1

ARHITECTURA SISTEMELOR IT DIN TRANSPORTURI

Florin-Codru NEMANU Universitatea Politehnica Bucureti, Fac. Transporturi, Telecomenzi i Electronic n Transporturi, Spl. Independenei 313, 060042, Bucureti; fnemtanu@yahoo.com, Antoanela-Maria ALECU Universitatea Politehnica din Bucureti, Facultatea Transporturi,

Telecomenzi i Electronic n Transporturi, Spl. Independenei 313, 060042, Bucureti, Oana-Vasilica CIOBANU Universitatea Politehnica din Bucureti, Facultatea Transporturi,

Telecomenzi i Electronic n Transporturi, Spl. Independenei 313, 060042, Bucureti.

Abstract. Lucrarea prezint aplicaii ale sistemelor IT n domeniul transporturilor precum i dezvoltarea acestora pe baza Arhitecturii Sistemului. Sunt prezentate cteva aspecte legate de arhitectura Sistemelor Inteligente de Transport precum i utilizarea acesteia pentru transportul urban. Se insist asupra componentei funcionale a arhitecturii ITS, dezvoltarea acesteia se face prin utilizarea rezultatelor proiectului FRAME.

1 Introducere

Deplasarea cltorilor n condiii de siguran i de eficien constituie un obiectiv important al autoritilor locale urbane din ntreaga lume. Acest aspect a condus la realizarea unor sisteme solide de transport public n majoritatea oraelor, profitnd de capacitatea mai mare a acestora de a transporta cltori n raport cu automobilul privat. Transportul public constituie i un serviciu vital n ce privete asigurarea mobilitii cetenilor, fie c au sau nu acces la un automobil, ct i promovarea echitii sociale.

Termenul de Sistem Inteligent de Transport (ITS Intelligent Transport System) a aprut iniial legat de sistemele telematice din transportul rutier, s-a extins ulterior asupra tuturor modurilor de transport (rutier, feroviar, aerian, fluvial, maritim) ca apoi aria de acoperire a acestui termen s devin i mai extins prin includerea, pe lng sisteme, i a serviciilor.

n aceast lucrare, studiul ITS se face n general din perspectiva sistemului i cteodat din cea a serviciilor furnizate de ctre aceste sisteme.

Pentru delimitarea ariei de acoperire a termenului de Sistem Inteligent de Transport este necesar o definire ct mai exact a acestuia. Definiiile legate de ITS sunt diferite, n ceea ce privete sistemul de transport cruia i se adreseaz, dar au n comun att enumerarea tehnologiilor utilizate n dezvoltarea unor astfel de sisteme ct i rezultatele i rolul sistemelor ITS.

Definiii ale sistemelor inteligente de transport: - Seoung Bunn Kim i Jacob Hinchman de la Georgia Institute of Technology: ITS reprezint o gam larg i divers de tehnologii, care aplicat sistemelor actuale de

transport poate ajuta la creterea siguranei, reducerea congestiilor de trafic, creterea mobilitii, minimizarea impactului de mediu, reducerea consumului de energie i creterea productivitii economice. Tehnologiile ITS sunt variate i includ: prelucrarea informaiilor, comunicaii, control i electronic.

- Directoratul pentru Transport i Energie al Comisiei Uniunii Europene: ITS reprezint rezultatul aplicrii tehnologiilor avansate la sisteme i metode de

transport pentru eficientizarea, creterea confortului i siguranei transportului pe cile rutiere, feroviare, navigabile interioare, aeroporturi, porturi i legturilor dintre aceste tipuri de transport diferite.

2

2 Arhitectura ITS

Din definiiile dat sistemelor inteligente de transport se poate observa faptul c pentru realizarea funciilor cerute acestor sisteme este necesar integrarea unor sisteme de natur diferit ntr-un sistem unic. Sistemele Inteligente de Transport sunt sisteme integrate, de complexitate ridicat, acest fapt implicnd o abordare specific n proiectarea i dezvoltarea unor astfel de sisteme.

