UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETI

FACULTATEA: TRANSPORTURISECIA: MASTER SISTEME TELEMATICE PENTRU TRANSPORTURI

Metode de culegere a datelor pentru managementul traficului rutier

Studenti:

Cuprins

1. Sisteme de detective a vehiculelor1.1. Detectoare cu bucle inuctive1.2. Detectorul cu magnetometru1.3. Detectorul cu energie proprie1.4. Detectie video1.5. Senzori cu radiatii infrarosii(IR)1.6. Senorii wireless2. Comunicatii utilizate in mediul urban2.1. Undele radio2.2. Senzori wireless(Wi-Fi)2.3. Fibra optica2.4. Tehnologii de tipul GPRS2.5. Bluetooth2.6. GPS3. Sisteme de management al traficului3.1. Algoritmi adaptive3.1.1. MOVA-Microprocessor Optimised Vehicle Actuation3.1.2. APTTCA- Adaptive Predictive Traffic Timer 3.1.3. ACS-Lite3.2. SCOOT(Split Cycle Offset Optimisation Technique)3.3. UTOPIA-SPOT3.4. Localizare Automata a Vehiculelor(AVL)

1. Sisteme de detective a vehiculelor1.1. Detectoare cu bucle inuctive

De la introducerea lor in anii 60 buclele inductive au devenit cele mai populare detectoare de vehicule. Componentele principale ale unui sistem detector cu bucl inductiv includ unul sau mai multe fire izolate ngropate ntr-un lca puin adnc spat n pavaj, un cablu coductor de la cutia buclei pn la lcaul controllerului i o unitate de detector electronic aezat n cabina controllerului. Unitatea de detector electronic conduce energia prin sistemul buclei la o frecven situat ntr-un interval cuprins ntre 10 kHz pn la 200 kHz.Sistemul buclei inductive formeaz un circuit electronic n care srma buclei este elementul inductiv. Cnd un vehicul este oprit pe bucl sau trece peste bucl, scade inductana buclei. Aceast scdere a inductanei actualizeaz rezultatul detectorului electronic i transmite noua valoare la unitatea controllerului, semnaliznd trecerea sau prezena unui vehicul.n ultimele dou decenii detectoarele cu bucle inductive au devenit cele mai rspndite detectoare de trafic. Datele furnizate de o bucl inductiv sunt: trecerea vehiculelor, prezena acestora, numrarea vehiculelor i gradul de ocupare al benzii. De asemenea cu ajutorul sistemului detector cu bucl inductiv se pot detecta incidentele i congestionrile de trafic ct i aproximrile vitezei vehiculelor.Pentru determinarea unor incidente care s reias din datele transmise, bucla este de obicei legat la un centru de management al transportului pentru o analiz computerizat.MEDIU

Cureni indui de vehicul

Sisteme electroniceReglarea reeleiCablul conductorCutia Bucl inductiva

Cptueala de intrire din otel

Ieire

Figura 1.1.1Modelul sistemului cu bucl inductive

Beneficiile folosirii sistemului cu bucl inductiv sunt: Atta timp cat sunt corespunztor instalate i intreinute ILD (Inductive Loop Detector) continu sa fie cele mai bune detectoare indiferent de vreme i de semaforizarea interseciei dintre multe aplicaii; Sunt cele mai sigure numrtoare de trafic; Se comport bine att n cazul unui flux de trafic ridicat ct i in cazul unui flux sczut de trafic n orice condiii de vreme.

Dezavantajele ar fi urmtoarele: ILD (Inductive Loop Detector) poate furniza informaii eronate din cauza instalrii proaste conectarea greit a cablurilor, ngropare neglijent etc. incapacitatea buclelor inductive de a msura viteza. Pentru a determina viteza sunt necesare dou bucle sau un algoritm implicnd lungimea buclei, lungimea medie a vehiculului, timpul petrecut peste detector, dac folosete o singur bucla; pot fi deteriorate din cauza fulgerelor.Numeroase automatizri de acces i control de trafic (auto) necesit detecia vehiculelor ntr-o anumit poziie. Pentru acestea se folosete efectul induciei electromagnetice: o masa metalic aflat n apropierea unei bobine, i va modifica acesteia frecvena de oscilaie. De regul, bobina/bucla inductiv se realizeaz prin ngroparea n carosabil a unui conductor electric dispus n cteva spire. Acesta se leag la un controler care monitorizeaz starea (inductana) buclei inductive. Controlerele semnalizeaz cnd n proximitatea buclei apare o mas metalic, putnd astfel monitoriza trecerea sau prezena unui vehicul ntr-o anumit pozitie. Printre aplicaiile uzuale sunt: activitatea i/sau protecia unei bariere, ua de garaj, poart, numrarea traficului auto, semaforizarea automat n obiective industriale, evitarea ciocnirilor stivuitoaren hale, etc.

1.2. Detectorul cu magnetometruAcest detector const ntr-un mic senzor de mrimea unei conserve implantat n pavaj, un cablu conductor i un amplificator. A aprut ca o alternativ la detectorul cu bucl inductiv pentru cazurile speciale.Este un tip special de detector magnetic creat pentru a detecta prezena vehiculelor bazndu-se pe observarea modificrii cmpului magnetic al Pmntului ntr-un anumit punct cnd diferite corpuri metalice sunt n apropierea senzorului, cum ar fi un vehicul. Magnetometrul este folosit n locurile unde este necesar detectarea prezenei vehiculului ntr-un anumit loc pe o anumit arie. Este de asemenea bun la numrarea vehiculelor.Acest tip detector este folosit de obicei pe podurile cu punte de oel, unde tierea pavajului pentru introducerea buclelor inductive nu este posibil. Senzorul magnetometrului i cablul conductor tind s reziste mai mult pe drumuri care au tendin de frmiare. n plus necesit o tietur n pavaj de dimensiuni mai mici. Att magnetometrul ct i buclele inductive au aplicaiile lor specifice i tind s se completeze unul pe cellalt.

1.3. Detectorul cu energie proprie

n principiu acest sistem este alctuit dintr-un senzor cilindric ncorporat n drum ce conine un traductor, un transmitor cu anten i o baterie. Senzorul ncorporat n drum opereaz n principiu la fel ca senzorul magnetometru. El este alimentat cu o baterie intern i conexiunea sa la releu este o legtur prin radio. Receptorul de pe marginea drumului include un receptor FM disponibil n comer i un decodor de sunet. Nu este nevoie de cabluri.SPVD (Self-powered vehicle detector) poate s msoare trecerea vehiculelor, prezena, numrul i gradul de ocupare. Msurtorile de vitez sunt posibile folosind dou astfel de detectoare setate la o distan predeterminat. Aceste tipuri de detectoare rezolv problema buclelor i a axei unice a magnetometrului. Acestea utilizeaz o ax dubl a magnetometrului care nu numai c ia n considerare componenta vertical a cmpului magnetic terestru, ci utilizeaz i o componenta orizontal magnetic pentru a elimina efectiv dubla numrare a vehiculelor. De asemenea include un convertor analog-digital de 14 bii i un microcalculator de 8 bii pentru auto-calibrare, pentru a se acomoda cu schimbrile sezoniere de temperatur. Acesta elimin necesitatea de a veni un tehnician s calibreze detectorul. Detectorul cu energie proprie folosete energia unei baterii alcaline care furnizeaz energie timp de aproximativ 4-5 ani.Detectorul cu energie proprie este uor de instalat n osea ceea ce reduce timpul de nchidere a benzii i costurile. Folosind o main de burit cu un burghiu de 8 inch sau un ciocan pneumatic, detectorul este ngropat la aproximativ 8 cm sub asfalt cu un inch (2,54 cm) de nisip peste el. Procedeul acesta ferete unitatea de avarie, cnd oseaua este mcinat i rennoit mbrcmintea rutier. Greutatea i crpturile pavajului nu au nici un efect asupra operabilitii detectorului. Timpul de instalare al unui detector de acest tip este de aproximativ 30-45 de minute, astfel nefiind probleme cu congestia i neprovocnd inconveniente participanilor la trafic. Receptorul furnizeaz rezultate opto-izolate controllerelor de trafic pentru a indica prezena sau detectarea de puls, precum i bateria slab i indicaia de eec.Aplicaii SPVD: Detecia vehiculelor care merg pe contrasesnFluxul de trafic normal va activa unitatea SPVD A i apoi unitatea B. Dac aceast secven a fost invers, receptorul va da un rezultat care s activeze licrirea unui semnal luminos care s avertizeze faptul c se circul pe contra-sens. Acest sistem poate fi folosit pe puduri, strzi cu sens unic, autostrzi etc. Detecia avansat(prevenire)Unele treceri de nivel de cale ferat sunt foarte apropiate de interseciile rutiere, uneori la numai civa metri. Este foarte dificil pentru autobuzele de elevi sau pentru camioane s opreasc la linia de stop pentru a fi detectate, n timp ce o parte a vehiculului ar fi pe ine. Buclele nu pot fi folosite s detecteze camionul n partea ndeprtat, spre ine, deoarece trepidaiile trenului ar putea rupe bucla i terasamentul nu ar fi adecvat pentru instalarea unei bucle i astfel autobuzul nu ar putea fi detectat la intersecie. SPVD poate transmite i peste ine, astfel autobuzul fiind detectat n siguran la intersecie.

