25[.
2-2-1-زيرساخت هاي ITS
در سالهاي اخير و در جوامع پيشرفته، مهندسين حمل و نقل اعم از مهندسين صنايع خودروسازي و مهندسين راهسازي و عمران، همراه با متخصصان رشته هاي مخابرات و ارتباطات – الکترونيک – کامپيوتر و … با بهره جويي از امکاناتي که امروزه بعنوان ره آوردهاي فناوري اطلاعات(IT)6 شناخته مي شوند. سيستم هاي هوشمند حمل و نقل را بوجود آورده اند که زير ساختي مطلوب و مناسب جهت تحقق و دستيابي به اهداف تعيين شده را فراهم آورده است.
بسياري از خدمات سيستم حمل و نقل هوشمند از طريق زير ساخت هاي مخابراتي شامل ارتباطات ثابت و سيار تحقق مي يابد. نيازمندي هاي مخابراتي سيستم حمل و نقل هوشمند شامل ارتباطات ذيل است ]13[:
1. بين دو نقطه ثابت (تجهيزات کنار جاده نظير دوربين تا مرکز کنترل)
2. بين يک نقطه ثابت و يک نقطه در حال حرکت (نظير اخذ الکترونيکي عوارض)
3. بين نقاط در حال حرکت (ارتباط اتومبيل ها ) است.
سيستم حمل و نقل هوشمند مرکب از سيستم هاي مختلفي است که اجزاي آن به طور پيچيده اي در هم آميخته اند. اگر چه تجميع و يک پارچه سازي اين سيستم ها از مزيت هاي ذاتي و منحصر به فرد سيستم حمل و نقل هوشمند و از پيش نيازهاي لازم براي اثر بخشي آن تلقي مي شود اما همين ويژگي به دليل لزوم هماهنگي ارگان ها و اجزاي مختلف، مي تواند به يکي از موانع رشد و توسعه سيستم حمل و نقل هوشمند در کشور ما تبديل شود. تجميع و يک پارچگي سيستم ها نيازمند فعاليتي است که تحت عنوان معماري سيستم7 تعريف مي شود.
يکي از مزيت هاي سيستم حمل و نقل هوشمند ويژگي هم افزايي8 سيستم هاي حمل و نقل هوشمند است. ويژگي هم افزايي به ما مي آموزد که با بکارگيري هم زمان مجموعه پروژه هاي سيستم حمل و نقل هوشمند مزيت هاي بيشتري نسبت به کاربرد جداگانه و مجزاي يکايک آن ها را به همراه دارد. بعنوان مثال از اطلاعات سيستم اخذ الکترونيکي عوارض9 مي توان براي مديريت ترافيک استفاده کرد. از اطلاعات سيستم مديريت ناوگان اتوبوسراني مي توان براي سنجش زمان سفر در مسير هاي مختلف و نيز هدايت رانندگان به مسيرهاي مناسب تر استفاده کرد. اين مساله ما را متوجه مي سازد که انتخاب صحيح پروژه ها و نيز تدوين برنامه ريزي پروژه ها تا چه حد مي تواند سودمند و اثر بخش باشد.
2-2-2-مهمترين اهداف و عملکردها از پياده سازي ITS
* مديريت و برنامه ريزي دقيق و کارآمد در حمل و نقل و ترافيک
* استفاده بهينه از منابع موجود
* کاهش صدمات و افزايش ايمني و آرامش
* کاهش مصرف انرژي و هزينه ها و اثرات نامطلوب زيست محيطي
* کاهش زمان سفر و تاخير هاي ناخواسته و در نهايت جلب رضايت مسافرين و روانسازي جريان ترافيک و حمل و نقل
* مديريت و بهينه سازي جريان ترافيک و روانسازي حرکت
* مديريت و کنترل حوادث
* مديريت و پشتيباني وسايل نقليه امدادي
* مديريت اخذ الکترونيکي عوارض ، هزينه پارکينگ ، خريد و رزرواسيون بليط و …
* مانيتورينگ و کنترل حمل و نقل سبک و سنگين
* مديريت و ناوبري پيشرفته
* مديريت و حمل و نقل عمومي
* مديريت و پشتيباني عابر پياده
* افزايش بازدهي معابر (دستيابي همگان به اطلاعات ترافيکي جهت انتخاب مسير و استفاده بهينه از معابر).
روشن است که هر يک از موارد مذکور بدون بهره جويي از ره آوردهاي فناوري اطلاعات قابل دستيابي و انجام نبوده است]3[،]7[.
2-2-3-طبقه بندي انواع خدمات ITS
کشورهايي که در سالهاي اخير از برنامه هاي سيستم حمل و ترافيک استفاده کرده اند، درباره کاربردهاي ممکن آن به توافقي رسيده اند که تحت عنوان خدمات کاربران شناخته مي شود. طبقه بندي انواع خدمات ارائه شده به کاربران را مي توان به صورت:
* نظام هاي پيشرفته مديريت ترافيک10
* نظام هاي پيشرفته اطلاع رساني به مسافران11
* نظام هاي پيشرفته کنترل وسايل نقليه12
* نظام هاي پيشرفته حمل و نقل همگاني13
* عملکردهاي ناوگان تجاري14
* پرداخت الکترونيکي15
* مديريت هاي وضعيت هاي اورژانس ايمني16
نشان داد که به عنوان مثال به وسيله نظام هاي پيشرفته مديريت ترافيک مي توان با استفاده حداکثري از ظرفيت شبکه جاده اي، اطمينان حاصل کرد.

