صفحه
شکل1-1-پارک خودروها در حاشيه خيابان با استفاده از نرم افزار موبايل پارک 8
شکل1-2-مراحل اجرايي نرم افزار موبايل پارک بصورت نمادين 9
شکل2-1-چرخه فرآيند اطلاعات در سيستم حمل و نقل هوشمند 15
شکل2-2-زنجيره اطلاعاتي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند 17
شکل2-3-انواع شناساگرهاي خياباني 19
شکل2-4-شبيه سازي شناساگرهاي حلقوي توسط تصاوير ويدئويي 20
شکل2-5-موقعيت ماهواره هاي GPS در مدار زمين 21
شکل2-6-نحوه عملکرد ماهواره هاي موقعيت ياب جهاني 22
شکل2-7-استفاده از موقعيت ياب جهاني با استفاده از تلفن هاي همراه هوشمند 23
شکل2-8-کاربر در حال استفاده از نرم افزارهاي موقعيت ياب جهاني 25
شکل2-9-تابلوهاي اطلاع رساني در جاده ها 28
شکل2-10-نقشه ترافيکي ايالت واشنگتن آمريکا 29
شکل2-11-رمپ ورودي بزرگراه 30
شکل2-12-ارتباطات و خدمات مديريت پارکينگ هوشمند 36
شکل2-13-طرح تجميع راهنماي پارکينگ با راهنمايي جريان ترافيک در سيستم هاي حمل و نقل هوشمند 38
شکل2-14-مقايسه زمان پارک هدفمند خودروها پيش و پس از بکارگيري سيستم PGIS در يکي از مناطق پکن 40
شکل2-15-نقشه ساختماني ديجيتال شده 42
شکل2-16-دياگرام راه رفتن 42
شکل3-1-دياگرام معماري سيستم 45
شکل3-2-دياگرام معماري برنامه 46
شکل3-3-ارتباطات در تلفن هاي همراه هوشمند 47
شکل3-4-ورودي ها و خروجي سيستم فازي 52
شکل3-5-توابع تعلق واريانس در متلب 55
شکل3-6-توابع تعلق مسافت طي شده در متلب 56
شکل3-7-توابع تعلق سرعت متوسط در متلب 57
شکل3-8-نمودارهاي توابع تعلق خروجي 58
شکل3-9-دياگرام سايت 66
شکل3-10-نماي کلي از برنامه در هنگام لود شدن 69

شکل3-11-منوي اصلي برنامه 70
شکل3-12-قسمت هاي مختلف برنامه 70
شکل3-13-قسمت رزرو و مکان هاي ثبت شده 71
شکل3-14-زير مجموعه صفحات رزرو مکان پارک 72
شکل4-1-نمودار درصد تشخيص درستي پياده بودن 77
شکل4-2-نمودار درصد تشخيص درستي سواره بودن 78
شکل4-3-دقت استفاده از فرکانس هاي برش مختلف براي فيلتر پايين گذر 78
شکل4-4-دقت تحت شرايط مختلف 79
شکل4-5-نمودار درصد تشخيص درستي ثبت پارک 80
شکل4-6-نمودار درصد تشخيص درستي حذف پارک 81

چکيده
امروزه استفاده از ارتباطات بين خودرويي به عنوان يکي از فناوري ها در جهت افزايش امنيت و راحتي سفر در حوزه حمل و نقل و بسياري از شرکت هاي خودروسازي مورد توجه قرار گرفته است . گونه اي از اتلاف وقت و انرژي که بخش عمده اي از ترافيک خياباني را شامل مي شود، مساله پارک خودروها مي باشد. رشد روز افزون وسائط نقليه عمومي و افزايش سريع خودروهاي شخصي در کلانشهرها هر روز بيش از پيش وضعيت ترافيکي شهر را پيچيده و زندگي در آنها را مشکلتر مي کند، بدليل افزايش تعداد خودروها و ترافيک جاده اي، ميزان فضاي پارک خودرو هم کاهش پيدا کرده است. علت عمده آن هم، خطاي اطلاعاتي است. راننده بعلت اين که اطلاعات ضروري را دريافت نکرده و يا دير دريافت مي کند، نمي تواند عکس العمل مناسب را در قبال آن اتخاذ کند. اگر بتوان سطح اطلاعات راننده از محيط اطراف را گسترش داد، تحول شگرفي در ايمني حمل و نقل و ترافيک بوجود مي آيد. اين مهم از طريق مبادله اطلاعات با استفاده از تجهيزات خاصي ميسر مي گردد که اطلاعات را بسيار سريعتر به راننده مي رساند و راننده عکس العمل مناسب را در زمان مناسب بروز مي دهد. نياز به سيستم هاي هوشمند کنترلي و راهبردي بيش از گذشته لازم و ضروري بوده و نيازي مبرم و اجتناب ناپذير مي باشد. شبکه هاي بين خودرويي، مبناي سيستم هاي نقليه هوشمند هستند که به کنترل ترافيک، پيدا کردن فضاي پارک و کاربردهاي ديگر اختصاص يافته اند. در اين پروژه تاثير ارتباطات بين خودرويي در رابطه