Gabriel Nowacki
Tomasz Kamiński
Centrum Zarządzania i Telematyki Transportu/Instytut Transportu Samochodowego
PROBLEMY INTEROPRACYJNOŚCI ITS -
IMPLIKACJE NA PODSTAWIE PROJEKTU KSAPO
ORAZ eCALL
Rękopis dostarczono, listopad 2011
Streszczenie: W artykule przedstawiono problemy dotyczące implementacji inteligentnych systemów transportowych w Unii Europejskiej. Systemy autonomiczne wdrożone w państwach członkowskich UE nie są interoperacyjne, z różnych powodów, m.in. ze względu na brak możliwości wymiany danych. Komisja Europejska podjęła w tym względzie działania zmierzające do poprawy tego stanu rzeczy (dyrektywa 2010/40/UE, mandat M/453, decyzja 2011/453/UE). Autorzy syntetycznie przedstawili problemy w tym zakresie oraz określili perspektywy ich rozwiązania na poziomie UE i RP. Ponadto przedstawiono główne wyniki projektów badawczych: Projekt struktury funkcjonalnej Krajowego Systemu Automatycznego Poboru Opłat (KSAPO) oraz Opracowanie metodyki oceny systemu automatycznego powiadamiania o wypadkach drogowych eCall, zrealizowanych przez Instytut Transportu Samochodowego.
Słowa kluczowe: Inteligentne systemy transportowe (ITS), operacyjność, europejska usługa opłaty elektronicznej (EETS), KSAPO, eCall
1. WPROWADZENIE
Według Światowej Organizacji Zdrowia za 20 lat wypadki drogowe będą zajmować piątą pozycję na liście najczęstszych przyczyn zgonów na świecie. Szacuje się, że roczne koszty wypadków w Europie to 130 miliardów euro, a tylko w Polsce 5 miliardów euro. Mimo iż podejmowane są dziania w tym zakresie, liczba ofiar śmiertelnych wypadków drogowych jest w Unii Europejskiej niezwykle wysoka - 34 800 w 2009 roku [7].
Powodem tej sytuacji jest znaczny rozwój transportu drogowego, związany ze wzrostem gospodarki europejskiej oraz wymogami obywateli w zakresie mobilności, co powoduje coraz większe zatłoczenie infrastruktury drogowej i zwiększone zużycie energii, jak również problemy ekologiczne i społeczne.
Komisja Europejska podjęła działania, zwracając główną uwagę na implementację inteligentnych systemów transportu (ITS), które mają bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo ruchu drogowego oraz ograniczenie zatłoczenia dróg.
Inteligentne systemy transportowe (ITS) oznaczają systemy, w których technologie informatyczne i komunikacyjne stosowane są w obszarze transportu drogowego, obejmującym infrastrukturę, pojazdy i użytkowników, oraz w zarządzaniu ruchem i zarządzaniu mobilnością, jak również do interfejsów z innymi rodzajami transportu.
Z badań wynika, że korzyści płynące z zastosowania ITS są bardzo duże [9], m.in. systemy te powodują:
zwiększenie przepustowości infrastruktury transportowej o średnio 22,5%,
poprawę bezpieczeństwa ruchu drogowego (znaczne zmniejszenie liczby wypadków o 60 % w obszarze niezabudowanym i 50 % w obszarze zabudowanym ),
znaczne skrócenie czasów podróży i zużycia energii (o blisko 60%), redukcję emisji spalin o średnio 40%,
poprawę komfortu podróżowania i warunków ruchu kierowców oraz osób podróżujących transportem zbiorowym i pieszych,
redukcję kosztów zarządzania taborem drogowym, kosztów związanych z utrzymaniem i renowacją nawierzchni dróg, nawet o 30–35 %.
W niektórych państwach członkowskich aplikacje ITS zostały już wdrożone w sektorze transportu drogowego. Zdaniem Komisji Europejskiej, wdrożone systemy nie są interoperacyjne1, wdrażanie pozostaje fragmentaryczne i nieskoordynowane i nie może
zapewnić ciągłości geograficznej usług ITS w całej Unii i na jej granicach zewnętrznych. Aby zapewnić skoordynowane i skuteczne wdrażanie ITS na terenie całej Unii, należy wprowadzić specyfikacje, w tym – w stosownych przypadkach – normy definiujące dalsze szczegółowe przepisy i procedury. Podczas dalszego wdrażania ITS należy uwzględniać istniejącą infrastrukturę ITS wdrożoną przez dane państwo członkowskie, w zakresie postępu technicznego i poniesionych nakładów finansowych. W stosownych przypadkach, specyfikacje powinny obejmować szczegółowe przepisy określające procedury oceny zgodności lub przydatności do wykorzystania części składowych.
Systemy ITS będą efektywne tylko wtedy, jeśli zostaną zaprojektowane z zachowaniem określonych standardów i wymagań, ponieważ wpływają bezpośrednio na bezpieczeństwo uczestników ruchu.
2. DZIAŁANIA KE NA RZECZ IMPLEMENTACJI ITS
Komisja Europejska w dniu 16 grudnia 2008 roku opublikowała Komunikat - Plan wdrożenia inteligentnych systemów transportowych w Europie, COM (2008) 886, który znalazł swoje odzwierciedlenie w dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/40/UE z dnia 7 lipca 2010 roku [2], w sprawie ram wdrażania inteligentnych
1
Interoperacyjność (Prawo telekomunikacyjne) oznacza zdolność sieci telekomunikacyjnych do efektywnej współpracy w celu zapewnienia wzajemnego dostępu użytkowników do usług świadczonych w tych sieciach. Interoperacyjność wspólnotowego systemu oznacza spójność tego systemu w skali Unii Europejskiej, w każdym aspekcie jego egzystencji, tj. technicznym, semantycznym i organizacyjnym, przy założeniu, że zostały określone na szczeblu wspólnotowym działania mające na celu jej osiągnięcie, a które realizowane są zarówno na drodze wspólnych przedsięwzięć (tworzenie sieci transeuropejskich), jak i na drodze działań niezależnych poszczególnych państw członkowskich według strategii własnych.
systemów transportowych w obszarze transportu drogowego oraz interfejsów z innymi rodzajami transportu.
Dyrektywa 2010/40/UE ustanawia ramy wspierające skoordynowane i spójne wdrażanie i stosowanie inteligentnych systemów transportowych (ITS) na terenie Unii, w szczególności w kontekście transgranicznym między państwami członkowskimi oraz określa konieczne w tym celu ogólne warunki.
Dyrektywa ma zastosowanie do aplikacji i usług ITS w obszarze transportu drogowego i do ich interfejsów z innymi rodzajami transportu bez uszczerbku dla kwestii dotyczących bezpieczeństwa narodowego lub niezbędnych ze względu na wymogi obronności.