Detecia la interseciiSPVD poate fi folosit pentru detectarea vehiculelorla bara de oprire sau n benzilor de redirecionare ctre stnga, la o intersecie. SPVD poate s detecteze att prezena ct i detectarea de puls pentru gradul de ocupare sau numrare. Arii cu detecie dificilSPVD poate fi instalat n multe locuri unde buclele nu pot fi instalate. Asta include strzi murdare, pietruite, pavate cu bolovani de pavaj i pentru detectare pe poduri. SPVD poate fi montat sub un pod i mrind sensibilitatea i autoreglarea poate detecta vehiculelor de pe pod prin placa asfaltic a podului.

Detecia n intersecii lturalnice cu semafoare cu timern oraele mari unde semafoarele sunt planificate se irosete timp pe strzile lturalnice unde puinele maini ncearc s intre n intersectie. Schimbarea situaiei necesit spturi sub nveliul asfaltic, borduri i trotuare pentru a se adapta la operaiile de trafic inteligent din intersecie. Instalnd spvd este de departe mai eficient i mai uor dect instalarea buclelor inductive.

Figura 1.3.1 Sistemul SPVD

1.4. Detectie videoDetecia video este bazat pe procesarea imaginii n timp real, oferind o detecie eficient pe o arie extins, bine adaptat pentru nregistrarea de incidente pe drumuri i in tuneluri. Conectat la automate de dirijarea a traficului, aplicaia poate fi de asemenea folosit i pentru detectarea de vehicule n interseciile semaforizate, acolo unde instalarea buclelor inductive este dificil sau scump.

Figura 1.4.1. Montarea la aproximativFigura 1.4.2. Montare pe stlp vertical 15 metri inaintea zonei monitorizate

Avantaje: Instalarea sistemului de detecie video se face in mai puin de o or, fr intreruperea traficului rutier; Sistemul este disponibil att in configuraie fix ct i mobil; Transmisia datelor prin wireless ntre componentele sistemului elimin necesitatea spturilor; Msurarea vitezei instantanee pe dou benzi de circulaie; Msurarea vitezei medii pe dou benzi de circulaie; Detectarea trecerii pe culoarea roie a semaforului, a circulaiei pe contrasens, a virajelor efectuate neregulamentar i, n general, orice abatere de la traiectoria corect; Poate gestiona simultan mia multe tipuri de plcue de nmatriculare; Funcia de list neagra pentru alarmarea imediat a autoritilor;

1.5. Senzori cu radiatii infrarosii(IR)

Senzorii IR pot fi activi sau pasivi i sunt realizai pentru diferite tipuri de aplicaii n domeniul ITS. Senzorii sunt montai n special deasupra drumului, n aa fel nct s perceap traficul care sosete n zona monitorizat sau cel care o prsete. Aplicaiile acestor senzori se situeaz n domeniul controlului semnalizrii rutiere, n detecia volumului de trafic a vitezei i a clasei vehiculelor, dar i pentru detecia pietonilor pe treceri.Senzorii IR pot fi de dou feluri 1. Senzori activi n infrarou (AIR)2. Senzori pasivi n infrarou (PIR)

1. Senzori activi n infrarou (AIR)Ilumineaz zonele de detecie cu energie IR de mic putere furnizat de diode lase care lucreaz n vecintatea spectrului IR din radiaia electromagnetic (0,85 microni). Energia IR reflectat de vehiculele ce traverseaz zona activ este focalizat de un sistem optic ntr-un material fotosensibil montat n focarul obiectivului. Senzorii AIR, activi, au dou sisteme optice. Primul este sistemul de transmisie care disperseaz radiaia n doi lobi, separate la un anumit unghi Al doilea este sistemul optic al senzorului de recepie care are un unghi de deschidere al obiectivului mia mare, pentru a recepiona uor energia reflectat de vehicule.Prin transmiterea a cel puin dou fascicule, acest tip de senzori permite msurarea vitezei vehiculelor.Ca aplicaii senzorii IR sunt utilizai pentru: detecia prezenei vehiculelor la semnalele rutiere, masurarea volumului de trafic, a vitezei, a lungimi cozi de ateptare, clasificarea vehiculelor, etc. La o aceeai intersecie se pot monta mai muli senzori, fr ca acetia s interfereze unul cu cellalt. Senzorii lase IR moderni produc imagini bi sau tridimensionale ce faciliteaz clasificarea vehiculelor. Distana de amplasare deasupra benzii de circulaie este, de obicei, cuprinsp ntre 6,1-7,6 m, la un unghi de inciden de 5.

Figura 1.5.1. Senzor IR Figura 1.5.2. Detecia senzorului IR

Figura 1..5.3. Detecia IR multifasciculSenzorii cu infrarou angajeaz activ att sursa de infrarou ct i detectoarele cu infrarou. Ele funcioneaz prin transmiterea de energie fie de la o diod emitoare de minun (LED-uri) fie de la o diod lase. Un LED este utulizat pentru o non-imagistic activ de detector IR, i o diod laser este utilizat pentru o imagistic activ a detectorului IR.Detectoarele active IR ofer numrul, prezena, viteza, precum i datele de ocupare att noaptea ct i ziua. Dioda de tip laser poate fi, de asemenea, utilizat pentru clasificarea int, deoarece aceasta ofer mai multe date int i date form.2. Senzorii pasivi n infrarou (PIR)Acest tip de senzori detecteaz energia de vehicule, suprafaa drumului, alte obiecte din cmpul lor vizual, precum i din atmosferp fr a emite nici un fel de radiaie. Aplicaiile ITS cu PIR conin de obicei, un set de 1-5 senzori amplasai n planul focal, astfel nct s permit captarea energiei dintr-o zon specific. n general deschiderea optic pentru acest tip de senzori este relativ mare, permindu-se divizarea, de exemplu, a planului xOy ntr-un numr de pixeli. Obiectele din cmpul vizual sunt analizate pe baza acestor pixeli. Senzorii CCD conin arii bidimensionale, de detectoare, fiecare dintre acetia avnd un cmp vizual instantaneu. Un parametru important pentru acest tip de senzor este rezoluia, exprimat ca un numr de pixeli pe suprafaa activ a senzorului. Valorile curente se ncadreaz in plaja 1,2-8 mp, n timp ce la camerele profesionale pot ajunge la 14-16 mp.Senzorii PIR cu o singur zon de detecie pot msura volumul, bagaritul sau momentul trecerii unui vehicul. Sursa de energie detectat de aceti senzori este emis corpului gri cu suprafaa la o temperatur nenul.Acest tip de emisie apare la temperaturi diferite de zero absolute (273,15C) dac coeficientul de emisie al obiectului are valoarea de 1, atunci obiectul este denumit corp negru.Cele mai bune obiecte au acest coeficient mai mic decat 1, aa c sunt denumite corpuri gri. Senzorii PIR pot fi proiectai pentru a reception energie la orice frecven. Pentru genul de aplicaii ITS lingimile de und actuale sunt ntre 8-14 m, pentru a se minimiza i efectul perturbator al radiaiei solare.