با پيدا کردن فضاي پارک مناسب در خيابان، با استفاده از پياده سازي عملي و تنها با استفاده از تلفن همراه مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين در راستاي ارزيابي تاثير فناوري ارتباطات بين خودرويي در جهت کاهش ترافيک خياباني مدل پياده سازي شده بر اساس قواعد نقشه گوگل در دنياي واقعي ارائه شده است. هدف از اين پژوهش کاهش ميزان ترافيک خيابان ها به منظور پيدا کردن جاي پارک، در زمان هاي اوج ترافيک و کاهش انلاف وقت و انرژي مي باشد که مي توان خيلي راحت و تنها با استفاده از اينترت و گوشي تلفن همراه هوشمند، مکان مورد نظر جهت پارک خودرو در خيابان مورد نظر را جستجو کرد و همچنين آن مکان را جهت پارک خودرو رزرو نمود. اين روش بصورت عملي پياده سازي شده است. نرم افزار مربوطه براي تلفن هاي همراه هوشمند طراحي شده و به کاربران اين امکان را مي دهد تا بسيار ساده با برقراري ارتباط با مکان ياب جغرافيايي و پايگاه داده مربوطه تمامي اطلاعات در مورد جاي پارک در خيابان مورد نظر خود را استخراج کنند. استفاده از اين ارتباطات بين خودروها منجر مي شود که راننده از اطلاعات کافي در مورد خيابان مقصد بهره مند باشد تا شايد فرصت کافي براي تعويض خيابان و پيدا کردن فضاي خالي براي پارک خودروي خود را داشته باشد. نتايج ارزيابي هاي انجام شده نشان مي دهد که تجهيز تنها 50% از خودروها به اين سيستم به ميزان قابل توجهي از بار ترافيکي خيابان ها به منظور پيدا کردن جاي پارک براي خودرو، مي کاهد.
کلمات کليدي: ارتباطات بين خودرويي، نرم افزار تلفن همراه، تلفن هاي هوشمند، پارک خودرو، ITS

فصل اول
مقدمه

1-1-پيش زمينه :
ترافيک پديده اي ناخوش
آيند است که به علت رشد روز افزون ماشيني شدن جامعه و افزايش شهر نشيني بوجود مي آيد. از زماني که اقتصاد صنعتي جاي اقتصاد از راه کشاورزي را گرفت، به دليل سرمايه گذاري بيشتر در شهرها و در نتيجه وجود امکانات رفاهي و تفريحي و همچنين استعدادهاي طبيعي و بالقوه شهر ها براي توسعه؛ مثلا “داشتن آب کافي و موقعيت جغرافيايي” باعث شد انسان ها از روستاها به سمت شهر ها کشيده شوند که اين امر باعث ايجاد شهرک هاي جديد شد.
از طرفي رشد روز افزون توليدات خودرويي، به نظر مي آيد در ايجاد خيابان ها و معابر شهري مناسب و عدم فرهنگ سازي مناسب در جوامع در حال توسعه باعث شد که نتايجي از جمله ايجاد تراکم ترافيکي، کاهش بازده ي حمل و نقل، افزايش زمان مسافرت، آلودگي و مصرف بيش از حد سوخت را به همراه داشته باشد. بر طبق آمار آژانس بين المللي انرژي در سال 2006، سيستم حمل و نقل 30 % از مصرف انرژي و 61 % از مصرف نفت خام جهان را به خود اختصاص داده است]22.[ ميزان ذخيره هاي نفتي موجود، آلودگي هاي زيست محيطي و احتمال از دست رفتن منابع نفتي به دلايل مختلف از جمله جنگ، امنيت سيستم حمل و نقل را به خطر مي اندازد. پس از بوجود آمدن مشکلات عمده در اين راستا و بروز اختلال در رفت و آمدهاي شهري؛ مسئولين تازه به اين نتيجه رسيدند که بايد فکري در مورد ترافيک و پيامدهاي آن کنند.
افزايش روز افزون وسايل نقليه شخصي با توجه به رشد روز افزون منابع و امکانات و سهولت تهيه خودرو شخصي باعث شده است، که بحث هايي در زمينه عدم تحمل سيستم حمل و نقل موجود بوجود آيد]4[. ترافيک يک معضل پيچيده و مشکل است که رفع مشکلات آن نيازمند تاکتيک هاي علمي و کاربردي است و براي بر طرف کردن آن نيازمند زير ساخت هاي اساسي است و از همه مهمتر اينکه بايد از مدت ها قبل به فکر حل آن بود. اما شهرداري ها با کمک پليس و با افزايش ناوگان خدمات رساني حمل و نقل عمومي مي توانند کمي از بار ترافيک در مواقع بحراني را کم کنند.