W ramach obszarów priorytetowych następujące kwestie stanowią działania pierwszoplanowe w zakresie opracowania i stosowania specyfikacji i norm:
zapewnienie dostępnych na terenie całej UE usług w zakresie informacji o podróżach z wykorzystaniem różnych rodzajów transportu. Określenie koniecznych wymogów, aby dostępne na terenie całej UE usługi w zakresie informacji o podróżach z wykorzystaniem różnych rodzajów transportu były poprawne i dostępne dla użytkowników ITS w skali transgranicznej, w oparciu o dostępność dla dostawców usług ITS istniejących i dokładnych danych o drogach i ruchu w czasie rzeczywistym wykorzystywanych do celów informacji o podróżach z wykorzystaniem różnych rodzajów transportu, bez uszczerbku dla wymogów związanych z bezpieczeństwem i zarządzaniem transportem;
zapewnienie dostępnych na terenie całej UE usług informacyjnych w czasie rzeczywistym dotyczących ruchu.
dane i procedury dotyczące dostarczania – w miarę możliwości – użytkownikom bezpłatnie minimalnego zakresu powszechnych informacji o ruchu związanych z bezpieczeństwem drogowym. Określenie minimalnych wymogów dotyczących powszechnych informacji o ruchu" związanych z bezpieczeństwem drogowym, dostarczanych, w miarę możliwości, bezpłatnie wszystkim użytkownikom, jak również minimalnej zawartości tych wymogów, w oparciu o określenie i stosowanie znormalizowanej listy informacji o zdarzeniach drogowych związanych z bezpieczeństwem;
zharmonizowane zapewnienie interoperacyjnej usługi eCall na terenie całej UE. Określenie koniecznych środków służących zharmonizowanemu zapewnieniu interoperacyjnej usługi eCall na terenie całej UE, w tym: dostępność wymaganych danych z urządzeń pokładowych ITS w celu ich wymiany, dostępność niezbędnych urządzeń w centrach przyjmowania zgłoszeń o wypadkach otrzymujących dane wysyłane z pojazdów, ułatwienie elektronicznej wymiany danych pomiędzy pojazdami a centrami przyjmowania zgłoszeń o wypadkach;
zapewnienie usług informacyjnych o bezpiecznych i chronionych miejscach parkingowych dla samochodów ciężarowych i pojazdów użytkowych.
zapewnienie usług w zakresie rezerwacji bezpiecznych i chronionych miejsc parkingowych dla samochodów ciężarowych i pojazdów użytkowych.
Zgodnie z decyzją Komisji Europejskiej [1], każde państwo członkowskie zobowiązane jest przesłać sprawozdanie, do dnia 27 sierpnia 2012 r., które powinno zawierać ogólne dane na temat działań planowanych w okresie kolejnych pięciu lat i dotyczących wdrażania ITS w państwie członkowskim. Sprawozdanie to powinno zawierać następujące kwestie:
a) opis krajowego podejścia i/lub strategii rozwoju i wdrażania ITS, włącznie z ich głównymi celami,
b) opis ram technicznych i prawnych dotyczących rozwoju i wdrażania ITS, c) opis działań związanych z wdrażaniem ITS,
d) opis krajowych obszarów priorytetowych dla działań i powiązanych środków, w tym wskazanie, w jaki sposób te działania i środki odnoszą się do obszarów priorytetowych,
e) realizacja bieżących i planowanych działań w odniesieniu do: instrumentów, środków, konsultacji i aktywnych zainteresowanych stron, głównych etapów, monitorowania.
3. PROBLEMY ZWIĄZANE Z INTEROPRACYJNOSCIĄ ITS
Komisja Europejska stwierdza, że wdrażane systemy ITS w państwach członkowskich UE nie są interoperacyjne. Interoperacyjność oznacza m.in. zdolność systemu do bezpiecznego i niezakłóconego przepływu danych, które uzyskują wymagane dla konkretnych sieci wielkości, określone w standardach.
Zgodnie z dokumentem - Europejskie Standardy Interoperacyjności (EIF (European Interoperability Framework ) można wyróżnić interoperacyjność techniczną, semantyczną i organizacyjną. Interoperacyjność techniczna obejmuje kwestie techniczne, połączenia systemów komputerowych i usług. Interoperacyjność semantyczna gwarantuje, że dokładne znaczenie informacji podlegającej wymianie jest zrozumiałe dla każdej innej aplikacji, która nie została pierwotnie opracowana do tego celu. Interoperacyjność organizacyjna dotyczy definiowania procesów biznesowych i inicjowania współpracy jednostek administracji, które chcą wymieniać informacje, a mogą charakteryzować się rożnymi strukturami wewnętrznymi i procesami.
Ze względu na problemy dotyczące interoperacyjności ITS, KE opracowała mandat M/453 [6] i zaprosiła europejskie organizacje normalizacyjne: CEN, CENELEC i ETSI w celu przygotowania zharmonizowanych standardów w obszarze ITS. Instytucje te mają opracować specyfikacje i wytyczne dla Wspólnoty Europejskiej w celu wspierania i realizacji szerokiego stosowania ITS na szczeblu Wspólnotowym. CEN i ETSI formalnie przyjęły mandat, natomiast CENELEC nie będzie uczestniczyć w rozwoju standardów w tym mandatem.
CEN i ETSI opracują standardy (EN) oraz specyfikacje techniczne i wytyczne w obszarze komunikacji i informacji w ramach ITS w miarę możliwości w terminie wymaganym w pełnomocnictwie (rys. 1).
Rys. 1. Plan wdrażania standardów w obszarze zintegrowanych ITS [10]
Nawet w poprawnie zaplanowanym procesie normalizacyjnym musi występować badanie opinii publicznej i proces zatwierdzania norm EN. Specyfikacje techniczne wymagają testów zgodności i interoperacyjności, co wymaga czasu i pokaźnych zasobów ekspertów z firm Wspólnotowych i krajowych instytucji normalizacyjnych.
Mandat ma na celu określenie wykazu minimalnych standardów dla interoperacyjności i innych określonych specyfikacji technicznych w celu wspierania usług ITS.
Program określa również uzgodniony podział odpowiedzialności między CEN i ETSI (tabela 1), jak również szczegółowy opis bieżącej współpracy. W tym celu powołano Grupę Sterującą ITS, która będzie monitorować działalność.
Zgodnie z wnioskiem w mandacie, wymagana jest współpraca instytucji normalizacyjnych oraz instytucji badawczo-rozwojowych, przemysłowych, w tym przemysłu motoryzacyjnego, zarządców dróg i władz drogowych w celu zapewnienia, że wyniki prowadzonych działań badawczo-rozwojowych i wiedzy zainteresowanych stron oraz doświadczenia są wprowadzane do procesu normalizacji.
Tabela 1
Obszary działalności TC 278 i TC 204 w ramach zintegrowanych ITS [10]
Obszar działalności TC 278 TC 204
Elektroniczne pobieranie opłat drogowych (EFC) WG 1 WG 5 Systemy zarządzania taborem i ładunkami (FFMS) WG 2 WG 7 Transport publiczny (PT – Public Transport) WG 3 WG 8 Dane o ruchu i trasach (TTI – Traffic & Traveler
Information) WG 4 WG 10
Dane o ruchu drogowym (RTD – Road Traffic Data) WG 8 WG 9 Automatyczna identyfikacja pojazdów i urządzeń (AVI/AEI) WG 12 WG 4
Architektura i terminologia WG 13 WG 1
Systemy odzyskiwania skradzionych pojazdów WG 14
cd. Tabeli 1
Technologia baz danych WG3
Systemy nawigacyjne WG 11
Systemy ostrzegawcze i sterujące WG 14
Systemy WAN (protokóły i interfejsy) WG 16
Systemy intermodalne (aplikacje ITS) WG 17
CEN i ETSI zapewni otwarty portal z informacjami na temat prac normalizacyjnych przedmiotów i bieżących informacji o stanie prac normalizacyjnych w celu umożliwienia zainteresowanym stronom monitorowanie działalności i planowanej koordynacji między organizacjami standaryzacyjnymi.