شکل( 2-1)-چرخه فرآيند اطلاعات در سيستم حمل و نقل هوشمند

نظام مديريت بزرگراه ها و نظام هاي پارکينگ بر وضعيت ترافيک نظارت دقيق داشته و نيز به عنوان يک ابزار مهم در برقراري نظم ترافيکي عنوان مي شوند. شکل (2-1) روند چرخه فرايند اطلاعات را در سيستم هاي حمل و نقل هوشمند نشان مي دهد که افراد مي توانند از اطلاعات ارسالي از سوي راه ها و خودروها بهتر تصميم گيري کنند.
2-2-4-تاثيرات بالقوه سيستم فناوري اطلاعات در رفتار
هاي سفري
فناوري اطلاعات از طرق مختلف در انجام سفرهاي شخصي تاثير گذار خواهد بود که مي توان به طور خلاصه به وارد ذيل اشاره کرد:
* خريد هاي الکترونيکي
* ساير خدمات الکترونيکي مانند دور درماني
* اشتغال انعطاف پذير و دور کاري
* اشتغال موقت و نيمه موقت
* اشتغال متحرک
* آموزش
* سيستم هاي خودکار اطلاع رساني به رانندگان وسايل نقليه شخصي
2-2-5-چگونگي عملکرد ITS
سيستم هاي حمل و نقل هوشمند بر اساس فناوري هاي کنترل و اطلاعات کار مي کنند که در واقع هسته اصلي وظايف و عملکرد چنين سيستم هايي مي باشند. رانندگان وسايل نقليه با برخي از اين فناوري ها مانند شناساگرهاي حلقوي کاملا آشنا هستند. پي بردن به چگونگي کارکرد سيستم هاي حمل و نقل هوشمند مستلزم درک فناوري هاي پيش نياز، دستيابي به اطلاعات ترافيک و کنترل وسايل نقليه در سطح عملکردي است. به اين وسيله نه تنها مشخص مي شود که اين سيستم ها چگونه به طور مستقل و مجزا کار مي کنند بلکه اين مساله که چگونه سيستم ها مي توانند در کنار هم فعال باشند و بعنوان سيستمي جامع براي ارائه خدمات به کاربران سيستم هاي حمل و نقل هوشمند به گونه اي موثر عمل کنند نيز مشخص مي گردد]18[.
2-2-5-1-وظايف اجزاي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند
بدن انسان براي انجام وظايف خود، محيط را با چشم و گوش درک مي کند، اطلاعات دريافت شده را در مغز پردازش مي کند و با تکلم از طريق دهان يا نوشتن با دست، اين اطلاعات را به بيرون از مغز ارسال ميکند و براي انتقال علائم اطلاعاتي در بدن به سيستم عصبي تکيه مي کند، ITS نيز مشابه بدن انسان از فناوري هاي اطلاعات و کنترل استفاده مي کند تا خدمات لازم را از طريق زنجيره اطلاعاتي که در شکل (2-2) نشان داده شده است ارسال کند.

