Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27) Közlekedési információs rendszerek Vidács Attila Távközlési és Médiainformatikai Tsz. I.E.348, T:19-25, vidacs@tmit.bme.hu
Tartalom Intelligens közlekedési rendszerek (ITS) Közlekedési információk gyűjtése és terjesztése 1. Információ-gyűjtés 2. Információ-továbbítás 3. Információ-feldolgozás 4. Információ-megjelenítés
Floating Car Data (FCD) Mobil szenzorok FCD járművek adatokat küldenek egy forgalmi információs központba (Traffic Information Centre) : jármű ID jelenlegi pozíció (GPS) sebesség irány időbélyeg
Kiterjesztett Floating Car Data
Floating Car Data Flow
Rendszer architektúra
Közlekedési Információs rendszer Négy komponens: 1. Információ-gyűjtés 2. Információ-továbbítás 3. Információ-feldolgozás 4. Információ-megjelenítés
CALM - Communication Access for Land Mobile CALM - Communication Access for Land Mobile Korábban: Communications, Air-interface, Long and Medium range ISO TC 204/Working Group 16 szabvány tervezet CVIS EU projektben fejlesztik Cél: ITS kommunikációs protokollok kifejlesztése Kommunikációs módok: Jármű-infrastruktúra (V2I) Jármű-jármű (V2V): p2p ad-hoc hálózati kommunikáció (MANET/VANET). Infrastruktúra-infrastruktúra (I2I) Kommunikációs média: Infravörös; GSM (2G, 3G); DSRC 5.8-5.9 GHz; IEEE 802.11 variációk, pl: WAVE (IEEE P1609.3/D23), M5 (ISO 21215); WiMAX, IEEE 802.16e; MM-wave (63 GHz); műhold; Bluetooth; RFID.
CALM - Communication Access for Land Mobile Több technológiához ad közös interfészt: 1. Infravörös fény CALM IR Japán, német díjbeszedő rendszer Helyi irányított kommunikáció 2. Mikrohullám CALM M5 IEEE 802.11p-nek felel meg kétirányú és broadcast kommunikáció 3. Milliméter hullámhossz CALM MM Helyi egyirányú kommunikáció 4. Cellás technológiák CALM 2G/3G Nagy hatósugarú mobil kommunikáció 5. Mikrohullám CEN DSRC Ma fizetőrendszerekben használják (pl. Ausztria) Kihívás: DSRC és CALM-M5 párhuzamos használata Egy alkalmazáshoz több vezeték nélküli csatorna közül választhatunk
CALM architektúra
Kommunikációs architektúrák Központosított
Hibrid hálózat működési módjai Hibrid hálózat: CALM M5+2G/3G Aktuális információk kérése Ha nincs, vagy csak régi információnk van egy útról (nem kaptuk meg az ad-hoc hálózaton keresztül) akkor lekérjük az elérhető legfrissebbet a központtól Szomszéd felderítéses mód Szomszédossági protokoll segítségével kiderítjük, hogy melyik az a jármű, mely nem tudja hátrafelé továbbküldeni az üzenetet, ezért elküldi egy központnak. A központ pedig üzenetszórásos módon elterjeszti az üzenetet
Kihívások (volt már...) A hálózat topológiájának gyors váltakozása A hálózat gyakori szakadása Csekély redundancia Adatbiztonság Információ terjesztés Ki? Mikor? Kinek? Hova? Interakció Kommunikációs hálózat Úthálózat
Közlekedési Információs rendszer Négy komponens: 1. Információ-gyűjtés 2. Információ-továbbítás 3. Információ-feldolgozás 4. Információ-megjelenítés
Floating Car Data algoritmusok Algoritmusok szükségesek a begyűjtött közlekedési információ feldolgozásához: Adatok szűrése Tékép illesztése Útvonal megválasztása (nem adat-routing!) Útvonal meghatározása Irányítás (navigáció) Adat aggregáció Utazási idő becslése Utazási idő előrejelzése
Adatok: GPS pozíciók (Bécs)
Adatok: Sebesség és gyorsulás
Térkép illesztése
FCD létrehozás Miért van szükség útvonal becslésére? GPS alapú megoldás esetében Pozícionálás, pl. minden 15-60 másodpercben A forgalmi központ és a jármű között a kommunikációs link a szűk keresztmetszet Az útvonal nem egyértelmű, több alternatíva létezhet Start-cél pár esetén: A kiindulási és célállomás ismert, de több út is létezik. GSM alapú rendszereknél: A pontatlan pozíció miatt az útvonal nem egyértelmű
Útvonal megválasztása Legrövidebb út algoritmus Pl.: Dijkstra Egyéb él attribútumok Utca típusa (pl. út szélessége, sávok száma) Sebességkorlátok Lámpák és stoptáblák száma Kanyarok száma Külön balra kanyarodó lámpák Útviszonyok Utazási idő Az utazási idő bizonytalansága vagy szórása Torlódás, dugó mértéke
Példa: Bécs
Útvonal javítások Útvonal típusa Főútvonalak előnyben részesítése A főutak előnyben részesítése megegyezik a sofőrök viselkedésével Útvonal hossza osztva a megengedett sebességgel (pl. sebességkorlátok.85-ös percentilise) Kanyarok lassítása A kanyar típusának megfelelően extra súly hozzáadása (pl. jobbkanyar, balkanyar, enyhe kanyar, stb.)
Példa: Bécs
Utazási idő becslése Hosszabb utak esetében: átlagos utazási idő minden útszegmenshez? alacsony sebességhatárú utakon túlbecsülhetjük a sebességet egy autópályán alulbecsülhetjük Javított módszer:
FCD előállítás alapjai
Adatok integrálása Fundamental Diagram (flow/speed/density)
Összehasonlítás
Közlekedési Információs rendszer Négy komponens: 1. Információ-gyűjtés 2. Információ-továbbítás 3. Információ-feldolgozás 4. Információ-megjelenítés
Forgalmi helyzet Melyik a jobb?
Felhasználói interfészek SMS / GPRS PDA Internet
Egyéb intefészek, alkalmazások e-safety Sebességhatár Veszélyek Dinamikus vezetési tanácsok
További kérdések Privacy Saját adatok terjesztése Ki tudja merre járok és hánnyal megyek? Üzleti modell Adatátviteli költségek Kié az adatom? Ingyen adjuk, ingyen kapjuk? Reklámbevétel Minőségi szolgáltatás Kritikus adatmennyiség elérése Hogy kapja meg a vezető az információt? Web Mobil PDA PNA