برهيچ کس پوشيده نيست که يکي از مشکلات عمده در شبکه حمل و نقل، مديريت ترافيک ساکن است که امروزه بعنوان يکي از معضلات اصلي شهرهاي بزرگ درآمده است. دليل اينکه چرا به اين مشکل در طول زمان توجه نشده، اين است که مهندسين ترافيک بيشتر به مديريت ترافيک جاري توجه داشته اند و از مديريت پارکينگ ها غافل شده اند] 8[.
امروزه با کمک فناوري اطلاعات و روش هاي مديريت ترافيک هوشمند، از آن براي حل مشکلات ترافيکي و برآورده کردن نيازها و خواسته هاي مردم استفاده مي شود] 1[. استفاده از اين روش ها راه هاي متفاوتي براي کنترل و کاهش ترافيک به ما مي دهد.
محورهاي اصلي ساماندهي هاي سنتي در سال هاي اخير عبارت بوده اند از:
1- ساخت آزاد راه هاي بزرگ راه ها
2-تعريض راه هاي آزاد
3-محدود نمودن ترافيک
4- افزايش ناوگان حمل و نقل عمومي
هر يک از روش هاي فوق محدوديت هايي دارند که در نتيجه توانايي خود را در جهت حل مشکلات ترافيک از دست داده اند و نياز به سيستم هاي هوشمند، اساسي مي گردد.
به جز تلاشهاي فرهنگي و ساخت اتوبان ها و جاده هاي جديد راهکارهاي ديگري نيز در دنيا مدنظر قرار گرفته است. در زمينه طراحي سيستم هاي بدون راننده و يا کمک يار راننده، تحقيقات و محصولات متعددي را شاهد هستيم که هر يک به نحوي سعي در افزايش توان درک راننده از محيط داشته و دارند. تاکنون به دلايل مختلف و از جمله مسائل حقوقي، خودروهاي اتوماتيک بدون راننده عمومي نشده اند؛ اما مي توان از تکنولوژي سيستم هاي حمل و نقل هوشمند بعنوان کمک يار راننده و نه بجاي راننده استفاده کرد] 9[.
امروزه استفاده از تکنولوژي هاي هوشمند حمل و نقل در کشورهاي پيشرفته و در حال توسعه افزايش معنا داري يافته است. مزيت اين سيستم ها، کاهش احتمال بروز خطاي انساني و مکانيزه شدن کنترل معابر است که سبب افزايش ظرفيت و بهبود ايمني شبکه معابر مي گردد]2[. ولي يکي از راه حل هاي،مشکل بزرگ ترافيک در همه شهرهاي دنيا استفاده از ناوگان حمل و نقل عمومي هوشمند و گسترش آن ميباشد،به ويژه مترو و اتوبوس.
1-2- بيان مساله
همراه با رشد سريع اقتصاد، تعداد اتومبيل ها رشد قابل توجه اي دارند. اما بخاطر کمبود زمين در دسترس به ازاي يک نفر و شهر، برنامه ريزي عقب مانده است و از اين رو مشکل پارکينگ به طور فزاينده اي حاد ميشود. بخصوص که در مناطق مرکز شهر احتمال آن که پارکينگ ها جديد و يا مخصوص ساخته شوند کم است. پارکينگ هوشمند به پارکينگ هايي گفته مي شود که توسط يک سيستم مکانيزه بتوان پارک خودروها در پارکينگ را کنترل و نظارت کرد و سهولت انجام کار را براي راننده فراهم آورد. فناوري هاي مديريت پارکينگ هوشمند ممکن است يک ابزار به صرفه از لحاظ اقتصادي را فراهم کند تا محدوديت هاي پارک نزديک را در ايستگاه هاي انتقال معين سازد. پارک هوشمند مي تواند به ماشين سوارها براي شناسايي، رزرو و پرداخت هزينه ي پارکينگ نيز کمک کند. از اوايل دهه ي 1970 پارک هوشمند در اروپا و بريتانيا و ژاپن به کار گرفته شد، اين سيستم ها هنوز هم به طور گسترده اي مورد استفاده هستند و به يک بخش ضروري از پارکينگ در شهرهاي اصلي تبديل شده اند. پارک هاي هوشمند با پيچيدگي بيشتر، تکنولوژي هاي پيشرفته تري براي فراهم کردن خواسته هاي مشتريان در نظر مي گيرد. سيستم هاي پرداخت هوشمند همچون پارک مترهاي هوشمند، کارت هاي هوشمند، ارتباطات موبايل و پارک اينترنتي نيز ممکن است در نظر گرفته شوند. در جامع ترين و ساده ترين حالت، پارک هوشمند اجازه ي
يک بهينه سازي در فضاهاي پارک موجود را به منظور خشنود ساختن نيازهاي مشتريان فراهم مي کند. براي مثال، تمام اين موارد ذکر شده، براي مينيمم کردن زمان سعي و تلاش مشتريان براي پيدا کردن جاي پارک، فراهم ساختن اطلاعات زمان واقعي روي فضاهاي پارک و فراهم کردن گزينه هاي پرداخت هوشمند مي شوند.