Complexitatea Sistemelor Inteligente de Transport genereaz nevoia definirii i realizrii unei Arhitecturi ITS. Complexitatea sistemelor ITS poate fi privit din puncte diferite de vedere:

sistemele ITS sunt sisteme integrate (i sisteme mari, cu numr mare de sisteme i componente). Astfel nct, sistemul integrat, ca ntreg, trebuie s reprezinte mai mult dect suma elementelor componente;

exist multe relaii de cooperare ntre numeroii participani la astfel de sisteme (prin participant nelegndu-se acea entitate economic, persoan fizic sau juridic, care dorete dezvoltarea de astfel de sisteme autoriti locale, operatori de infrastructur, care efectiv dezvolt sisteme ITS furnizori de componente, furnizori de elemente de infrastructur, care utilizeaz Sistemele Inteligente de Transport cltori, transportatori de marf i care reglementeaz domeniul ITS guverne naionale, Uniunea European);

interese comerciale de natur diferit: servicii publice i servicii comerciale; existena activitilor multidisciplinare: software, electronic, inginerie de trafic,

comunicaii, tehnologia informaiei etc; implicarea diverilor productori/tehnologii la construirea sistemelor integrate. Toate aceste aspecte prezentate mai sus fac aproape imposibil proiectarea i dezvoltarea

sistemelor inteligente de transport fr definirea unei Arhitecturi ITS. Aceast arhitectur trebuie s asigure pe lng definirea specificaiilor privind comunicarea ntre subsistemele componente ITS i o concepie comun asupra acestor subsisteme, fr de care nu se poate vorbi de o integrare consistent a sistemului care le conine.

Fig. 1: Integrarea armonioas a sistemului ITS

Obiectivele definirii i dezvoltrii Arhitecturii Sistemelor Inteligente de Transport pot fi grupate n dou mari categorii:

s faciliteze nelegerea att a problemei ct i a soluiilor sale: s fie capabil s prezinte ntregul (sistemul inteligent de transport) ca fiind mai

mult dect suma prilor componente; s satisfac aspiraiile participanilor la dezvoltarea de astfel de sisteme;

s furnizeze o baz stabil de proiectare i dezvoltare pentru sistemele ITS, care s poat fi realizate i care s poat lucra pentru satisfacerea aspiraiilor celor implicai n dezvoltarea unor astfel de sisteme.

Avnd n vedere aceste obiective, arhitectura sistemului ITS poate fi definit ca fiind un cadru de nivel nalt (sau concepie de nivel nalt) care descrie sistemul integrat ca ntreg i ofer

comunicaii

Concepie comun

Sistem A Sistem B

3

nelegerea soluiilor pe care sistemul le poate oferi, prin intermediul funciilor i componentelor sale, problemelor generate de ctre aspiraiile participanilor la dezvoltarea sistemelor ITS.

Astfel arhitectura ITS descrie minimul necesar pentru ca un astfel de sistem s aib funcionalitate cerut i nu maximul posibil.

Arhitectura ITS definete diferite puncte de vedere asupra unui sistem (aceste puncte de vedere au fost denumite iniial arhitecturi, ca exemplu: arhitectura funcional, arhitectura fizic etc., dar pentru evitarea confuziilor s-a recurs la denumirea de punct de vedere ca parte component a arhitecturii). Acestea sunt n mod uzual urmtoarele:

Un model general (de referin, conceptual) - care descrie modul n care lucreaz un anumit sistem/subsistem. Un exemplu de astfel de model l reprezint modelul transportului de bunuri (model dezvoltat n proiectul KAREN).

Un punct de vedere funcional (sau logic) descrie procesele cerute sistemului sau funciile acestuia;

Un punct de vedere fizic care descrie punctele n care sunt localizate procesele (sau funciile), respectiv entitile fizice care ofer acele funcii;

Un punct de vedere comunicaional care descrie legturile ntre entitile fizice n care sunt localizate procesele (sau funciile);

Un punct de vedere organizaional care descrie responsabilitile, prilor implicate n dezvoltarea ITS, asupra bunei funcionri a sistemului, subsistemelor sau componentelor.

Aspectele prezentate mai sus nu reprezint dect un set uzual de puncte de vedere constituente ale arhitecturii ITS, aceste puncte de vedere putnd fi mult mai numeroase n funcie de nivelul de detaliere i de acoperire al arhitecturii.

Arhitectura ITS se construiete pe baza aspiraiilor participanilor (respectiv a nevoilor utilizatorilor) la dezvoltarea sistemelor ITS i este utilizat la:

Definirea elementelor organizaionale; ntocmirea programelor de derulare a implementrii Sistemelor Inteligente de Transport; Definirea specificaiilor infrastructurii i componentelor sistemelor; Realizarea analizei riscului dezvoltrii unor astfel de sisteme; Realizarea analizei cost/beneficiu (aceste ultime dou aplicaii ale arhitecturii ITS sunt

hotrtoare n alegerea soluiilor tehnice de implementare a sistemelor ITS).