Figura 2.5.4 Arhitectura intern a unui senzor PIR

1.6. Senorii wirelessSenzorii, la modul general, reprezint dispozitive care detecteaz o schimbare ntr-un stimul fizic pe care o transform ntr-un semnal care s poat fi msurat sau nregistrat. n funcie de domeniul de utilizare i de complexitatea funcional senzorii sunt mprii n mai multe categorii.n ziua de azi, senzorii wireless au tot mai multe utilizri posibile, de la alarme, detectoare de trafic i telecomenzi, pn la senzori wireless pentru pescuit.Particularitatea senzorilor wireless o reprezint combinarea celor trei elemente principale care-i compun, i anume: traductorul de msur propriu-zis (termocuplu, termorezisten, etc.); inteligen (componenta hardware care poate lua decizii n funcie de instruciunile avute n memorie) comunicaia (sistemul de transmisie - recepie wireless).Convertor analog/digitalCondiionator de semnal

Senzor

Controlul Anten ctig Control Date intrareProcesor

Controlsenzor Senzor Date ieire

Figura 1.6.1. Schema bloc a unui senzor wireless

Aa cum se poate observa i din figur, senzorul este controlat de un microprocesor. n acest mod este capabil s asimileze cantitai mari de date, s ia decizii autonome i astfel s acioneze n mod adecvat pentru a-i atinge obiectivele n orice mediu, chiar dac acesta este ntr-o continu schimbare.n general, senzorii wireless sunt sisteme de dimensiuni reduse utilizate pe scar larg n instrumente de msur. Unii dintre aceti senzori sunt fabricai cu ajutorul unor tehnologii foarte noi i avansate cum ar fi cea a reelelor neuronale sau logica Fuzzy deinnd chiar i software-ul ncorporat pe chip.

Pe pia, exist o serie de senzori wireless, utilizabili n diverse domenii. n continuare, voi prezenta cteva din aceste modele:a) Senzor wireless de tip DSCProducator: DSC Canada Alimentare baterie 9V Consum foarte redus Perioada de via a bateriei pn la 3 ani Raza de aciune de 18 m Deschidere 90 Element piroelectric dual Nivel nalt de securitate cu cod sritor Controlat de microprocesor Lentil de nalt calitate Utilizatorul poate selecta un cod fix de transmisie Monitorizare baterie descrcat Transmisiuni multiple de alarme la interval de timp aleatoare Dimensiuni: 50x62x95 mm Imunitate RF 10V/m pana la 1 GHz

b) Senzori wireless EE240-umiditate-temperatur i CO2Senzorii wireless tipEE240 de la E+E Elektronik sunt soluia ideal i de nalt calitate, pentru msurtori wireless a umiditii, temperaturii sau CO2. n urma introducerii transmisiei de date de tip wireless, E+E Elektronik, specialistul in senzoristica, i-a lrgit experienain domeniul senzorilor wireless.Se pot conecta pna la 3 sonde pe un singur emitor. Fiecare sond funcioneaz independentipot fi schimbate n timpul funcionrii. Sondele sunt concepute de aa natur nct s permitconectarea la o distande 10 m fa de emitor.

Aceste caracteristici fac ca senzorii fr fir E + E s fie dedicai n special pentru aplicaii industriale unde senzorii trebuie s fie recalibrai periodici acest fapt s nu afecteze funcionalitatea reelei. Valorile msurate pot fi citite direct de pe ecranul transmitorului sau se poate citi de la distancu ajutorul browser-ul web de la orice PC din reeaua companiei.Staia de baz dispune de o interfa Ethernet pentru conectarea digital, eficienalareea i analiza datelor. Server-ul de web integrat vapermite s configurai uori individual reeaua de senzori wireless de la orice PC fra instala vreun program software. Staia de baz vine cu patru ieiri analogice pentru conectarea la un controler de sistem.Se poate configura un sistem de msura mobil cu pn la 500 de staii de emisie fra instala nici mcar un cablu. n plus fa de acest grad ridicat de flexibilitate, comunicarea este codificat bidirecionali astfel se asigur complet sigurana de transmitere a datelor.Senzorii wireless E + E sunt n conformitate cu clasa de protecie IP65, ceea ce i face potrivii pentru utilizare n condiii dificile de funcionare, precumi n aplicaii de exterior.Routerele wireless sunt disponibile pentru extinderea reelei i pentru a ocoli diverse obstacole.c) O categorie deosebit este cea de senzori medicali wireless:De foarte multe ori, numarul mare de cabluri legate la dispozitivele de monitorizare ale pacienilor cardiaci, i nu numai, ncurca medicii n examinarea pacienilor. De la un astfel de caz, n care un doctor nu reuea sa pun stetoscopul pe pieptul unui pacient cardiac i s-i asculte inima, a pornit ideea lui Mike Harsh de a crea o noua generaie de senzori medicali wireless. De asemenea, cablurile sunt incomode chiar i pentru pacient. Ele afecteaz mobilitatea i libertatea de a face ceea ce i doreste pacientul.

n prezent, specialistul dorete s dezvolte o nou generaie de senzori wireless care se ataeaz pe corp asemenea unui plasture. Acetia s-ar alimenta de la o baterie minuscul integrat i ar folosi unde radio pentru a comunica cu un receptor aflat fie n buzunarul pacientului, fie n salonul de spital. n afara spitalului, informaia din senzori agregat local ar putea fi transmis ntr-o reea celular i astfel ar oferi imediat medicilor i spitalelor o monitorizare permanent a pacienilor i un flux nentrerupt de date.

2. Comunicatii utilizate in mediul urban2.1. Undele radioUndele radio sunt unde electromagnetice utilizate n special pentru transmisii de radio i televiziune, cu frecvene de la civa kilohertz pn al civa gigahertz (1 GHz=109 Hz). n anumite aplicaii speciale ns domeniul de frecvene poate fi mult extins. Uniunea Internaional a Telecomunicaiilor, forul care reglementeaz telecomunicaiile prin unde radio, stabilete prin convenie limita superioar a frecvenei undelor radio la 3.000 GHz.Pentru transmisii radio i TV se definesc benzile:1. Radio Unde lungi: 153 kHz-279 kHz Unde medii: 531kHz-1.620 kHz Unde scurte: 2.310 kHz-25.820 kHz Unde ultrascurte: 88MHz-108 MHz2. Televiziune Banda I(canalele 2-6): 54 MHz-88MHz Banda III(canalele 7-13): 174 MHz-216 MHz Benzile IV i V(canalele 14-69): 470 MHz-806MHzRadio a fost la origine o metod de transmitere a sunetelor prin unde radio, care prin natura lor sunt unde electromagnetice. Tot radio se mai numete i aparatul receptor corespunztor. Azi se transmit prin radio (unde radio) o gam larg de semnale diferite, inclusiv imagini mictoare (televiziune) i fluxuri enorme de date. Undele radio cltoresc prin aer i pot trece prin cele mai multe corpuri nemetalice inclusiv corpul omenesc.De foarte mult vreme omul a fost nevoit s transmit informaii la distane mari. n antichitate semnalele cu ajutorul focurilor constituiau singura cale de comunicare la mari distane; aa s-a aflat de exemplu de cderea Troiei sau a Ierusalimului.Existena undelor radio a fost fcut cunoscut publicului larg n special de ctre Guilermo Marconi, un inventator italian. Fizicianul srb din America Nikola Tesla a contribuit n mod esenial, pe lng ali civa inventatori, la crearea primului aparat de radio (precum i la alte multe invenii din domeniul electrotehnicii). El a construit un sistem care putea transmite i primi semnale radio de la o distan de aproape 3 km. n 1895 a trimis un semnal radio pentru prima dat; n 1907 el a recepionat prima dat un semnal radio din Canada, i anume semnul x din Codul Morse.Odat cu acesta a nceput s se dezvolte telegrafia fr fir i folosirea codului Morse, care au fost foarte importante mai ales pentru comunicarea ntre nave n cazul unor dezastre pe mare. Primul care a transmis un mesaj vocal prin undele radio a fost Reginald Fessenden n 1900. Nikola Tesla a nceput n 1900 construcia primei staii de emisie de radio, dar din lips de fonduri a abandonat idea. Totui el este considerat inventatorul ideii de staii radio cu emisiuni.Reelele fr fir sunt reele de aparate i dispozitive interconectate prin unde radio,infraroii i alte metode fr fir.n ultimii ani ele au cunoscut o dezvoltare semnificativ pe plan mondial, reprezentnd o solutie alternativ la legturile cu fir (electric, din fibra optic i altele). Conexiunile fr fir devin tot mai populare, deoarece ele rezolv probleme ce apar n cazul cnd avem multe cabluri, conectate la multe dispozitive. Tehnologiile moderne fr fir pot interconecta echipamentele (sau i reelele locale, LAN-urile) la distane mici, dar i la distane mari.n prezent exist mai multe moduri de a transmite date cum ar fi prin Wi-Fi, fibr optic, Bluetooth, GPRS,, GPS etc.

