Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27)

Átírás

1 Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27) Közlekedési információk gyűjtése és terjesztése Vidács Attila Távközlési és Médiainformatikai Tsz. I.E.348, T:19-25, vidacs@tmit.bme.hu

2 Tartalom Intelligens közlekedési rendszerek (ITS) Közlekedési információk gyűjtése és terjesztése

3 Intelligens közlekedési rendszerek Feladat: Aktuális közlekedési információk gyűjtése és terjesztése kooperatív járművek segítségével Intelligent Transportation Systems (ITS) 4 műszaki területet alkalmaz a felszíni közlekedési rendszerekre: Szenzorika (szenzorok és aktuátorok) Kommunikáció (távközlés) Elektronika (HW) Algoritmusok (SW)

4 Motiváció Nagyvárosok forgalmi helyzete Budapest utcáin évente rel több autó Útlezárások, útfelújítások Következmények: Közlekedési torlódások Balesetek Környezetszennyezés Pénzügyi hatások Forgalmi információs rendszerek (Útdíjfizetés)

5 Információ a Lánchídról... Régen: Papír Encyclopedia Britannica Nemrég: Web Mostanában: Web 2.0

6 Információ a Lánchídról... (folyt.) Hamarosan Most: Helyhez kötött szolgáltatás Pl.: Google Earth Mobile Geoweb Mi történik most?

7 Geoweb The Geospatial Web or Geoweb is a relatively new term that implies the merging of geographical (location-based) information with the abstract information that currently dominates the Internet. This would create an environment where one could search for things based on location instead of by keyword only i.e. What is Here?.

8 Információ (általánosságban) Papír Web Web 2.0 felhasználók kreativitásának, együttműködésének, információinak megosztása web-alapú közösségek és szolgáltatások Geoweb Pl: szocális hálók, wiki Geogáfiai (hely alapú) információ és a mai Internet összeolvasztása Kulcsszavak helyett hely alapú keresések Mi van itt? Hol van olcsó szálloda a konferencia közelében?

9 Közlekedési információ Újság Rádió Internet

10 Közlekedési információ... (folyt.) Tegnaptól : Mi történik most?!

11 Közlekedési információ Web 2.0 A közlekedők egy részhalmaza megosztja egymással az aktuális információit Manuálisan pl. sms Automatikusan pl. Floating Car Data

12 Geoweb a járműben Most +/- 1 óra Itt Útvonal környékén Tömör 1-2 mp alatt felfogható

13 Google Navigation

14 Közlekedési információs rendszer Egy közlekedési információs rendszer négy komponense: 1. Információ-gyűjtés 2. Információ-továbbítás 3. Információ-feldolgozás 4. Információ-megjelenítés

15 Közlekedés monitorozása Közlekedési információ gyűjtése: Indukciós hurkok, jármű számlálók Kamerák Floating Car Data (FCD) Def: FCD is a method to determine the traffic speed on the road network. It is based on the collection of localisation data, speed, direction of travel and time information from mobile phones in vehicles that are being driven. These data are the essential source for traffic information and for most intelligent transportation systems (ITS). FCD: Szonda járművek segítségével Mozgó szenzorok pl: autóban bekapcsolt mobiltelefon Forgalommal együtt haladó járművek adatai

16 Információ gyűjtő rendszerek Útjelző táblákra szerelt jeladók (Signpost-Based Automatic Vehicle Location - AVL) Tipikusan a szonda járművek kommunikálnak a lámpaoszlopokra vagy útszéli táblákra mint létező infrastruktúrára szerelt adókkal. Automatikus jármű azonosítás (Automatic Vehicle Identification AVI) A szonda járművek elektronikus tag-ekkel felszereltek. Ezek a tag-ek kommunikálnak az útszéli állomásokkal. A címke alapján azonosítható a jármű. Földi rádiós navigációs rendszerek (Ground-Based Radio Navigation) Leginkább válallati flotta-menedszment rendszereknél alkalmazott. A GPS-hez hasonló szolgáltatás, az adatok járművek közötti kommunikáció ill. egy fix infrastuktúra segítségével gyűjthetők.

17 Információ gyűjtő rendszerek (folyt.) Cellás (mobil) geo-pozícionálás Utazási idő adatok gyűjthetők a cellás mobiltelefonok nyomkövetése által. GPS - Global Positioning System A szonda járművek GPS vevővel és egy kétirányú műholdas összeköttetéssel rendelkező eszközzel rendelkeznek. A vett információt egy központi vezérlőnek továbbítják. A központi vezérlőben így elérhető a jármű pozíciója valós időben. Az összegyűjtött adatokból számítható az utazási idő, stb.