3 Dezvoltarea arhitecturii funcionale

Pentru identificarea i definirea fluxurilor informaionale se va folosi, n cadrul acestei lucrri, Arhitectura Cadru Europeana (dezvoltata n cadrul proiectului european KAREN i ulterior FRAME). Din pachetul de programe sunt utilizate cele doua instrumente ce folosesc la dezvoltarea unei arhitecturi ( Browse tool i Selection tool). Instrumentul Browse Tool este axat numai pe dezvoltarea arhitecturii funcionale a unui sistem inteligent de transport i conine urmtoarele elemente fundamentale:

- lista nevoilor utilizatorilor; - lista ariilor funcionale; - funciile de nivel nalt i sczut ce alctuiesc ariile funcionale; - lista terminalelor ce interfaeaz sistemul ITS cu mediul; - fluxurile de informaii ce sunt vehiculate ntre diferitele funcii ale sistemului. n figura urmtoare este prezentat interfaa cu utilizatorul a acestui instrument:

4

Fig. 2: Sistemul i terminalele sale (Browse tool)

Cu ajutorul acestui instrument se poate construi foarte uor arhitectura funcional a unui sistem inteligent de transport i totodat se pot evidenia fluxurile informaionale specifice acestui sistem.

Pentru construirea efectiv a arhitecturii funcionale se va folosi n continuare cel de-al doilea instrument furnizat de ctre proiectul FRAME, i anume Selection tool.

Pentru utilizarea acestui instrument a fost realizat o organigram a activitilor derulate.

Fig. 3: Fereastr pentru selectarea

nevoilor utilizatorilor Fig. 4: Selectarea fluxurilor de date

Fereastra prezentat n figura 3 conine dou sub-ferestre i o serie de butoane. n sub-fereastra din stnga se gsesc toate nevoile utilizatorilor care au fost identificate (n general trebuie ales un spectru larg de astfel de nevoi pentru a se putea acoperi i dezvoltrile ulterioare), i care pot fi selectate i transferate n sub-fereastra din stnga pentru a construi o list de nevoi specific sistemului ce urmeaz a fi dezvoltat. n momentul selectrii uneia din nevoile generale pentru a fi atribuit sistemului apare n partea inferioar a ferestrei o scurt descriere a nevoii sau grupului de nevoi ale utilizatorului.

Dup ntocmirea listei de nevoi ale utilizatorilor, este necesar o transpunere a fiecrei nevoi ntr-o funcionalitate pe care sistemul trebuie sa o dein.

Etapa de definire a funciilor sistemului este urmat de identificarea i definirea fluxurilor de date sau informaionale corespunztoare acestor funcii.

5

Pentru definirea funcionalitii unui sistem trebuie n mod obligatoriu identificate i definite toate fluxurile informaionale ce apar ntre funciile sistemului.

Identificarea i definirea fluxurilor de date ce apar ntre funciile sistemului conduce la urmtoare etap, i anume la identificarea componentelor de stocare a acestor date.

Dup ce au fost identificate toate elementele de stocare a datelor vehiculate ntre funciile sistemului se pot aduga fluxuri de date noi ce pot contribui la creterea gradului de flexibilitate i extensibilitate a sistemului (resistematizri i dezvoltri ulterioare).

Interfaarea sistemului cu mediul sau extern este realizat prin intermediul unui set de terminale. Acestea sunt conectate la fluxurile de date ale sistemului i permit, att, intrrile de date n sistem ct i ieirile datelor. Modelul teoretic al sistemului a fost conceput pentru a satisface o list mult mai larg de nevoi ale utilizatorilor, aceasta fiind cauza apariiei unui numr mult mai mare de terminale.

4 Dezvoltarea arhitecturii fizice

Pasul imediat urmtor dezvoltrii arhitecturii funcionale a sistemului l constituie gruparea funciilor identificate n entiti fizice, sau construirea arhitecturii fizice.