شکل(2-2)- زنجيره اطلاعاتي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند

اين زنجيره اطلاعاتي موارد زير را در بر مي گيرد:
* جمع آوري اطلاعات از سيستم حمل و نقل
* پردازش اطلاعات
* توزيع اطلاعات و کاربرد اطلاعات مورد استفاده براي تصميم گيري و پشتيباني کنترل جهت کاربران سيستم هاي حمل و نقل هوشمند
و آنچه که در سيستم هاي حمل و نقل جديد است، مفاهيمي است که در زير بيان شده است:
* تبادل اطلاعات و هماهنگي تصميم گيري در مورد مراکز چندگانه (مانند هماهنگي ميان مراکز ترافيک و مديريت حمل و نقل عمومي براي ارائه خدمات بين انواع وسايل حمل و نقل عمومي).
* کسب اطلاعات و انسجام ميان وسيله نقليه و شبکه جاده اي (براي وظايفي مانند هدايت ديناميک مسير).
* تبادل اطلاعات با سازمانهاي جديد بخش خصوصي
2-2-6-فناوري هاي پيش نياز در سيستم هاي حمل و نقل هوشمند
جدول(2-1) مثالهايي از فناوري هاي پيش نياز و روش طبقه بندي آنها را نشان مي دهد. رديف هاي اين جدول وظايف فرعي زنجيره اطلاعاتي را نشان مي دهد و ستون هاي اين جدول فناوري ها را به دو بخش
* شبکه
* وسيله نقليه
تقسيم بندي مي کند. علاوه بر اين که راننده فناوري را در منزل يا درون وسيله نقليه استفاده کند، فناوري هاي مورد استفاده مسافر مانند پيجري که اطلاعات ترافيک را نشان مي دهد مي تواند بين هر دو وسيله بخش مشترک باشد. ذکر اين نکته لازم است که بسياري از رانندگان با برخي از اين فناوري ها، مانند راديو ترافيک و يا مرکز کنترل ترافيک آشنا هستند. البته ممکن است برخي از اين فناوري ها نسبتا جديد باشند مانند فناوري هايي که از صنايع دفاع اقتباس شده اند. از جمله سيستم موقعيت ياب جهاني و اينترنت.
جدول(2-1)-فناوري هاي پيش نياز در سيستم هاي حمل و نقل هوشمند

بخش خودرو(VS)17

بخش زير ساخت(IS)18
فناوري هاي پيش نياز
سيستم هاي حمل و نقل هوشمند (ITS.E.T)19
وزن خودرو در
حين حرکت(AVI.W.M)20
شناساگر ترافيکي
نظارت بر شرايط جوي
جمع آوري اطلاعات(DA)21
نقشه هاي ديجيتال(GPS)22
تلفيق اطلاعات(AID)23
پردازش اطلاعات(DP)24
ارتباطات سيار(DSRC)25
ارتباطات ثابت
فيبر نوري
ارتباطات اطلاعات(IC)26
مسير راهنمايي
پيشگيري از تصادف
تابلوي متغير خبري
اينترنت
توزيع اطلاعات(ID)27

بزرگراه ورودي کنترل(UTC)28
بهره برداري از اطلاعات(IU)29
با توجه به توسعه فناوري هاي جديد اطلاعات و کنترل فهرست موجود، جدول به هيچ وجه کامل نيست]14[.
2-2-7-جمع آوري اطلاعات
پيش نياز بسياري از سرويس هاي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند، مجموعه اي از اطلاعات به موقع و دقيق در مورد ترافيک و وضعيت شبکه است. سالهاي زيادي است که نظارت دقيق بر ترافيک از طريق شناساگرهاي حلقوي انجام شده است. شناسگر حلقوي که زير سطح آسفالت نصب مي شود وسايل نقليه را شمارش مي کند، حلقه هاي دوگانه اي که در يک مسير عبوري با فاصله مشخص نصب شده اند، مي توانند سرعت وسيله نقليه را اندازه گيري کنند تا زماني که سرعت وسيله نقليه از حد مشخصي کمتر باشد شناسگرهاي حلقوي به خوبي بتوانند تراکم ترافيک را نشان دهند ]16[.

شکل(2-3)-انواع شناساگرهاي خياباني
همانطور که در شکل(2-3) مشخص است انواع شناسگرهاي به کار رفته در خيابان ها نشان داده شده است، همچنين در شکل (2-4) چهار مستطيل روي تصوير يک دوربين ترافيک را نشان مي دهد، که چهار شناسگر حلقوي نصب شده نزديک به منطقه، عبور عابران را شبيه سازي مي کند. با وجود اين، گر چه شناسگر هاي ترافيک مي توانند اطلاعات بسيار زيادي از جريان ترافيک را بطور مستقيم يا غير مستقيم ارائه دهند، اما هيچ چيز بهتر از تصاوير زنده ويديويي به اپراتور کمک نمي کند تا بتواند بر وضع
يت پيچيده ترافيک نظارت و تصميمات مناسب را اتخاذ کند. از اين رو در مرکز مديريت ترافيک، از تصاوير دوربين هاي نظارت تصويري (CCTV)30 براي تکميل اطلاعات شناسگرهاي ترافيکي استفاده مي شود.