در مجموع تعريف بخصوصي نمي توان از پارکينگ هاي هوشمند داشت، همانطور که در مقالات مختلف با توجه به سيستم به کار گرفته شده در پارکينگ تعريف هاي مخصوص به آن براي پارکينگ هاي هوشمند در نظر گرفته شده است. از جمله اين مي توان به سيستم بزرگ نمايي وجود فضاي پارک در شبکه هاي موقت خودرويي اشاره کرد]19[. در اين مقاله از روش توزيعي بر اساس بزرگ نمايي در شبکه هاي موقت خودرويي استفاده شده است، بطوري که براي رانندگاني که دور از محل پارکينگ هستند يک تصوير باز از فضاهاي پارک ارائه مي کند و براي رانندگاني که به جستجوي اطلاعات فضاي پارک در نزديکي خود هستند تصويري بازتر با جزئيات بيشتر ارائه مي کند. در اين مقاله بدست آوردن فضاهاي خالي به دو روش تقسيم بندي شده است. روش متمرکز که هميشه يک پايگاه داده به منظور ذخيره سازي همه ي اطلاعات فضاي پارک، در اختيار دارند که بوسيله ي شبکه هاي سنسوري يا پارک مترها جمع آوري مي شوند و راننده ها نيز مي توانند از طريق اينترنت به اطلاعات فضاي پارک، دسترسي پيدا کنند. و روش توزيعي که از دستگاههاي بي سيم برروي پارک مترها و اتومبيل ها استفاده مي کنند تا يک محيط شبکه هاي بين خودرويي را ساخته و سپس اطلاعات فضاي پارک را برروي آن پخش کنند. ايراد بزرگ اين روش استفاده از تجهيزات اضافي بر روي پارک مترها مي باشد که هزينه بر بوده و نياز به نگهداري دوره اي دارند. در کاري ديگر استفاده از شبکه سنسوري وايرلسي بهينه براي پيدا کردن فضاي خالي]23[، پيشنهاد شده است، که در اين مورد هم ايرادات قبلي به چشم مي خورد و ضمناً اين تجهيزات در مورد پارکينگ هاي طبقاتي مورد استفاده قرار گرفته اند.
استفاده از گره هاي سنسور وايرلسي مجهز به سنسورهاي مغناطيسي]33[، کار ديگري است که بر روي پارکينگ هاي هوشمند کار شده است. روش پيشنهادي در اين مقاله به اين صورت عنوان شده است که سنسورهاي مغناطيسي نصب شده در پارکينگ ها وجود و عدم وجود خودرو در پارکينگ را تشخيص مي دهند و با استفاده از شبکه سنسوري بي سيم اين اطلاعات را در محلي نگهداري مي کنند تا در زمان مناسب مورد استفاده رانندگان قرار گيرد. در اين راه حل نيز، ايرادات گذشته به چشم مي خورد.
طراحي و اجراي يک نمونه ي اوليه ي سيستم پارک هوشمند با استفاده از شبکه هاي سنسور بيسيم]31[، عنوان مقاله ديگري است که سيستم مديريت پارک هوشمند (SPARK)1 را پيشنهاد مي کند،که براساس تکنولوژي شبکه ي سنسوري بي سيم مي باشد، و ويژگي هاي پيشرفته اي همچون ثبت پارک از راه دور، راهنماي خودکار و مکانيزم رزرو پارکينگ را فراهم مي کند. اين مقاله، معماري تمام سيستم SPARK را از سخت افزار تا پياده سازي نرم افزاري از نظر شبکه هاي سنسوري توصيف مي کند. سيستم پيشنهادي قادر به ثبت و مديريت فضاهاي پارک شخصي، فراهم نمودن راهنماي اتوماتيک و همچنين سرويس هاي رزرو پيشرفته است. اما اين راه حل هم نيز داراي ايرادات گذشته مي باشد.
سيستم هوشمند مکان يابي پارکينگ کنار خياباني بر اساس شبکه هاي سنسوري، براي سيستم حمل و نقل


دیدگاهتان را بنویسید