Fig.5: Definirea

subsistemelor fizice Fig.6: Gruparea funciilor n

Subsisteme Fig.7: Fluxuri fizice de date

Pentru gruparea funciilor n entiti fizice este necesar definirea acestor entiti, ca subsisteme ale sistemului n cauz (definirea acestor subsisteme se face prin atribuirea unui nume i a unei locaii fizice amplasament).

n figura 6 este prezentat fereastra prin care se poate observa alocarea funciilor ctre diverse entiti fizice (subsisteme). Sistemul fizic este organizat ierarhic n subsisteme care, la rndul lor, sunt compuse din module. n aceast etap sunt alocate diferitelor entiti fizice i elementele de stocare a datelor.

Dup alocarea funciilor ctre diverse entiti fizice, plasate n diferite locaii, se definesc module ca pri componente ale subsistemului. Subsistemul fiind de fapt o colecie de module.

Identificarea modulelor componente fiecrui subsistem, precum i alocarea funciilor ctre subsisteme, conduce n mod automat la realizarea urmtoarei etape de alocare a funciilor ctre module.

Odat funciile alocate modulelor, fluxurile de date care erau definite ntre diferitele funcii ale sistemului se vor grupa n: fluxuri fizice de date (date vehiculate ntre diferitele module entiti fizice ale sistemului, acestea fiind cele ce apar n figura 7) i fluxuri de date (vehiculate ntre funciile sistemului).

Exemple de fluxuri de date utilizate sunt: fd.ptd-messages - Include mesaje aparte scrise sau vocale.

6

fo.pto-communications - Include mesaje aparte scrise sau vocale pentru a fi comunicate conductorilor vehiculelor de transport urban.

frp-infrastr_status - Include detalii despre staionrile curente ale echipamentelor de pe parcurs.

5 Concluzii

Analiznd evoluia sistemelor inteligente de transport i modul de abordare al acestora, se poate spune c ITS este un sistem rezultat din integrarea sistemelor electronice, de comunicaii, de prelucrarea i stocare a informaiilor i de control (local i la distan) cu sistemele de transport (rutier, feroviar, aerian, fluvial i maritim) n scopul creterii eficienei economice, salvrii vieilor omeneti, reducerii polurii mediului, reducerii timpilor de transport i creterii confortului cltorilor.

Furnizorii de servicii ITS sunt capabili s ofere informaii ctre cltori prin intermediul diferitelor canale nainte i n timpul cltoriei, (ex. dispozitive la bordul vehiculului, servicii web, panouri de mesaje, kiosk-uri speciale, telefoane mobile, etc.), oferind suport pentru alegerea celui mai bun mod i a celei mai bune rute, dar i informaii despre costurile cltoriei.

ITS ajut la furnizarea unui serviciu complet de cltorie: de la planificarea cltoriei i ghidarea pe o anumit rut la rezervarea biletelor i locurilor de parcare. Legturile cu serviciile turistice ofer servicii suplimentare, cum ar fi rezervri la hoteluri, informaii despre locuri de vizitat etc.

Referine [1] P. Jesty, R. Bossom, Planning a modern integrated (road) transport system using ITS Architectures,

FRAME seminar support, Brno, Czech Republic, 2002. [2] F. C. Nemanu, M. Minea and others Inteligent Transport Systems Handbook, Triumf Publishing

House, Bucharest, 2002, ISBN: 973-85872-3-9, pp 18-24. [3] F. C. Nemanu, Arhitectura Sistemelor Inteligente de Transport ITS, revista Transurb, nr.1/2003 pp.

18, ISSN 1582 -4500. [4] F. C. Nemanu, ITS Architecture for various mode of transports: road, rail and inland waterways,

doctoral study, Bucharest, 2003. [5] F. C. Nemanu, M. Minea, D. Bureea, The Intelligent Transportation Systems and Services (ITS) a

Main Component of Information Approach of Society: The Development of the ITS on the Base of National ITS Architecture, International Conference on Computers and Communications ICCC 2004, 27-29 May, Baile Felix Spa Oradea Romania, University of Oradea, proceedings, pp. 267-271.

[6] F. C. Nemanu, M. Minea, R. Timnea, The ITS Architecture one of the Most Important Component for Planning and Developing of the Intelligent Transportation Systems and a New Approach of the information and Communication Systems in Transport Field, International Congress CONAT 2004, 20-22 october 2004, Braov, Romnia, pp.178, ISBN 973-635-394-X.

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName (http://www.color.org) /PDFXTrapped /Unknown

/Description >>> setdistillerparams> setpagedevice