شکل(2-4)-شبيه سازي شناساگرهاي حلقوي توسط تصاوير ويدئويي
اندازه گيري ابعاد وسيله نقليه به وسيله فناوري هاي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند نيز براي برخي عملکردها در مديريت ترافيک ضرورت دارد. براي مثال شناسگرهاي تشخيص ارتفاع وسيله نقليه که بر اساس قانون قطع پرتو کار مي کنند، مي تواند به رانندگان وسايل نقليه سنگين در زمان نزديک شدن به تونل ها هشدار دهند که ارتفاع وسيله نقليه آنها از حد مجاز بيشتر است.
2-2-8-پردازش اطلاعات
با توجه به روش هاي متعددي که از طريق آنها به طور همزمان اطلاعات ترافيک در مرکز مديريت ترافيک يا حمل و نقل جمع آوري مي شود، پردازش اين اطلاعات، بررسي دقت آنها، رفع مغايرت اطلاعات و ارتباط آنها در يک مجموعه اطلاعاتي منسجم و قابل اطمينان، قبل از مخابره اين اطلاعات ضروري است. اين فرايند به ترکيب و تلفيق اطلاعات يا به اختصار پردازش اطلاعات موسوم است. در پردازش اطلاعات روش ها و ابزارهايي براي تلفيق اطلاعات منابع مختلف تعريف مي شود. هدف از اين فرآيند جمع آوري اطلاعات با “کيفيت بالاتر” است و البته مفهوم دقيق کيفيت بالاتر به “کاربرد اطلاعات ” بستگي دارد ]21[.
مرحله تلفيق و ترکيب اطلاعات در مرکز مديريت ترافيک از قسمتهاي پردازش اطلاعات خام، بررسي دقت اطلاعات، سازگار نمودن تمام اشکال اطلاعات و مبادله اطلاعات دريافتي از ساير سازمان هاي خدمات عمومي مانند: مرکز مديريت حمل و نقل عمومي، ادارات راهداري و نگهداري بزرگراه ها، اداره پليس و غيره تشکيل شده است. يکي از فناوري هاي مهم ديگر پردازش اطلاعات در بخش شبکه معابر تشخيص خودکار حوادث است. اين فناوري از طريق پردازش کامپيوتري اطلاعات شناسگرها بر اساس الگوريتم هاي پيچيده حاصل مي شود. اين شناسگر ها عبارتند از CCTV شناسگرهاي سطحي و شناسگرهاي بالاتر از سطح زمين. براي تشخيص اين که آيا حادثه اتفاق افتاده است. صحت اطلاعات اوليه سيستم شناسگر به وسيله الگوريتمي بررسي مي شود. الگوريتم هايي که در حال حاضر استفاده مي شوند از انواع روش هاي مقايسه، پيش بيني آماري رفتار ترافيک و ساير روش ها استفاده مي نمايند. به طور کلي اين فناوري براي حذف اپراتور انساني مرکز ترافيک طراحي نشده است بلکه براي آگاه کردن اپراتور در خصوص موارد ترافيکي همچون تصادف طراحي شده است. همچنين پردازش اطلاعات براي مديريت ناوبري وسايل نقليه ضروري است. اساس اين فناوري عملا با فناوري تعيين جهت کشتي يا هواپيما تفاوتي ندارد. در دهه گذشته مهمترين پيشرفت در فناوري ناوبري سيستم جهاني موقعيت يابي بوده است.
2-2-8-1-سيستم موقعيت ياب جهانيGPS
سيستم موقعيت ياب جهاني، يک سيستم راهبري و مسيريابي ماهواره اي است که از شبکه اي با 24 ماهواره تشکيل شده است. اين ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. اين سيستم در ابتدا براي مصارف نظامي تهيه شد ولي از سال 1980 استفاده عمومي از آن آزاد و آغاز شد. ماهواره ها سيگنال هايي مي فرستند که براي هر کس با يک گيرنده GPS قابل شناسايي مي باشد. با به کارگيري گيرنده GPS مي توان موقعيت خود را با دقت بالا تعيين نمود]27.[

شکل(2-5)-موقعيت ماهواره هاي GPS در مدار زمين
با


دیدگاهتان را بنویسید