Na wysokim szczeblu zostało podpisane porozumienie pomiędzy KE a Departamentem Transportu USA w dniu 9 listopada 2010 roku.
Na podstawie standardu ETSI EN 302 665 (rys. 2), została określona zintegrowana architektura komunikacyjna ITS, która obejmuje:
– podsystem personalny (podręczne mobilne urządzenia, takie jak telefony komórkowe), – podsystem centralny (centralna część systemu: host, gateway, router),
– podsystem pokładowy (urządzenia w pojazdach osobowych, ciężarowych), – podsystem drogowy (bramki, tablice informacyjne itp.).
Standard zawiera także podstawowe dane dotyczące zaawansowanych technologii komunikacyjnych, protokółów komunikacyjnych oraz funkcji zarządzania.
Łączność ma się opierać na technologii P2P (peer-to-peer)2, co oznacza, że każdy użytkownik (host) ma te same uprawnienia oraz możliwości inicjowania i odbierania połączeń, pełni rolę serwera i klienta, czyli pobiera dane i udostępnia swoje zasoby innym użytkownikom. Systemy wyposażone w centralny serwer są znacznie bardziej efektywne, gdyż nowy użytkownik podłączający się do sieci otrzymuje na wstępie listę wszystkich użytkowników podłączonych do danego serwera, ma także dostęp do indeksu dostępnych plików. Do powyższego standardu należy stosować poniższe dokumenty normatywne: – ETSI TS 102 636-3: ITS, Komunikacja w pojeździe,
– ETSI ES 202 663: ITS. Europejski standard dla fizycznej i średniej warstwy kontrolnej ITS, w zakresie częstotliwości 5 GHz,
– ISO/IEC 7498-1: Technologia informacyjna – Otwarte połączenia systemowe, – ISO/IEC 8825-2: Technologia informacyjna - ASN.1 zasady kodowania, – ISO/IEC 21210: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych (CALM3) - IP6,
– ISO/IEC 21214: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych (CALM) – IR, warstwa średnia,
– ISO/IEC IS 21215: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych (CALM) - M5, warstwa średnia,
– ISO/IEC 21217: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych (CALM) – Architektura, – ISO/IEC 21218: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych (CALM) – Warstwa
niższa,
– ISO/IEC 24102: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych CALM) – Zarządzanie – ISO/IEC 29281: ITS. Komunikacja dla środków mobilnych (CALM) – bez IP,
2 Na podstawie stron: searchnetworking.techtarget.com, www.i-slownik.pl, www.techterms.com 3 CALM (Communications Access for Land Mobiles) – dostęp komunikacyjny dla środków mobilnych.
– IEEE Standard 802-2001: IEEE Standard dla sieci lokalnych i metropolitarnych: Ogólna architektura.
Rys. 2. Architektura komunikacyjna ITS [11]
4. TESTY PROJEKTU BADAWCZEGO KSAPO
Testy działania projektu KSAPO (lipiec i sierpień 2010) przeprowadził zespół pracowników Instytutu Transportu Samochodowego we współpracy z FELA Management AG oraz Autoguard SA.
W czterech samochodach testowych, zostały zainstalowane cztery urządzenia pokładowe OBU - Tripon EU, których zadaniem było wykrywanie wszystkich zdarzeń związanych z poborem opłat bezpośrednio w OBU.
Z kilku zaproponowanych wariantów tras testowych wybrano trasę Płońsk – Garwolin, Garwolin – Płońsk4, jako najbardziej zróżnicowaną, tj. pozwalającą na sprawdzenie
największej liczby elementów systemu, zawierającą w bezpośrednim sąsiedztwie trasy obie bramy kontrolne oraz pozwalającą na wykorzystanie aż trzech rzeczywistych fragmentów dróg ekspresowych S7 oraz S17.
4 Testowano trasę Płońsk – Garwolin oraz Garwolin – Płońsk, dlatego, że ze względu na zjazdy i wjazdy,
trzeba było wybrać segmenty kontrolne w dwóch kierunkach ruchu. Rozważano jeszcze trasę Mszczonów - Wyszków oraz Sochaczew Mińsk.
Ponadto fragmenty dróg nr 637 i nr 61 zawarte w trasie na terenie Warszawy (Jagiellońska – Grochowska, Grochowska - Jagiellońska), zostały sklasyfikowane „wirtualnie” jako płatna autostrada. Możliwość definiowania dowolnej klasyfikacji dla „wirtualnych” segmentów to kolejny element pokazujący elastyczność systemu, potencjalnie także w zakresie definiowania identycznych opłat dla nowych tras na autostradach, drogach ekspresowych, czy nawet krajowych.
Oprócz jazd testowych i sprawdzania funkcjonalności urządzeń dodatkowo sprawdzano skuteczność bram kontrolnych, rejestrując wszystkie pojazdy przejeżdżające przez bramę w rejonie Instytutu Transportu Samochodowego i drugą w rejonie firmy AutoGuard SA w różnych warunkach pogodowych i porach dnia, indywidualnie sprawdzono 2967 rejestracji tych pojazdów i oceniono skuteczność automatycznego wykrywania tablic rejestracyjnych na poziomie 99,9%. Błędy w rozpoznawaniu dotyczyły tylko liter niewidocznych (zasłoniętych innymi elementami, np. śruby w tablicy, lub tablic zabrudzonych), a nie przekłamanych (tj. źle rozpoznanych). Segmenty były definiowane w zależności od poszczególnych kierunków ruchu drogowego (różna ilość segmentów, punkty pobierania opłat w innych lokalizacjach). Wybrane segmenty systemu przedstawiono na kolejnych stronach.
Na podstawie zarejestrowanych danych, przesyłanych przez pojazd w postaci komunikatów, możliwe było dokładne odtworzenie trasy przejazdu pojazdu z urządzeniem OBU.
Jednym z istotniejszych parametrów określającym dokładność pomiaru i przesyłanym w komunikatach lokalizacyjnych jest PDOP (Position Dilution of Precision) - defekt precyzji wyznaczenia pozycji. PDOP to współczynnik opisujący stosunek między błędem pozycji użytkownika a błędem pozycji satelity.
Wartość któregoś z parametrów równa 0 oznacza, że w danej chwili pomiar pozycji jest niemożliwy ze względu na zakłócenia, słaby sygnał z satelitów, zbyt małą liczbę widocznych satelitów itp. Im mniejsza jest wartość tego parametru (ale większa od zera) tym pomiar jest dokładniejszy. Przyjmuje się następujące umowne opisy jakości sygnału w zależności od wartości PDOP: 0>1 (idealny), 2 – 3 (znakomity), 4 – 6 (dobry), 7 – 8 (umiarkowany), 9 – 20 (słaby), > 20 (zły).