18 Információ gyűjtő rendszerek Útjelző táblákra szerelt jeladók (Signpost-Based Automatic Vehicle Location - AVL) Automatikus jármű azonosítás (Automatic Vehicle Identification AVI) Földi rádiós navigációs rendszerek (Ground-Based Radio Navigation) Cellás (mobil) geo-pozícionálás GPS - Global Positioning System

19 Útjelző táblákra szerelt jeladók (AVL)

20 Útjelző táblákra szerelt jeladók (AVL) Az elektronikus útszéli táblák egyedi azonosító kódot sugároznak. Ezt az azonosítót veszik a közeli járművek. Az azonosító eltárolásra kerül a jármű memóriájában egy időbélyeggel kiegészítve. Periódikusan az így gyűjtött információ továbbításra kerül a központi vezérlőhöz. Az adattovábbítás a központ felé független az útszéli adóktól. Ezt a technológiát lassan kiváltják a GPS alapú nyomkövető rendszerek.

22 Automatikus jármű azonosítás (AVI) Elsősorban: díjbeszedő rendszer Két verzó 1. Rendszámfelismerés 2. On Board Units (OBU): minden díjfizetésre kötelezett járműben ID terjesztés DSRC (Dedicated Short Range Communication) rendszer: 5.8 GHz-es sávban Max. 2W Pl.: 772 kapu Ausztriában

23 AVI működése A rendszer 4 komponense: ITS szonda járművek rádiós transzponderrel (transmitter-responder) felszerelve; Útszéli antenna a transzponderek detektálására; útszéli adatolvasók; központi számítógép az adatok összegyűjtéséhez. A tag-ek (vagy transzponderek) egy egyedi azonosítóval (ID) renelkeznek. Az útszéli antennák tipikusan az út feletti építményeken (pl. felüljárók, információs táblák), vagy az elektronikus útdíjfizetési fülkékre szerelve.

24 Automatikus jármű azonosítás (AVI)

25 AVI működése (folyt.) Az antennák rádiófrekvenciás jelet bocsájtanak ki periódikusan, vagy egy jeladó (pl. hurok detektor) által triggerelve. Amikor a szonda jármű a vételi sugáron belülre kerül, a transzponder visszatükrözi a vett jelet. A visszatükrözött jelalak az ID szám alapján módosul! A vett ID szám az útszéli ólvasóhoz továbbítódik (pl. koax kábelen), ahol rögzítésre kerül egy időbélyeggel és az antenna azonosítójával kiegészítve. Az összegyűjtött adatokat a rendszer egy központi számítógéphez továbbítja (pl. telefonvonalon), ahol az összes adatot tárolják és feldolgozzák. Az egyedi szonda jármű ID-ket nyomon követi a rendszer a fizetésköteles úthálózaton. Így a megtett út és az utazási idő számítható.

26 AVI előnyök / hátrányok Előnyök Folyamatos adatgyűjtés Automatizáltság Emberi hiba esélye csekély Pontos Sáv szerinti differenciáltság Jelentős adatmennyiség Hátrányok Csak kiépített útvonalakon alkalmazható Elektronikus címke szükséges Óra szinkronizáció nehézkes Magánszféra Adatmennyiség tárolása

28 Földi rádiós helymeghatározás Háromszögelés Elavult

30 Cellás rádiós nyomkövetés

31 Cella ID alapú módszerek Más nevek: COO (Cell of Origin), CGI (Cell Global Identity) Meghatározzák az alábbi paramétereket: Location Area Code (LAC) Mobil cella ID (Cell-ID), Cella ID földrajzi koordináták vagy egy terület Cellák: A mobiltelefonnal rendelkezők száma magas: picocella: méter ~ közepes: mikrocella: 1 3 km ~ alacsony (vidék): makrocella: - 35 km A módszer pontossága erősen függ a cellák nagyságától

32 Cell-ID alapú módszerek 1. Javítás: Cell-ID + Timing Advance (TA) módszer: GSM hálózat Timing Advance paraméterén alapul. A jel terjedési idejét méri a mobil és bázisállomás között Eredetileg a mobil adásának ütemezésére szolgált UMTS: RTT (Round Trip Time) 2. Javítás: Enhanced Cell Global Identity (E-CGI) módszer: TA/RTT paraméterek figyelése mellett a jelerősséget is folyamatosan figyeli

33 Handover-alapú módszerek Az A és B GSM cellák handover (hívásátadási) területe a két cella átlapolódó területe; a piros pontok jelölik a hívásátadások helyét cellát váltó mobilok esetében.

34 Handover-alapú módszerek Az aktuális cella azonosító egy GSM terminál esetében több tényező függvénye lehet: a telefon éppen egy hívást bonyolít, vagy csak egyszerűen bekapcsolt állapotban van; az aktuális utazási irány és sebesség; az adott cella híváskezelési stratégiája. Következmény: nem minden, azonos helyen tartózkodó mobilnak lesz azonos cella ID-je. A GSM infrastruktúra alapján azonban megfigyelhetők bizonyos gyakran előforduló cella-sorrendek handover setében, az adott úthálózatot tekintve.

35 Handover-alapú módszerek A helymeghatározás pontossága függ a handover zóna méretétől. Konkrét példa: A23 autópálya Bécs közelében. A handover bizonyos hiszterézissel következik be. A megközelítés irányától nagyban függ a hívásádadási pozíció (lásd: kék és sárga pontok)

37 GPS alapú Floating Car Data