2.2. Senzori wireless(Wi-Fi)Reelele fara fir sunt reele de aparate i dispozitive interconectate prin unde radio, infraroii i alte metode fr fir. n ultimii ani ele au cunoscut o dezvoltare semnificativ pe plan mondial, reprezentnd o soluie alternativ la legturile cu fir(electric, din fibr optic i altele). Conexiunile fr fir devin tot mai populare, deoarece ele rezolv problemele ce apar n cazul cnd avem multe cabluri, conectate la multe dispozitive. Tehnologiile moderne fr fir pot interconecta echipamentele (sau reelele locale, LAN-urile) la distane mici, dar i la distane mari.Wi-Fi este o tehnologie folosit deseori la implementarea reelelor locale de calculatoare de tip reea local fr fir (Wireless Area Network, WLAN). Un WLAN este un sistem de comunicaii implementate ca extensie la, sau ca alternativ pentru o reea local (LAN) cablat, ntr-o cldire sau campus, combinnd conectivitatea la vitez mare cu mobilitatea utilizatorilor, ntr-o configuraie mult simplificat.Avantajele evidente, cum ar fi mobilitatea, flexibilitatea simplitatea n instalare, costurile de ntreinere reduse i scalabilitatea, au impus Wi-Fi i WLAN ca o soluie tot mai mult utilizat.O tehnologie suplimentar, care poate capta datele de apte ori mai repede i de o mie de ori mai departe dect populara tehnologie Wi-Fi, este tehnologia WiMAX. n timp ce reelele Wi-Fi simple au o raz de aciune de aproximativ 30 m, WiMax utilizeaz o tehnologie de microunde radio care mrete distana la aproximativ 50 km. Astfel se pot construi chiar reele metropolitane (MAN) bazate pe tehnologia WiMAX.Tipuri de echipamente:Echipamentele de transmisie/recepie fr fir sunt de obicei de dou tipuri: staii baz (Base Stations, BS) staii client (Subscriber Units, SU)Staiile baz au deschiderea antenei de obicei de la 60 pn la 360 de grade, asigurnd conectivitatea clienilor pe o anumit arie. Ele pot fi legate la o reea cablat prin fibr optic, cablurile metalice sau chiar relee radio. Staiile client au antene cu deschidere mult mai mic i trebuie orientate spre BS-uri. Subnivelul Media Access Control (MAC) are urmtoarele sarcini: Pentru staiile client: Auntetificare (nregistrare n condiii sigure) Deauntetificare (deznregistrare n condiii sigure) Transmisie n coniii de siguran Livrare de MAC Service Data Units (MSDU) ntre echipamentele wireless Pentru staiile baz: Asociere (nregistrare) Deasociere (deznregistrare) Distribuie de cadre MAC Integrare (reeaua existent wireless poate comunica cu reele bazate pe alt tip de tehnologie wireless) Reasociere (suport cedarea dinamic a clienilor unui alt BS, precum i comunicaia cu alte BS)n general, pentru orice echipament wireless, fie acesta o staie baz, fie o staie client, antenele sunt cele care ofer robustee i flexibilitate. Chiar dac sunt abia amintite n discuie pe marginea reelelor fr fir, antenele sunt cele care optimizeaz anumite aplicaii, cum ar fi legtura ntre mai multe cldiri, etc. ntruct mediul far fir este unul foarte dinamic, prin folosirea unor antene direcionale se poate influena modalitatea de propagare a semnalului radio. Astfel, energia i caracterisitca unui semnal pot fi direcionale de-a lungul unui culoar ngust n loc s se loveasc de perei, ceea ce ar aduce la o risip de energie sau la interferene de semnal nedorite.Antenele omnidirecionale emit radio n toate direciile (sfer), n timp ce antenele unidirecionale concentreaz semnalul pe o direcie preferenial dat de orientarea antenei. Cu ct unghiul de emisie este mai mic, cu att mia mare este distana acoperit. Avantajul antenelor omnidirecionale const n faptul c antena clientului nu trebuie s fie foarte precis orientat, fiind suficient s se afle n aria de acoperire a antenei staiei baz. Dezavantajele sunt numeroase: risip de putere de emisie, securitate sczut datorit riscului de interceptare a undelor radio.Antenele unidirecionale se situeaz pe o poziie mai bun n ceea ce privete folosirea eficient a puterii de emisie dar i a riscului mai sczut de interceptare a transmisiei. Dezavantajul lor const n faptul c acordarea antenelor baz-client trebuie fcut foarte precis i dimensiunea este semnificativ. n practic, antenele unidirecionale se folosesc numai pentru legturi fixe de tipul punct-la punct, cum ar fi cazul unui bridge sau al unui ruter de tip wireless.Diversitatea antetelor ofer beneficii substaniale implementrilor reelelor locale fr fir, cum ar fi luxul folosirii mai multor antene sau posibilitatea de a alege cel mai bun tip de anten pentru o locaie dat. Pentru aceasta este nevoie de o bun cunoatere a proprietilor semnalului radio i a modalitilor de amplasare corect a antenelor radio. n practic, antenele amplasate prea aproape una de alta duc la o degradare a performanei receptorului. Utilizarea diferitelor tipuri de anten are, de asemenea, impact i asupra metodei, dar i a rezultatelor monitorizrii unei locaii.Clasificarea reelelor fr fir dup aria acoperit, de la mic la mare: Wireless Personal Area Network (WPAN) v. Reea personal Wireless Local Area Network (WLAN) v. Reea local Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) v. Reea metropolitan cf. Standardului 802.16 sau WiMAX Wireless Wide Area Network (WWAN) v. Reea de arie larg

2.3. Fibra opticaFibra optic este un mediu de transmisie transparent la radiaia luminoas, format dintr-un miez dielectric (sticl sau material plastic) nconjurat de un nveli dielectric cu indice de refracie mai sczut. Fibrele optice sunt utilizate pentru transmisiuni pe distane foarte mari (continetale, oceanice), dar pot fi folosite i pentru distane foarte mici.Pentru semnalul digital, cea mai bun soluie este transmisia pe fibr optic, ce permite regenerarea pe seciuni mai mari de 50 km.n sistemele optice de transmisie, fibrele optice (FO) se utilizeaz ca mediu de transmisie, nlocuind cablurile convenionale, fa de care prezint o serie de caracteristici net superioare: imunitatea la interfeele electromagnetice, izolarea electric a transmitorului de receptor, absena problemelor legate de scurtcircuitare i stpungere, pierderi reduse, lrgime de band extrem de ridicat, reducerea volumului, a greutii i a preului de cost.Exist i dou mari dezavantaje importante ale transmisiilor pe fibr optic i anume atenuarea n fibr i dispersia.

Structura fibrei opticeUn conductor de fibr optic este format din urmtoarele pri aa cum reiese din figura de mai jos: miezul centrul subire al fibrei pe unde circul lumina; nveliul material plastic; mediul protector nveli de plastic care protejeaz fibra de eventualele deteriorri i de umezeal.

nveli

miezmediu

Figura 2.3.1. Structura fibrei opticeDin punct de vedere tehnic transmisia datelor prin fibr optic se bazeaz pe conversia impulsurilor electrice n lumin. Aceasta este apoi transmis prin mnunchiuri de fibre optice pn la destinaie, unde este reconvertit n impulsuri electrice.n figura 3.3.1.2 i 3.3.1.3 sunt prezentate dou imagini reprezentnd structura fibrei optice.