Statystyki zostały wykonane dla 4627 pomiarów pozycji. Z przedstawionego wykresu (rys. 3) wynika, że testowane OBU miały odpowiednio: 90% wartości idealnych oraz odpowiednio 8% wartości znakomitych.
Ponadto przyjęto, aby liczba dostępnych satelitów do lokalizacji, w 90% przypadków, wynosiła minimum 5. Z danych statystycznych wynika, że liczba dostępnych satelitów w trakcie prowadzenia testów wyniosła 99% (5 – 10%, 6 – 17%, 7 – 25%, 8 – 22%, 9 – 16%, 10 – 7%, 11 – 2%).
Rys. 4. Liczba satelitów w funkcji lokalizacji (opracowanie własne)
Przy każdym przejeździe badano działanie bram kontrolnych oraz zgodność danych DSRC z odczytem ANPR (automatycznego rozpoznawania tablic rejestracyjnych). W drugim etapie testów dokonano wymiany urządzeń pokładowych OBU na nowe. Przez pomyłkę urządzenia zostały zainstalowane odwrotnie z ich przeznaczeniem, jednak system natychmiast wykrył błędy. Badano również działanie bram kontrolnych w zakresie wykrywania różnych prędkości pojazdu. Dzięki temu możliwe było dopasowanie oprogramowania oraz późniejsze sprawdzenie nowych, wymienionych jednostek pokładowych OBU w zakresie poprawności detekcji pojazdów zbliżających się do bramy kontrolnej ze specjalnie dobranymi małymi prędkościami. System wykrywa pojazdy jadące z prędkością od 1 do 200 km/h.
Weryfikowano rozbieżności między wskazaniami impulsów drogi lub tachografu – w zależności od pojazdu – a wskazaniami GNSS za pomocą informacji „Delta Tacho”. Dzięki temu ustalono, że w samochodzie Volkswagen Transporter wskazania tachografu były o 2-3% niższe od pomiarów satelitarnych, a w samochodzie firmy Autoguard wskazania impulsów drogi były o 2-3% wyższe niż wskazania z pomiarów satelitarnych. Powyższy fakt wskazuje na to, że w przypadku zaniku sygnałów GNSS można korzystać z wykrywania odległości na podstawie tych urządzeń do ustalenia, czy przejazd przez punkt pobierania opłat odbył się po właściwej trasie.
Sprawdzano działanie wykrywania nieprawidłowości przez jednostkę pokładową OBU poprzez odłączenie sygnału tachografu, a później świadomie nieprawidłowe podłączenie tego sygnału w trakcie jazdy. Jednostka zachowała się poprawnie, zapalając czerwoną diodę – oznaczającą usterkę – zamiast zielonej aż do momentu zatrzymania, podłączenia sygnału i rozpoczęcia pracy silnika.
Zweryfikowano także próby włączenia się do ruchu na trasie pomiędzy segmentami, próby jazdy drogami alternatywnymi oraz powtórne przejazdy przez segmenty jak i bramy.
W trakcie jazd testowych oraz innych testów funkcjonalnych sprawdzono działanie systemu znajdując pojedyncze niedociągnięcia, które zostały zgłoszone do usunięcia. Należy podkreślić, że część poprawek wprowadzona została w czasie rzeczywistym – korekty parametrów, usunięcie drobnych błędów. Inne poprawki wymagały od godziny do
kilku do usunięcia, jak zdalna zmiana danych pojazdu w OBU lub zmiana definicji segmentu.
Wszystkie zastrzeżenia były rozwiązywane na bieżąco, co pozwoliło nabrać zaufania do skuteczności działania takiego systemu w praktyce. Kontakt z operatorami systemu był szybki i bezproblemowy. Testujący zgodnie też stwierdzali, że próby „oszukania” systemu lub działania nietypowego spotykały się z prawidłowymi reakcjami w przewidziany sposób. Zgodność systemu i jednostek OBU z wymaganiami interoperacyjności Unii Europejskiej pozwala też żywić nadzieję, że idea jednego urządzenia, jednego kontraktu i jednej faktury jest realna.
Brak rozbudowanej infrastruktury – przy zachowaniu minimalnej infrastruktury nadzoru i kontroli – oraz łatwość i elastyczność zmiany definicji segmentów oraz dodawania lub wykluczania tras alternatywnych, klasyfikacji i zdalnej zmiany kluczowych parametrów pokazuje wyższość rozwiązania GNSS/GSM nad rozwiązaniami wymagającymi infrastruktury komunikacyjnej dla każdego punkt opłat lub segmentu, jakimi są systemy oparte na komunikacji bezpośredniej DSRC.
Wszystkie segmenty zostały rozpoznane właściwie przez urządzenia pokładowe, nie odnotowano żadnych problemów w tym zakresie. Każdy segment składał się z trzech punktów, aby dany odcinek został zaliczony, wszystkie trzy segmenty musiały zostać wykryte przez OBU. Taka sytuacja powoduję, że kierowcy, którzy będą przecinać drogi płatne, lub korzystać tylko z przejazdów, nie zostaną zarejestrowani w systemie.
Testy zakończyły się sukcesem i potwierdziły skuteczność wybranych rozwiązań zgodnie z założonymi celami projektu.
W trakcie testów system rozpoznał szwajcarskie urządzenie pokładowe Tripon EU, francuskie - Passango typu DSRC oraz niemieckie Toll Collect typu GPS/GSM. Przeprowadzone testy pozwoliły wyciągnąć wiele pozytywnych wniosków. Proponowane przez ITS, AutoGuard oraz firmę FELA rozwiązanie spełnia warunki systemu hybrydowego.
System jest interoperacyjny, może współpracować z systemami typu GPS/GSM (np. wdrożonymi w Niemczech, Słowacji), jak również z systemami DSRC (wdrożonymi np. w Austrii, Czechach, Hiszpanii, Francji oraz we Włoszech).
Skuteczność rozpoznawania pojazdów (ANPR oraz DSRC) wyniosła 99,9%. Dane PDOP wyniosły 90% wartości idealnych (poniżej 1) oraz i 8 % znakomitych (poniżej 3). Podczas lokalizacji w systemie GPS dostępnych było od 5 do 11 satelitów, co stanowiło 99% wszystkich pomiarów.
Testowany system okazał się bardzo elastyczny. Może być stosowany dla praktycznie każdej kategorii dróg (ekspresowe, krajowe) oraz każdego rodzaju pojazdów. Istnieje możliwość definiowania opłat drogowych, przy pomocy narzędzi „wirtualnych”. Oznacza to łatwą i szybką zdolność adoptowania zmian parametrów opłat drogowych (klasyfikacja dróg, typy pojazdów, klasy emisji spalin, naliczanie czasowe – godziny szczytu, inna pora dnia, niedziele i święta). Istotną zaletą systemów nowej generacji GPS/GSM jest mała liczba bramek kontrolnych. System pracuje bez dodatkowych punktów kontrolnych i innych elementów infrastruktury budowanych wzdłuż dróg. Kolejnym atutem jest możliwość wsparcia innych systemów, służb i usług transportowych, wykorzystujących podobną platformę technologiczną.