Figura 2.3.2 Structura fibrei optice Figura 2.3.3 Structura fibrei optice

Transmisiile optice ghidate s-au dezvoltat mult odat cu perfecionarea tehnologiilor legate de fibrele optice cu pierderi mici (sub 10 dB/km), pierderile n fibr (L f ), reprezentnd principal surs de pierderi n astfel de canale.

2.4. Tehnologii de tipul GPRS

Pentru c GSM-ul nu a fost niciodat creat pentru a permite comunicarea la vitez, calitatea i costurile cerute de un utilizator al anului 2001, transmisiile mobile de date la vitez de 9,6 kbps precum i tarifarea la timp oferit de tehnologia GSM au fost mult timp o stavil n calea dezvoltrii comunicaiilor mobile de date.

Spre deosebire de GSM, tehnologia GPRS i, implicit serviciile oferite de aceasta, ofer cteva avantaje clare pentru utilizator:

O caracteristic important a tehnologiei GPRS este conectarea permanent a utilizatorului. Conceptul de always on nseamn c utilizatorul, n mod similar unui calculator (PC) conectat ntr-o reea, poate rmne permanent conectat, dar pltind numai pentru volumul de date transferat i nu la timp, aa cum se ntmpl n cazul transferurilor de date pe reeaua clasic GSM. Plata, deci, se face n funcie de volumul de date transmise i nu n funcie de durata transmisiei. Pe pia sunt disponibile diferite modele de abonamente, unele cu volum de date incluse, pentru heavy users de date sau dimpotriv abonamente mai sczute ca pre, pentru cei care consult informaiile doar ocazional.

Timpul de conectare n sistemul GPRS conectarea se face extrem de rapid, tipic 2-3 s n loc de 30-40 s ct eram obinuii la o conexiune de date peste GSM sau chiar la un dial-up fix de internet. Acest lucru este critic pentru aplicaii bancare, securizate, de tip remote credit card authorization unde nu poi obliga utilizatorul s mai atepte nc 30 s pentru conectare.

Viteza de transmisie a informaiei vitezele de transfer de date oferite sunt de asemenea net superioare GSM, ele ajungnd astzi la valori uzuale de 33-35 kbps. Pe msura dezvoltrii acestor servicii, vitezele oferite vor crete spre 80-90 kbps. Viteza maxim teoretic oferit de GPRS este de 171 kbps (atunci cnd se utilizeaz toi cei 8 time slot ai purttoarei radio). Aceasta este de cca 3 ori mai mare, net superioar unei conexiuni fixe de telecomunicaii (de dial up) de 64 kbps i de cca 10 ori mai mare dect cele oferite de GSM. Astfel informaia este transmis mai repede i mai eficient de-a lungul reelei mobile.

GPRS permite folosirea n regim de mobilitate total a aplicaiilor de tip navigare pe internet, acces al informaiilor de companie de la birou, aplicaii de transmisie text sau imagini video, comunicare personal, comer mobil, localizare etc. Toate acestea fie la birou, fie acas pe laptop, fie n main afiate pe display-ul inteligent al acesteia, sau cnd mergem pe jos, pe ecranul terminalului nostru mobil, fie el telefon sau PDA. Practic informaia este cu noi, oriunde, oricnd, accesibil de pe orice terminal.

Tehnologia GPRS permite dezvoltarea i lansarea de noi aplicaii, care nu au putut fi disponibile datorit limitrilor tehnologiei GSM (transmisie de date la 9,6 kbps) i ale SMS (mesaj cu lungime de maximum 160 de caractere). De exemplu putem naviga pe internet, n condiii de vitez de acces net superioare soluiilor clasice de dial-up fix. Timpul petrecut n accesarea unui site de pe internet se scurteaz considerabil. Putem face mai multe n timp mai puin i s nu uitm c vom plti doar pentru ceea ce vedem/accesm.Putem accesa, de asemenea, n condiii de total securitate (prin intermediul VPN) i mobilitate, informaiile aflate pe intranetul firmei noastre, ca s consultm ultima prognoz de vnzri, ultimul tabel de preuri, sau financiare aciuni, oriunde ne-am afla.Practic se poate face accesul la orice informaie aflat pe intranetul companiei, aici incluznd accesul la e-mail, agenda electronic personal cu date despre ntlniri, lista de telefoane, adrese, sarcini i prioriti, fiiere diverse, baze de date etc. se face oricnd i de oriunde.Putem fi n contact permanent cu prietenii prin intermediul aplicaiilor de comunicare personal tip Instant Messaging, putem sta la un chat de pe telefonul mobil sau laptop sau putem descrca de pe internet i citi eBooks, cri n format electronic, etc.Tehnologia GPRS permite de asemenea transmitere de eCard, ePictures, imagini electronice sau chiar mici filmulee video n formatul Mpeg4 movie. De exemplu, pentru pres, poate fi posibil transmiterea la ziar de fotografii de la locul relatrii faptei, n timp real, utiliznd doar o camer digital, un laptop i telefon GPRS.O alt aplicaie ar putea fi monitorizarea de la distan contra intruilor a unei proprieti/loc public, i transmisia de imagini n timp real, la un dispecerat central de paz i securitate/poliie etc. Comanda de la distan i automatizarea unor aplicaii casnice este un alt exemplu. Transmiterea ctre serviciul de urgen al spitalului, a unor analize/date despre un pacient aflat ntr-o stare critic, n ambulan, i-ar putea salva acestuia viaa. GPRS este aici ca s ne ofere posibiliti de dezvoltare.Pentru prima dat reelele mobile devin compatibile cu internetul 100%. Acum se permite funcionalitatea de mobile internet, toate aplicaiile care se folosesc n internetul fix pot fi acum portate pe GPRS, ex. navigare pe internet, transfer de fiiere ftp, chat, email, telnet etc.GPRS este un standard cu adevrat global, permind roaming global i este susinut att de ctre tehnologia european GSM ct i de CDMA, care exist pe scar larg att n SUA ct i n Japonia.n mod evident toate aceste caracteristici fac din serviciul GPRS unul extrem de eficient, atractiv i rentabil att n ceea ce privete timpul i banii utilizatorilor, ct i investiia i interesul operatorilor de telefonie celular.

Pentru utilizarea posibilitii de transmitere a datelor n sistemul GPRS, sunt necesare urmtoarele clase de terminale:

Clasa A terminalul permite existena legturii vocale simultan i lucrul n regimul GPRS; Clasa B terminalul susine att legtura vocal ct i transmiterea datelor n regimul de pachete GPRS, dar aceste regimuri se utilizeaz concomitent (n timpul transmiterii datelor prin GPRS abonatul nu poate emite i recepiona apeluri i invers); Clasa C terminalul asigur doar transmiterea datelor n pachete.

Avantajele folosirii tehnologiei GPRS:

Conectarea permanent. GPRS ii permite o conectare permanent prin reeaua de telefonie mobil. Astfel, odat realizat, conectarea rmne permanent (n mod asemntor unui calculator legat n reea), iar tu pltesti doar pentru volumul de date efectiv transferat. n intervalul de timp n care nu se efectueaz transferuri de date poi primi i da telefoane fr ca revenirea ulterioar la transmiterea de date s necesite o nou conectare. Conectarea instantanee. GPRS faciliteaz conectarea instantanee, prin care datele pot fi transmise sau primite imediat. Aceasta este esenial n cazul aplicaiilor n care operativitatea este foarte important, cum ar fi, de exemplu, autorizarea de la distan a unei cri de credit.

n cadrul firmelor care dispun de un parc auto, este din ce n ce mai rspndit controlul forei de munc i a vehiculelor, care, pe lng funcia de prevenire a furtului, include o serie de servicii care contribuie la reduceri semnificative ale cheltuielilor de funcionare i creterea eficienei operaionale ale firmei. Astfel de servicii pot fi: msurarea consumului de combustibil, timpul de lucru i km parcuri, deci un control total al forei de munc i un management eficient de flot. Echipamentele instalate n autovehicule fac posibil comunicaia GPRS i msurarea consumului de combustibil cu ajutorul crora se poate verifica micarea flotei auto. Prin imprimarea datelor rezultate prin GPRS i msurarea consumului de combustibil se reduc muncile administrative ale conductorilor auto i nu n ultimul rnd, cheltuielile de funcionare ale firmei.

2.5. Bluetoothn prezent exist multe exemple de comunicaie digital pe distane scurte n ceea ce privete computerele i dispozitivele de comunicaie n general. O mare parte din aceast comunicaie se face prin mijlocirea legturilor pe fire i cabluri. Aceste cabluri conecteaz ntre ele o multitudine de dispozitive fcnd uz de o mare varietate de conectori cu diverse forme, mrimi i numr de pini.

Fiind necesar un cablu ntre fiecare dou dispozitive aceasta soluie nu mai pare att de folositoare. Folosind tehnologia Bluetooth se nltur acest neajuns deoarece dispozitivele pot comunica prin aer i nu prin fire, folosind unde radio pentru a transmite i recepiona date. Aceast tehnologie este special proiectat pentru comunicaii pe distane scurte (nominal 10 m), ceea ce are ca rezultat un consum foarte redus de putere, fcnd-o astfel potrivit pentru a fi utilizat de ctre dispozitive mici, portabile,care sunt alimentate de obicei cu baterii. Tehnologia Bluetooth prezint un sistem de comunicaie, fr fir, cu raz mic de aciune, care intenioneaz s nlocuiasc comunicarea bazat pe conectare cablat, cu fir, prin intermediul creia se pot transmite date.

Se remarc din ce n ce mai mult o tendin de ntreptrundere a domeniului computerelor cu cel al telecomunicaiilor, liniile tradiionale din acestea devenind tot mai puin distincte. Un bun exemplu este cel al telefonului mobil care, la baz, este utilizat pentru aplicaii de voce dar acum poate fi folosit i pentru aplicaii de date ca accesul la informaie sau browsing. Unele tehnologii de comunicaie wireless sunt proiectate s transporte doar voce, pe cnd altele trateaz doar trafic de date. Prin Bluetooth se pot transporta att date ct i voce i n felul acesta este o tehnologie ideal pentru unificarea acestor dou domenii, permind tuturor tipurilor de dispositive s comunice, ele transportnd fie voce, fie date, fie pe amndou.

Trsturile de baz ale sistemelor de comunicaie Bluetooth sunt: robusteea, consumul sczut de energie i preul mic. Multe dintre caracteristicile de baz ale specificaiilor Bluetooth sunt opionale, implementarea reprezentnd diferena dintre produse.

Bluetooth-ul este un set de specificaii bazate pe undele radio, pentru o reea wireless personal (PAN - personal area network) i creeaz o cale prin care se poate realiza schimbul de informaii ntre aparate precum telefoane mobile, laptop-uri, calculatoare personale, imprimante, camere digitale i console video printr-o frecven radio sigur i de raz mic. Clasificarea dispozitivelor Bluetooth n funcie de raza de acoperire este prezentat n tabelul 3.5.1.

ClasaPuterea maxim permis (mW)Piterea maxima permis (dBm)Raza (aproximativ)

Clasa 1100 mW20 dBm~100 m

Clasa 22,5mW4dBm~ 10 m

Clasa 31 mW0dBm~ 1 m

Tabelul 2.5.1. Clasificarea dispozitivelor Bluetooth n funcie de raza de acoperie

Dispozitivele Bluetooth comunic ntre ele atunci cnd se afl n aceeai raz de aciune. Acestea folosesc un sistem de comunicaii radio astfel nct nu este nevoie s fie aliniate fa n fa pentru a transmite, pot fi chiar n camere diferite dac transmisia este suficient de puternic.

Figura 2.5.2. Simbol Bluetooth

2.6. GPS

Global Positioning System(n romnete sistem de poziionare global) este unsistem global de navigaie prin satelitiunde radio. Principalul sistem de poziionare prin satelit de tip GPS este sistemul militaramericannumit "Navigational Satellite Timing and Ranging" (NAVSTAR). Acest sistem, iniiat i realizat de ctreMinisterul Aprrii al Statelor Unite ale Americii(DOD), poate calcula poziia exact =coordonatele geograficeexacte ale unui obiect pe suprafaaPmntului, cu condiia ca acesta s fie echipat cu dispozitivul necesar - un receptor GPS. Obiectul poate fi i o persoan, care poate astfel s se orienteze pe pmnt, pe ap, n aer sau n spaiu (n apropierea Pmntului). NAVSTAR utilizeaz sistemul geodezic WGS84, la care se refer toate coordonatele geografice calculate de sistem.Principiul de funcionare al GPS-ului este folosirea ctorva satelii din spaiu ca puncte de referin pentru localizarea la sol. Sistemul NAVSTAR dispune la ora actual n total de 24 satelii, care se afl la o nlime de 20.183 km de suprafaa Pmntului. Printr-o msurare foarte exact a distanei n linie dreapt dintre receptor i cel puin 4 satelii se poate determina poziia oricrui punct de pe Pmnt (latitudine, longitudine, altitudine). n mod normal pentru determinarea poziiei n 3D a unui punct de pe suprafaa terestr cu ajutorul poziiei sateliilor ar fi nevoie de doar trei distane (trei satelii), deoarece metoda care se utilizeaz este cea atriangulaiei. Totui la GPS este nevoie i de a patra distan pentru minimizarea erorilor de poziionare datorate ceasurilor din receptoare, care nu sunt sufficient de exacte n comparative cu ceasurile atomice din sateliii utilizai. Distana dintre satelit i receptor se calculeaz prin cronometrarea timpului de care are nevoie semnalul radio s ajung de la satelit la receptor. tiind c semnalul radio se deplaseaz cu 300.000 km/s (viteza luminiii), dac cronometrm timpul lui de propagare de la satelit la receptor putem s deduce distana dintre acetia. Fiecare satelit are semnalul propriu (Pseudo Random Code), astfel nct receptorul tie exact despree ce satelii este vorba.

Recepionarea semnalelor emise de satelii i calculul poziiei se poate face n dou moduri: modul absolut i modul diferenial:

Modul absolut folosete un singur receptor GPS, iar precizia de poziionare este de circa 10 - 15 m; Modul diferenial presupune folosirea a dou receptoare, dintre care unul are rolul de staie de baz, fiind instalat ntr-un punct fix cu coordonate cunoscute. Se msoar diferena dintre coordonatele punctului cunoscut i cele rezultate pentru acelai punct din analiza semnalelor GPS. Aceste diferene se folosesc pentru corectarea coordonatelor determinate cu un receptor mobil n alte puncte din zona respectiv. Acest mod de lucru este foarte precis (1 - 5 cm), dar distana dintre receptorul mobil i staia de baz fix nu are voie s depeasc 30 km.

n general sistemul militar american NAVSTAR este foarte precis; totui, pentru folosirea sa de ctre alte organizaii sau state, de obicei numai pentru scopuri civile (navigaie rutier), NAVSTAR pune la dispoziie doar o exactitate redus. De asemenea, SUA i rezerv dreptul de a nu mai pune la dispoziie sistemul deloc, de exemplu n cazul unor conflicte militare.

Figura 2.6.1 Sigla oficial a sistemului NAVSTAR GPS

3. Sisteme de management al traficului3.1. Algoritmi adaptivi3.1.1. MOVA-Microprocessor Optimised Vehicle Actuation

Dezvoltat n anii 80, algoritmul reprezint o strategie de control a semafoarelor pentru interseciile izolate, care nu sunt corelate cu interseciile nvecinate. Poate fi utilizat i pentru trecerile de pietoni, n aceleai condiii, n care nu este necesar coordonarea cu semafoare adiacente. Algoritmul este proiectat pentru a oferi soluii pentru toate condiiile de trafic, de la un trafic lejer i pn la congestii, fiind capabil de adaptare la situaia curent printr-o reevaluare a condiiilor de trafic la fiecare 30 de minute.Sunt utilizate dou tipuri de modelri: pentru situaia n care nu sunt congestii scopul este de a minimiza ntrzierile, iar n cazul apariiei suprasaturaiei scopul este de a maximiza capacitatea intereseciei. MOVA poate fi aplicat n toate tipurile de intersecii, incluzndu-le pe cele cu mai multe faze de semaforizare i mai multe bezi pe fiecare intrare.