Niepokojącym przykładem jest wdrożenie w Polsce systemu pobierania opłat drogowych o przestarzałej technologii, typu DSRC. Od 2013 roku, we wszystkich
państwach członkowskich powinny być wdrożone interoperacyjne systemy pobierania opłat drogowych. Interoperacyjność systemu elektronicznego pobierania opłat ma polegać na tym, że użytkownik, zawierający umowę z pojedynczym dostawcą europejskiej usługi opłaty elektronicznej (EETS), powinien mieć możliwość dokonywania opłat drogowych na wszystkich obszarach EETS, w ramach europejskiej sieci drogowej, za pomocą jednego urządzenia pokładowego OBU.
Urządzenie pokładowe systemu Via Toll, nie jest interoperacyjne, może być wykorzystywane tylko w systemie na terenie RP. Kierowca udający się do innego kraju Unii Europejskiej będzie musiał zainstalować więcej urządzeń, do kilkunastu, aby skorzystać z płatnej infrastruktury drogowej. Urządzenie pokładowe stosowane w Polsce, produkowane przez Kapsch, nie jest interoperacyjne nawet z urządzeniem Premid, identycznym, tej samej firmy, stosowanym w Czechach. Ponadto na autostradzie A2, planowane jest zastosowanie urządzenia niemieckiego – Toll Collect, typu GPS/GSM, które nie będzie interoperacyjne z urządzeniem OBU systemu Via Toll. Podobna sytuacja może mieć miejsce na innych autostradach, koncesjonariusze mają możliwość wyboru typu systemu. Sytuacja taka spowoduje, że nawet w samej Polsce wystąpią problemy w pobieraniu opłat drogowych.
Najlepszym uniwersalnym rozwiązaniem w UE w zaistniałej sytuacji, jest wdrożenie systemu hybrydowego (DSRC, GSM, GPS), w Czechach aktualnie trwają prace nad takim systemem, projekt pilotażowy KSAPO jest takim rozwiązaniem.
5. EUROPEJSKI SYSTEM POWIADAMIANIA
RATUNKOWEGO ECALL
5.1. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA SYSTEMU ECALL
System eCall jest ogólnoeuropejskim systemem powiadamiania ratunkowego. W razie wypadku zostaje wysłany sygnał z urządzenia pokładowego w pojeździe przy wykorzystaniu łączności GSM do Centrum Powiadamiania Ratunkowego (CPR). Schemat systemu eCall przedstawia rysunek 5.Ocenia się, że system eCall, w pełni wdrożony na terenie całej Unii Europejskiej (UE), mógłby ograniczyć liczbę śmiertelnych ofiar wypadków nawet o dwa i pół tysiąca rocznie. Parlament Europejski całkowicie popiera cel wdrożenia systemu eCall w pełnym wymiarze i zachęca państwa członkowskie, które jeszcze nie podpisały protokołu ustaleń w sprawie tego systemu (ang. Memorandum of Understanding - MoU), aby to uczyniły. Dokument ten ma dobrowolny charakter i w zamyśle ma odzwierciedlać zobowiązanie sygnatariuszy do wspierania terminowego wdrażania systemu eCall. Parlament podkreśla, że Komisja Europejska w dalszym ciągu musi rozwijać ramy prawne w zakresie pełnej harmonizacji standardowego numeru alarmowego 112, jak również wprowadzenia w całej UE rozszerzonego systemu informowania o lokalizacji dzwoniącego E112 (Enhanced 112) wykorzystującego możliwości nowoczesnych technologii komunikacji elektronicznej.
Rys. 5. Schemat funkcjonalny systemu eCall (opracowanie własne)
Stroną MoU mogą być państwa członkowskie, operatorzy telekomunikacyjni, producenci pojazdów, organizacje służb ratunkowych, przedsiębiorstwa ubezpieczeniowe, kluby automobilowe, dostawcy usług oraz organizacje branżowe. Dotychczas MoU zostało podpisane przez 22 państwa członkowskie UE (nie podpisały: Bułgaria, Francja, Irlandia, Polska, Wielka Brytania) oraz 4 państwa spoza UE (Szwajcaria, Norwegia, Islandia, Chorwacja).
Przyjęte oraz oczekujące na przyjęcie standardy w zakresie systemu eCall zostały przedstawione zbiorczo w tabeli 2.
Tabela 2
Standardy w zakresie systemu eCall (opracowanie własne)
Nazwa Nr standardu Opis Uwagi
Wymagania w zakresie transmisji danych eCall 3GPP TS 22.101 ETSI TS 122 101
Projekt partnerski III generacji; Specyfikacja techniczna usług grupowych oraz aspekty systemowe usług; Zasady usług
Wdrożony Tabela rozróżnialności eCall 10.5.135d 3GPP TS 24.008 ETSI TS 124 008
Projekt partnerski III generacji; Specyfikacja techniczna sieci komórkowych (stadium 2+), uniwersalnego mobilnego systemu telekomunikacyjnego UMTS, mobilnego interfejsu radiowego (specyfikacja techniczna warstwy 3) oraz protokółów usług sieciowych (stadium 3).
Sieci i terminali; Mobilny interfejs radiowy – specyfikacja techniczna warstwy 3; Protokóły usług sieciowych; Stadium 3
cd. Tabeli 2 Transfer danych eCall – ogólne zasady 3GPP TS 26.267 ETSI TS 126 267
Projekt partnerski III generacji; Specyfikacja techniczna usług grupowych oraz aspekty systemowe Przekaz (transfer) danych eCall; Rozwiązania w zakresie modemu transmisyjnego; Ogólne zasady
Wdrożony
Transfer danych eCall - ANSI-C
3GPP TS 26.268 ETSI TS 126 268
Projekt partnerski III generacji; Specyfikacja techniczna usług grupowych oraz aspekty systemowe; Przekaz (transfer) danych eCall; Rozwiązania w zakresie modemu transmisyjnego; Kod referencyjny ANSI-C Wdrożony Transfer danych eCall – Testy potwierdzeń 3GPP TS 26.269 ETSI TS 126 269
Projekt partnerski III generacji Specyfikacja techniczna usług grupowych oraz aspekty systemowe; Przekaz (transfer) danych eCall; Rozwiązania w zakresie modemu transmisyjnego; Testy potwierdzeń
Wdrożony Transfer danych eCall – Charakterystyka komunikatów 3GPP TS 26.969 ETSI TS 126 969
Projekt partnerski III generacji Specyfikacja techniczna usług grupowych oraz aspekty systemowe; Przekaz (transfer) danych eCall; Rozwiązania w zakresie modemu transmisyjnego; Charakterystyka komunikatów Wdrożony Transfer danych eCall – dane techniczne – charakterystyka komunikatów 3GPP TR 26.969 ETSI TR 126 969
Projekt partnerski III generacji Specyfikacja techniczna usług grupowych oraz aspekty systemowe; Przekaz (transfer) danych eCall; Rozwiązania w zakresie modemu transmisyjnego; Charakterystyka komunikatów Wdrożony Zestaw danych minimalnych eCall
CEN TS 15722 Telematyka transportu i ruchu drogowego — eSafety —minimalny zbiór danych - Draft EN 081018
Wdrożony. Opublikowany jako Specyfikacja Techniczna. Przegłosowany jako pełny standard EN Paneuropejskie wymagania operacyjności eCall CEN WI 00278220 - Draft EN 090316
Inteligentne systemy transportowe — eSafety – Paneuropejski system eCall - Wymagania operacyjności Zaadoptowany jako draft. Po głosowaniu ma być wdrożony jako standard EN (głosowanie wewnątrz WG 4Q 09)
cd. Tabeli 2 Protokoły aplikacji na najwyższych poziomach CEN WI 00278243
Inteligentne systemy transportowe - eCall – Protokoły aplikacji na najwyższych poziomach Zaadoptowany jako draft. Po głosowaniu ma być wdrożony jako standard EN (głosowanie wewnątrz WG 4Q 09) Procedury rejestracji danych ISO/EN 24978:2009
Inteligentne systemy transportowe – komunikaty bezpieczeństwa oraz sytuacji kryzysowych ITS, przy wykorzystaniu dostępnych bezprzewodowych mediów – procedury rejestracji danych
Wdrożony Opublikowany
Procedury rejestracji danych eCall zostały określone w normie ISO/EN 24978 - Inteligentne systemy transportowe – komunikaty bezpieczeństwa oraz sytuacji kryzysowych ITS, przy wykorzystaniu dostępnych bezprzewodowych mediów.