Algoritmul se potrivete n situaiile n care: Amplasamente n care fuxurile de trafic sunt mari i acolo unde acestea sunt sezoniere i intermitente (de exemplu traseele de vacan) Intersecii cu congestii pe una sau mai multe intrri Este necesar asigurarea unei capaciti suplimentare pentru trecerea pietonilor

3.1.2. APTTCA- Adaptive Predictive Traffic Timer

A fost implementat n oraul Chennai din India, la intersecia dintre Mount Road i Venkatnarayana Road Este un algoritm complet adaptiv Algoritm predicitv n ceea ce privete traficul n urmtoarea perioad (relativ scurt) de timp Folosete trei vectori: de ateptare, n rulare i completatBaz de date

Semafoare i cronometre de traficControlerul de semaforizarePlan de semaforizareModulul de estimare pentru timpul de verdeReea de senzori

Figura 3.1.1 Arhitectura sistemului APTTCA

Figura 3.1.2 Modul de dispunere al senzorilor n sistemul APTTCA

3.1.3. ACS-Lite

ACS-Lite este sistemul software de control adaptiv al FHWA (Federal Highway Administration-Administraia Federal a Autostrazilor). Acesta este un sistem de control.Sistemul a fost conceput pentru a adapta diviziunea fazelor i timpul ntre dou semnale adiacente, cu incremente mici, ntre 2 i 5 secunde, pentru a ajusta semaforizarea n funcie de datele de trafic care sunt citite la fiecare 10 secunde. Aplicaia central ACS-Lite preia de la controlerele din intersecii datele se semaforizare n care se ntrerupe comunicaia cu sistemul central, automatul local de semaforizare va dirija circulaia pe baza planurilor deja stocate la nivelul local.Sistemul realizeazp optimizarea prin interogarea la fiecare minut a fiecrui controler referitor la datele de trafic i compararea acestor date referitoare la gradul de ocupare cu timpii de semaforizare utilizai de fiecare controler local n parte. n acest mod rezult dac exist timp de verde neutilizat sau este necesar un timp de verde mai mare dect cel curent. Sunt realizate analize prin care sunt ajustai cei doi parametri menionai anterior: diviziunea fazelor i timpul ntre dou semnale adiacente, pentru fiecare intersecie n parte. Deoarece modificrile rezultate nu depesc n general 5 secunde, de cele mai multe ori tranziia se realizeaz pe durata unui ciclu. Testrile iniiale ale algoritmului au avut rezultat o reducere de 5-25 % n timpul de cltorie.

3.2. SCOOT(Split Cycle Offset Optimisation Technique)

SCOTT este un sistem adaptiv de control al traficului rutier. Acesta coordoneaz funcionarea tuturor semnalelor de trafic ntr-o zon pentru a da o bun progresie prin intermediul reelei. Coordonarea tuturor semnaleor se face n mod inteligent i continuu ca modificri ale fluxului traficului i oscileaz pe tot parcursul zilei. Se elimin dependena de sisteme mai puin sofisticate cu privire la planurile de semnal, care trebuie s fie actualizate scump.Laboratorul de Cercetri n Transporturi (TRL) n colaborare cu furnizorii de siteme de trafic din Marea Britanie au realizat sistemul de control al traficului urban SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique). SCOOT este acum deinut de Peek Traffic Ltd, TRL Ltd i Siemens Traffic Controls Ltd. Primele sisteme au fost testate n Glasgow la sfritul anilor 70. SCOOT a fost folosit pentru prima oar n Converty, primele sisteme comerciale fiind instalate n 1980 pe Maidstone. SCOOT este folosit n acest moment n peste 170 de orae din lume.SCOOT permite reglarea adaptiv a traficului pe baza msurrii acestuia cu ajutorul unor detectoare amplasate n amonte pe legturile care aduc flux de trafic n intersecii. Se creeaz planuri de semaforizare optimizate pentru un anumit interval de timp i la fiecare ciclu se recalculeaz durata optim de semnalizare. SCOOT poate rspunde rapid la modificrile de trafic, dar nu ntotdeauna pentru c poate deveni instabil; acesta evit fluctuaiile mari n comportamentul controlului ca rezultat al schimbrilor temporare a tipului de trafic.SCOOT nu numai c reduce ntrzierile i congestiile, dar conine i alte faciliti de management al traficului, cum ar fi prioritatea autobuzelor care se realizeaz cu ajutorul detectoarelor sau prin sisteme de localizare automat a autovehiculelor, precum i detecia automat a incidentelor.Beneficiile pe care le-a avut SCOOT asupra sitemelor de timp fix sunt reducerea ntrzierilor autovehiculelor n medie cu 27% pe strada Foleshill din Converty - o reea radial din Converty cu lungimi mari a legturilor. n Worcester folosirea SCOOT n schimbul sistemelor UTC cu timo fix a adus la economisirea a 357.000 lire sterline la nivelul economic din 1985. nlocuirea sistemelor de control izolate cu SCOOT n acelai ora a adus la economisirea n acelai an a 750.000 lire sterline.

SCOOT a dar rezultate mult mai bune dect sistemele de timp fix. n tabelul urmtor sunt prezentate rezultatele utilizrii SCOOT n cinci orae din momentul introducerii acestuia:LocaiaControl anterior% Reducerea timpului de cltorie% Reducerea ntrzierilor

Ora de vrf dimineaan afara orei de vrfOra de vrf dup-amiazOra de vrf dimineaan afara orei de vrfOra de vrf dup-amiaza

Glasgow Timp fix----21410

Converty Foleshill Timp fix548233322

1981Spon EndTimp fix301804

Worcester 1986Timp fix53111170

Semafoare activate de vehicul18713321523

Southampton 1984Semafoare activate de vehicul18-2639148

Londra 1985Timp fixn medie 8% maini, 6% autobuzen medie 19%

Tabelul 3.2.1 Rezultatele utilizrii SCOOT n cinci orae

n 1993 SCOOT a fost prezentat n Toronto ca un proiect demonstrativ. Acesta a redus timpul de cltorie n medie cu 8% i ntrzierile vehiculelor cu 17% fa de sistemele existente cu planuti de semaforizare de timp fix. n timpul serilor din cursul sptmanii i smbta, ntrzierile vehiculeoor au fost reduse cu 21% i 34%. n condiii neobinuite, n urma unui medi de baseball, ntrzierile au fost reduse cu 61%, demonstrnd c SCOOT poate reaciona la evenimente neprevzute.Un studiu realizat n 1997 n San Paulo a artat c SCOOT a redus ntrzierile vehiculelor n medie cu 20%, iar ntr-o zon cu sisteme de semaforizare cu timp fix TRANSYT au fost reduse cu 38%. Beneficiile economice ca urmare a acestor reduceri acumulau n total un milion u jumtate de dolari pe an.Studii asupra sistemelor de prioritate a transportului public din cadrul SCOOT au avut loc n oraul Camden i pe strada Edgeware din Londra n 1996. Reeaua Camden conine 11 noduri i 28 de linkuri. Zona strzoo Edgeware este o reea liniar care conine 8 noduri i 2 treceri la nivel. Rutele autobuzelor au fost unmrite ntre orele 7:00 12:00 i 14:00 19:00. Rezultatele oferite au artat c se obin beneficii mai bune acolo unde nivelul de saturaie a traficului este mai redus.Obiective Comentariu

EFICIENCtigurile economice i reducerea timpului de cltorie au fost semnificatove n Worcester i Southampton

PROTECIA MEDIULUI NCONJURTORReducerea ntrzierilor i a opririlor a dus la scderea consumului de carburant. n proiectul Toronto, a avut loc o reducere a consumului de carburant n medie cu 5,7%, a emisiilor de hidrocarburi cu 3,7% i a emisiilor de monixid de carbon cu 5% fa de sistemele cu timp fix existente.

ECHITATE I INCLUZIUNE SOCIALAcordarea prioritilor transportului public a fcut mult mai ecologic transportul i a redus posibilele exculderi sociale datorit lipsei unei maini

SIGURANSCOOT a fcut mult mai ecologic transportul i a redus posibilele excluderi sociale datorit lipsei unei maini.

CRETERE ECONOMICNu au avut loc studii.

COSTURIInstalarea SCOOT const ntre 20.000-25.000 de lire sterline pe intersecie.

Tabelul 3.2.2 Studii asupra sistemelor din cadrul SCOOT

Descriere unui sistem tipic SCOOT.O instan tipic a unui sistem SCOOT bazat pe UTC trebuie s conin central de procesare, echipamente de transmisie i terminale PC pentru operatori i imprimare.Figura 4.9.4.1 Instana tipic a unui sistem SCOOT bazat pe UTCLa un sistem sunt legate mai multe staii (terminale adaptate pentru a lucra cu sistemul, PC-uri) i mai multe seturi de imprimare specializate pentru a genera istorice specifice i rapoarte de analiz. Specificaiile detaliate depinznd de nevoile particulare ale proiectului. Exist un terminal special, pentru ca operatorii UTC s poat accesa sistemul cnd nu sunt n camera de control. n camera de control trebuie aezate toate echipamentele necesare controlului sistemului i a managementului bazelor de date pe care fucioneaz sistemul.Sistemul SCOOT este mai departe ajutat de alte dou sisteme: Falut Management managementul erorilor i Remote Monitoring System sistem de monitorizare de la distan. Aceste dou sisteme ajut operatorul s intervin asupra sistemului oricnd apare o eroare. Pentru a ajuta i mai mult o eventual intervenie n cazul incidentelor de trafic, mpreun cu senzorii tip bucla inductiv se folosesc pe scar larg camere CCTV.

3.3. UTOPIA-SPOT

Sistemul UTOPIA-SPOT reprezint o strategie de management al traficului rutier urban, dezvolt de Mizar Automazione din Italia, ce combin optimizarea la nivel local, caracterizat de vitez de rspuns ridicat la schimbrile de trafic, cu interaciunea puternic cu celelalte intersecii i optimizarea global pe arii extinse.Opimizarea la nivel local faciliteaz adaptarea unui sistem de prioritizare a transportului public urban, datorit vitezei de rspuns, ceea ce este mia greu realizabil cu o configuraie centralizat, mai ales n mari aglomerri urbane unde transportul public este bine reprezentat i cererea de prioritate la semafoare ar putea sofoca sistemul de calcul centralizat. Optimizarea la nivel local reprezint o funcie obiectiv de analiz a costurilor, ce ncorporeaz termeni de calcul pentru ntrziere i opriri la stop de le legturile care aduc i elibereaz trafic din intersecia n cauz, termeni legai de analiza corzilor de vehicule.UTOPIA-SPOT este un sistem care permite coordonarea ntr-o zon n care interseciile nu au nici acelai timp total al ciclului semafoarelor i nici timpi prestabilii. Sistemul este compus din trei straturi: Un computer central numit UTOPIA, utilizat pentru supraveghere i monitorizare; Computere industriale, uniti SPOT, care sunt integrate n controlerele de trafic i realizeaz optimizarea local; Controlerele de trafic care execut strategia de semnalizare.Spre deosebire de alte sisteme UTC, UTOPIA-SPOT utilizeaz date legate de traficul care se apropie n momentul resprectiv de intersecie. Unitile SPOT utilizeaz bucle inductive i numrtoare video pentru a ajusta strategia de semaforizare pentru urmtoarele dou minute. Strategia de semaforizare, bazat pe traficul vehiculelor, mijloace de transport public i al pietonilor, este ajustat la fiecare trei secunde.n plus, unitile SPOT realizeaz schimburi de informaii cu unitile vecine, referitoare la strategia de semaforizare i plutoanele de vehicule care urmeaz s ajung.Figura 3.3.1Strategia de control optimizat n bucl nchis de la sistemul UTOPIA

Din punct de vedere general, estimarea densitii traficului necesit detectoare de trafic (de tip bucl electromagnetic sau de alte tipuri): La intrarea n intersecie, pe fiecare band, pentru msurtori de densitate La ieirea din intersecie, pe fiecare band de circulaie, pentru estimarea parametrilor dinamici (procente de viraje, rapoarte prsiri legtur etc.).Atunci cnd sistemul UTOPIA controleaz mai multe intersecii pe un coridor sau o reea de intersecii adiacente, detectoarele de la ieirile fiecrei intersecii din amonte se compar ca detectoare de intrare pentru interseciile din aval. n aceast situaiem informaiile de la detectoare sunt distribuite n mod automat prin reeaua de comunicaii a sistemului i nu este nevoie de seciuni dublate pentru msurtori.Din punct de vedere practic, nu toate micrile vehiculelor necesit monitorizare i nu toate benzile trebuie echipate cu detectoare: numai acele micri n care volumele de trafic trebuie optimizate i nu sunt neglijabile, ele variind pe durata unei zile. Acolo unde volumele de trafic sunt neglijabile (nu este afectat procesul de optimizare), sau unde acestea pot fi definite prin valori medii zilnice, nu este necesar aplasarea de detectoare de trafic.

3.4. Localizare Automata a Vehiculelor(AVL)

AVL este denumirea generic a unui sistem de localizare a unui vehicul i transmiterea acestei informaii la un punct n care va fi utilizat.Sistemul AVL de localizare i urmrire a maini prin GPS este un instrument de control care permite micorarea costurilor specifice parcurilor auto (Consumul de combustibil, reparaii vehicule, etc.) concomitent cu creterea veniturilor, printr-o mai bun organizare a rutelor de parcurs, a timpului de staionare, a vitezei de deplasare, etc.Beneficiile oferite de sistemele AVL sunt: creterea eficienei generale a dispecerizrii i operrii parcului de maini; mrirea fiabilitii serviciilor; rspuns mai rapid la problemele aprute n desfurarea serviciilor; oferirea de date de intrare pentru sistemele de informare a cltorilor; creterea siguranei i securitii conductorilor vehiculelor i cltorilor; anunarea mai rapid a problemelor mecanice ale vehiculelor; oferirea de date de intrare pentru automatele de comand preferenial a semnalelor de trafic; informaii de planificare mai numeroase colectate la un pre mai mic dect prin metodele manuale.Figura 3.4.1 Sistem de localizare automat a vehiculelor

Fiecare implementare a unui sistem de localizare automat a vehiculului include o tehnologie sau mai multe tehnologii de localizare i o metod de transmitere a datelor referitoare la localizare, de la autobuz la centrul de dispecerizare. Suplimentar, fiecare sistem poate avea una sau mai multe legturi cu alte sisteme, cum ar fi: sisteme de monitorizare a respectrii orarului de circulaie; sisteme de alarmare care pot fi activate de conductorul vehiculului n caz de urgen; sisteme de informare automat a cltorilor; sisteme de monitorizare a componentelor vehiculelor; sisteme de contorizare automat a cltorilor (APS - Automatic Passengers Counters); sisteme de dispecerizare asistat de calculator (CAD - Computer-Aided Dispatch): sisteme de comand preferenial a semnalelor de trafic; sisteme automate de taxare.Sistemele de localizare automat a vehiculelor se bazeaz pe determinarea n timp real a poziiei geografice a vehiculului i transmiterea informaiei la un post central. Tehnicile existente de determinare a poziiei geografice i transmitere variaz n funcie de necesitile sistemului de transport i de tehnologia (sau tehnologiile) aleas.Fiecare sistem AVL folosete una sau mai multe din urmtoarele tehnologii de localizare: calcularea rutei; staii radio plasate pe sol; posturi de semnalizare i contoare de parcurs; sistem de poziionare global (GPS - Global Positioning System).

Apetroaei Alexandru Detectorul cu magnetometru Senzori wireless(Wi-Fi) GPS MOVABucan Octav-Adrian Detectoare cu bucle inductive Senzorii wireless Undele radio SCOOT UTOPIA-SPOTCroitoru Simona-Nicoleta Detective video Senzori cu radiatii infrarosii(IR) Fibra optica APTTCAMihaila Alexandru-Catalin Detectorul cu energie proprie Tehnologii de tipul GPRS Bluetooth ACS-Lite AVL