Norma Europejska - EN 15722, określa MSD - minimalny zbiór danych, przesyłany z pojazdu do Centrum powiadamiania ratunkowego (CPR) w następstwie wypadku lub poważnego zagrożenia. Minimalny zbiór danych zawiera: sygnał sterujący, identyfikator pojazdu (numer VIN), znacznik czasowy UTC, dane lokalizacyjne (szerokość, długość geograficzna, kierunek jazdy), dodatkowe dane.
Standard ETSI TS 126 267 określa usługi grupowe oraz aspekty systemowe, transfer danych eCall oraz rozwiązania w zakresie modemu transmisyjnego. Transfer odbywa się przez modem IVS w pojeździe do PSAP poprzez kanał głosowy i PSTN sieci komórkowych. Zapewnia niezawodną komunikację full-duplex pomiędzy IVS i PSAP. Modem korzysta z tego samego kanału głosowego jak w przypadku połączeń głosowych w nagłych wypadkach. eCall umożliwia niezawodne przekazywanie MSD na przemian z mową, poprzez istniejący kanał komunikacji głosowej. Niniejszy dokument zawiera ogólny przegląd i opis algorytmu dla modemu IVS i PSAP. Standard ETSI TS 126 268 zawiera elektroniczną wersję C-kodową ANSI, rozwiązania dla modemu oraz niezawodną transmisję MSD z IVS do PSAP poprzez kanał głosowy. Standard ETSI TS 126 269 oraz TR 126.969 służą do prowadzenia testów potwierdzeń z wykorzystaniem modemu transmisyjnego oraz charakteryzują komunikaty a także radiowe warunki pracy sieci. Wymagania w zakresie transmisji danych zostały określone w standardzie ETSI TS 122 101. W przypadku systemu eCall (modem GSM) transmisja danych rozpoczyna się z inicjowaniem numeru alarmowego zgodnie z ETSI TS 124 008 i włączenia usługi - komunikat żądania eCall Flag.
5.2. PROJEKT BADAWCZY – OPRACOWANIE METODYKI
OCENY SYSTEMU AUTOMATYCZNEGO POWIADAMIANIA
O WYPADKACH DROGOWYCH eCALL
Realizację projektu badawczego przewidziano na okres od 1.12.2009 r. do 31.12.2011 r. Celem projektu jest opracowanie metodyki oceny systemu automatycznego powiadamiania o wypadkach drogowych „eCall”. W ramach projektu przewidziano następujące zadania:
1. Opracowanie stanowiska laboratoryjnego do badań samochodowego urządzenia eCall: 2. Weryfikacja zbudowanych stanowisk badawczych pod względem wymagań
formalno - prawnych i technicznych dla urządzeń eCall i dostosowanie ich do aktualnych przepisów prawa w tym zakresie, konieczny ze względu na trwający obecnie ostatni etap prac legislacyjnych na poziomie Unii Europejskiej.
3. Opracowanie symulatora urządzenia eCall.
4. Badania symulatora urządzenia eCall w warunkach rzeczywistych: 5. Opracowanie metodyki badawczej urządzenia eCall.
Stanowisko umożliwi przeprowadzenie badań samochodowego urządzenia eCall w zakresie odporności na wysokie wartości przyspieszeń i poprawność komunikacji z modułem odbiorczym eCall. Elementami składowymi stanowiska będą:
– urządzenie eCall,
– moduł nadawczo - odbiorczy eCall, – antena GSM,
– antena GPS,
– głośnik i mikrofon umożliwiający dialog z Centrum Powiadamiania Ratunkowego, – układ zasilania awaryjnego, przycisk manualnego wezwania pomocy.
W celu realizacji projektu w dniu 10.12.2008 roku zawarto umowę konsorcjum między:
– Instytutem Transportu Samochodowego,
– Instytutem Łączności Państwowym Instytutem Badawczym, – firmą Automex Sp. z o.o.
W podziale rodzajów przebiegów przyspieszeń zaproponowanych przez W. R. Rusty Haight [4, 5], przyjmuje się dwa typy krzywej reprezentujące zmianę prędkości ∆V – tzw. „Front loaded” and „Back loaded”.
Oprócz wartości przyspieszenia algorytm detekcji uwzględnia również między innymi przebieg krzywej przyspieszenia, fakt zapięcia lub niezapięcia pasów przez kierowcę i pasażerów samochodu, wartości wielkości charakterystyczne pojazdu, masę i położenie ciała kierowcy i pasażerów. Na przykład, w przypadku, kiedy pasy bezpieczeństwa nie zostały zapięte poduszka jest wyzwalana wcześniej niż w przypadku, kiedy byłyby zapięte, tak aby kontakt kierowcy/pasażera z poduszką nastąpił, kiedy została ona już w pełni napełniona i zaczęło się jej opróżnianie. Przed zastosowaniem w wybranym modelu pojazdu sterownik poduszek musi być poddany procesowi kalibracji.
Opracowane w ramach projektu urządzenie eCall składa się z modułu detekcji wypadku oraz modułu teletransmisyjnego do komunikacji z Centrum Powiadamiania Ratunkowego. Podczas wypadku moduł detekcji wyposażony w czujnik/czujniki przyspieszeń, w określonych warunkach, uruchamia moduł teletransmisyjny. Jednym z istotniejszych zadań, które są realizowane w ramach projektu jest budowa i weryfikacja poprawności
działania modułu detekcji wypadku. Moduł jest badany przy zachowaniu warunków zbliżonych do rzeczywistych. Ze względu na fakt, że przeprowadzenie serii testów zderzeniowych pojazdów, w których byłby zainstalowany moduł detekcji nie jest możliwe, badania są wykonane w warunkach laboratoryjnych. W tym celu zostały zbudowane dwa stanowiska do badań urządzenia eCall, które służą do symulowania przyspieszeń występujących podczas zderzeń rzeczywistych pojazdów. Przy ich użyciu można zweryfikować poprawność działania modułu detekcji wypadku. Stanowiska umożliwiają odtworzenie lub wykonanie symulacji rzeczywistych przyspieszeń zbliżonych do występujących podczas wypadku.
Architektura teleinformatyczna eCall składa się z dwóch modemów: pokładowego, montowanego w pojeździe (IVS) oraz wykorzystywanego przez Centrum Powiadamiania Ratunkowego (CPR). Podczas transmisji wykorzystywane są dwa równoległe tory, które obsługują strumienie danych - mowy i danych. Strumień danych reprezentowany jest przez tor zawierający modem, natomiast strumień mowy symbolizuje tor oznaczany jako „Microphone & Speakers”.
Od momentu zestawienia połączenia alarmowego w systemie eCall, odbiornik w modemie IVS rozpoczyna proces ciągłego nasłuchu sygnałów pochodzących z wyjścia dekodera mowy. W momencie otrzymania ze strony PSAP żądania nadania bloku MSD, modem IVS zostaje podłączony do wejścia kodera mowy i cała procedura związana z wysłaniem MSD zostaje zainicjowana, natomiast sygnał przenoszący rozmowę osoby znajdującej się w pojeździe z dyspozytorem zostaje na czas transmisji MSD zagłuszony.
Ma to na celu zapobieżenie wzajemnemu zakłócaniu się obu tych strumieni – tj. mowy i danych. Opisany powyżej tryb, w którym transmisja MSD jest inicjowana w wyniku bezpośredniego żądania ze strony PSAP, określany jest jako tryb pull. Możliwy jest również wariant, w którym to IVS sam inicjuje rozpoczęcie nadawania MSD. Odbywa się to w taki sposób, że IVS prosi PSAP o przesłanie stosownego żądania, a po jego odbiorze przystępuje do realizacji transmisji MSD już analogicznie jak w trybie pull. Drugi z opisanych tu trybów w anglojęzycznej nomenklaturze systemu eCall nazywany jest trybem
push.
a)
Rys. 6a. Przykładowe krzywe przyspieszenia typu „Front loaded” (∆V = -8 dla 0,01s lub -3,8 dla 0,03s) i „Back loaded” (∆V = -9 dla 0,01s lub -13,7 dla 0,03s) [4, 5]
b)
Rys. 6b. Przykładowe krzywe przyspieszenia typu „Front loaded” (∆V = -8 dla 0,01s lub -3,8 dla 0,03s) i „Back loaded” (∆V = -9 dla 0,01s lub -13,7 dla 0,03s) [4, 5]
Poważnym problemem w Polsce będzie implementacja ogólnoeuropejskiego systemu eCall, którego działanie polega na wykorzystaniu numeru alarmowego 112. Zgodnie z ostatnia decyzją KE, wprowadzenie eCall, jako standardowego wyposażenia wszystkich homologowanych pojazdów przewidywane jest na terenie UE od 1 stycznia 2015 roku.
Wspólny europejski numer alarmowy 112 jest już w pełni operacyjny w 26 państwach członkowskich Unii Europejskiej (Bułgaria dołączyła 03.10.2011), jedynie problemy w tym zakresie występują w Polsce.
Obowiązek uruchomienia systemu ratownictwa (numer alarmowy 112) narzuca krajom UE dyrektywa 2002/22/WE w sprawie usługi powszechnej i związanych z sieciami i usługami łączności elektronicznej prawami użytkowników [3]. Zgodnie z dyrektywą, termin docelowy wdrożenia numeru alarmowego 112 – upłynął 1 stycznia 2009 roku.
Według raportu NIK z 2010 roku [8], dotychczasowy system obsługi zgłoszeń alarmowych na numer 112 jest nieefektywny. Zgłoszenia z telefonów stacjonarnych na numer 112 obsługuje 331 jednostek powiatowych PSP, natomiast zgłoszenia z telefonów komórkowych przyjmuje 458 jednostek organizacyjnych Policji.
Jak wspomniano, w ramach projektu eCall opracowano stanowisko badawcze do badań modułu detekcji wypadku w warunkach wysokich przyspieszeń. Pokładowe urządzenie eCall, opracowane w ramach projektu, składa się modułu pomiaru przyspieszenia i modułu detekcji kolizji. Osobno opracowano moduł teletransmisyjny przeznaczony do komunikacji z Centrum Powiadamiania Ratunkowego.
Moduł detekcji wyposażony w czujnik przyspieszenia, w uzasadnionych przypadkach, będzie uruchamiał moduł teletransmisyjny. Działanie modułu teletransmisyjnego będzie zweryfikowane przy użyciu urządzenia nadawczo-odbiorczego symulującego urządzenie do przyjmowania zgłoszeń po stronie centrali eCall.
Najlepszym sposobem weryfikacji urządzenia eCall byłoby przeprowadzenie badań w warunkach rzeczywistej kolizji drogowej. Ze względu na fakt, że wykonanie serii testów zderzeniowych pojazdów, wewnątrz których byłoby zainstalowane urządzenie eCall, w ramach realizowanego projektu, zaplanowano wykonane laboratoryjnych badań symulacyjnych. Widok ogólny stanowiska przedstawiono na rysunku 7.
Rys. 7. Widok ogólny stanowiska eCall (opracowanie własne)
Elementem stanowiska są pręty stalowe, po których przemieszcza się pod wpływem siły ciężkości suwak, na którym zainstalowane jest badane urządzenie eCall. Pręty oznaczono wskaźnikami wysokości, dla których obliczono spodziewaną prędkość wózka w momencie uderzenia w sprężystą przeszkodę. Na wózku umieszczono akcelerometr typu ADXL oraz sterownik poduszki powietrznej rzeczywistego samochodu, instalowany w seryjnych pojazdach grupy Volkswagen (na przykład VW Golf, VW Polo, Seat Leon). Akcelerometr jest zasilany za pomocą zasilacza laboratoryjnego napięciem 5V. Na jego wyjściu pojawia się sygnał napięciowy proporcjonalny do wartości przyspieszenia. Sygnał z akcelerometru odbierany jest przez urządzenie firmy Data Translation, które przetwarza sygnał analogowy na cyfrowy i transmituje dane do komputera PC przy użyciu złącza USB.
Badania modułu nadawczo-odbiorczego wykonywano podnosząc na założoną wysokość i puszczając pod wpływem własnego ciężaru suwak z zamocowanym sterownikiem. Upadek był amortyzowany przez wymienne podkłady o różnych właściwościach fizycznych. Prędkość uderzenia była regulowana przez wysokość, na jaką był podnoszony suwak. Konstrukcja stanowiska pozwoliła na otrzymanie przyspieszeń zbliżonych do spadku swobodnego, dzięki czemu zachowana została powtarzalność pomiarów. Regulację długości trwania zdarzeni i występujących w jego czasie przeciążeń wykonywano za pomocą wymiennych podkładów, wykorzystując materiały o różnych charakterystykach mechanicznych i grubości. Dla każdego pomiaru wykonany został pomiar prędkości
w momencie bliskim uderzeniu. Pomiar prędkości wykonywany był przy użyciu czujnika zainstalowanego na wysokości 30cm nad podstawą.
W projekcie opracowano także stanowisko badawcze do odtwarzania przebiegów napięcia zgodnych z wartością przyspieszenia zarejestrowanego podczas rzeczywistych kolizji. Sygnał ten był podawany następnie, w zastępstwie sygnału z akcelerometrów, do seryjnie produkowanego sterownik poduszek.
Podczas badań wykorzystano sygnały o zróżnicowanej amplitudzie i gradiencie. Były to sygnały napięciowe zarejestrowane podczas kolizji rzeczywistych pojazdów, w których doszło lub nie doszło do uruchomienia poduszek powietrznych. W ten sposób można było zbadać działanie algorytmu detekcji wypadku zaimplementowanego w seryjnie produkowanym sterowniku. Zatem badania algorytmu przeprowadzono zarówno na stanowisku do symulacji przyspieszeń jak i na stanowisku, w ramach którego odtwarzano przebieg sygnałów napięciowych z rzeczywistych kolizji. Odpowiednie oprogramowanie umożliwiało przywrócenie takiego stanu sterownika poduszek powietrznych jak przed symulowaną kolizją. Rysunek stanowiska do odtwarzania przebiegu przyspieszenia przedstawiono na rysunku 8.
Rys. 8. Widok ogólny stanowiska do odtwarzania przebiegu przyspieszenia (opracowanie własne)
Stanowisko umożliwiło zbadanie algorytmu detekcji wypadku zaimplementowanego w seryjnie produkowanym sterowniku poduszek. Dzięki temu możliwe było opracowanie
algorytmu detekcji wypadku dla modułu detekcji urządzenia opracowanego w ramach projektu.
Przykładowe wartości przyspieszenia zarejestrowanego na stanowisku badawczym do pomiaru przyspieszeń przedstawiono na rysunkach 9 i 10.
Rys. 9. Wykres przyspieszenia z wysokości 0,5 m i grubości materiału sprężystego 21 cm (opracowanie własne)
Rys. 10. Wykres przyspieszenia z wysokości 1,7 m i grubości materiału sprężystego 12 cm (opracowanie własne)
6. WNIOSKI
Aplikacje ITS wpływają na płynność ruchu, rozwiązują problemy automatycznego poboru opłat za korzystanie z autostrad i dróg szybkiego ruchu, umożliwiają automatyczną kontrolę prędkości pojazdów, dynamiczne dostosowanie obowiązujących ograniczeń prędkości do aktualnych warunków jazdy, dynamiczny pomiar ciężaru pojazdów, a także przekazywanie danych o warunkach drogowych, czy chociażby liczbie wolnych miejsc parkingowych. Dzięki gromadzonym danym statystycznym, ułatwiają skutecznie planowanie rozwoju sieci drogowej, rozwiązywanie problemów związanych z remontami dróg, czy planowanie zmian w organizacji ruchu.
Komisja Europejska oraz wiele administracji rządowych na świecie przywiązuje dużą uwagę do wykorzystania ITS. Niektóre państwa wdrożyły już autonomiczne ITS, które m.in. realizują takie funkcje jak: zarządzanie flotą pojazdów, sterowanie ruchem miejskim oraz pobieranie opłat drogowych.
Implementacja autonomicznych systemów w państwach europejskich oraz brak możliwości współpracy z innymi systemami spowodowały, że Komisja Europejska prowadzi szeroko zakrojone działania w zakresie interoperacyjności ITS.
Aktualnie w Polsce, aplikacje ITS nie są w dostatecznym stopniu wykorzystywane do skutecznego zarządzania flotą pojazdów, czy chociażby sterowania ruchem miejskim, a jeśli już są stosowane, to opracowuje się je bez odpowiedniego uwzględnienia interoperacyjności. Istotnymi przeszkodami przy budowie ITS w polskich miastach są: brak krajowej architektury ITS, określającej między innymi strukturę funkcjonalną
systemu,
brak standardów wymiany informacji między urządzeniami systemu, brak silnego wsparcia merytorycznego, technicznego i finansowego.
Opracowanie i realizacja rządowej strategii rozwoju ITS zapewni możliwości biznesowe w tej dziedzinie. Niestety, jest to jeszcze odległa i tym samym niepewna perspektywa. Przyspieszenie realizacji tego procesu jest konieczne, m.in. ze względu na wykonanie decyzji KE oraz dyrektywy 2010/40/WE.
Bibliografia
1. Decyzja wykonawcza Komisji Europejskiej 2011/453/UE z dnia 13 lipca 2011 r. w sprawie przyjęcia wytycznych dotyczących sprawozdawczości państw członkowskich zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/40/UE, notyfikowana jako dokument nr C(2011) 4947. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 193/48, 49 z dnia 23.7.2011
2. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/40/UE z dnia 7 lipca 2010 r. w sprawie ram wdrażania inteligentnych systemów transportowych w obszarze transportu drogowego oraz interfejsów z innymi rodzajami transportu. Dziennik Urzędowy L 207, 06/08/2010 P. 0001 – 0013.
3. Dyrektywa 2002/22/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 7 marca 2002 r. w sprawie usługi powszechnej i związanych z sieciami i usługami łączności elektronicznej prawami użytkowników (Dz. U. UE. L. 2002. 108. 51).
4. Haight R., Evaluating Crashes for Injury Potential - Las Vegas, Nevada, 2004. 5. Haight R., Crash Data Retrieval System Operator, Saskatoon, 2005.
6. M/453 EN. Standardisation mandate addressed to CEN, CENELEC and ETSI in the field of information and communication technologies to support the interoperability of co-operative systems for Intelligent Transport in the European Community. Brussels, 6th October 2009. DG ENTR/D4.
7. Raport na temat wypadków, Care & national data. European Commission, 15.05.2011.
8. Raport NIK, Informacja o wynikach kontroli funkcjonowania numeru alarmowego 112 na terenie Polski. Warszawa, 2010.
9. Njord J., Peters J., Freitas M., Warner B., Allred C., Bertini R., Bryant R., Callan R., Knopp M., Knowlton L., Lopez C., Warne T. Safety Applications of Intelligent Transportation Systemsin Europe and Japan. Raport FHWA-PL-06-001, January 2006.
10. Schade, H. J. 2011. The Mandate on Co-operative ITS and the ITS Directive. CEN. 3rd ETSI TC ITS Workshop, Venice, 09–11 February 2011.
11. Standard ETSI EN 302 665. 2010. European Standard (Telecommunications series). Intelligent Transport Systems (ITS); Communications Architecture.
INTEROPERABILITY PROBLEMS OF ITS – IMPLICATIONS BASED ON NATCS AND ECALL PROJECT
Summary: The paper refers to implementation problems of Intelligent Transport System (ITS) in Member States of European Union. The autonomous systems implemented in Member States of EU are not interoperable do to some reasons, especially lack of cooperation capability. European Commission has taken steps in mentioned issue (directive 2010/40/EU, M/453, decision 2011/453/EU). The authors have presented synthetically problems in mentioned area and determined resolutions of them on level of EU and Poland. Furthermore the main results of research projects: The National Automatic Toll Collection System (NATCS) and Methodic of eCall automatically informing system of traffic accidents developed by Motor Transport Institute.
Keywords: Intelligent Transport Systems (ITS), interoperability, The European Electronic Tolling Service (EETS), The National Automatic Toll Collection System (NATCS), eCall
