Laboratorium Idei

Polityka i społeczeństwo

Telematyka transportu

W latach siedemdziesiątych poprzedniego wieku został wprowadzony do piśmiennictwa termin „społeczeństwo informacyjne”. Termin ten charakteryzuje społeczeństwo, którego rozwój w dużym stopniu zależy od informacji i jej wykorzystania, a nowe technologie informacyjne są czynnikami, które stwarzają zapotrzebowanie na nowe rozwiązania organizacyjne. Jednym z najważniejszych elementów i etapów realizacji koncepcji społeczeństwa informacyjnego jest rozwój nowych technologii telematycznych. Termin telematyka pochodzi z języka francuskiego (télématique) i powstał z połączenia telekomunikacji (télécommunications) i informatyki (informatique). Telematyka jest więc interpretowana jako dziedzina nauki i techniki, łącząca osiągnięcia informatyki i telekomunikacji. Aktualnie termin telematyka definiowany jest jako rozwiązania telekomunikacyjne, informacyjne i informatyczne oraz rozwiązania automatycznego sterowania, dostosowane do potrzeb zarządzania i obsługiwania systemów i procesów fizycznych. Systemy telematyczne wykorzystują różne urządzenia, oprogramowanie oraz aplikacje, takie jak: systemy łączności, bazy danych, systemy nawigacji, urządzenia monitorowania oraz urządzenia przekazywania danych. Szczególnym przykładem ilustrującym zastosowanie telematyki jest nowoczesny transport. Telematyka transportu obejmuje swoim zakresem systemy, które pozwalają, dzięki transmisji danych i ich analizie, wpływać na zachowania uczestników ruchu lub działanie elementów technicznych w pojazdach, względnie na trasie przewozu. W telematyce transportu chodzi o maksymalne wykorzystanie technologii informatycznych w zakresie transportu oraz wprowadzenie inteligentnych systemów zarządzania transportem. Inteligentny system transportowy składa się z następujących rozwiązań:
  • sterowanie ruchem na podstawie zgromadzonych danych transportowych, dotyczących gęstości, prędkości i klasyfikacji ruchu (traffic management),
  • systemy informacji dotyczące sytuacji związanych z ruchem (traffic information),
  • metrologia w odniesieniu do transportu (road wheather information),
  • dynamiczne sterowanie prędkością według aktualnych informacji o gęstości ruchu, również w stosunku do pogody (dynamic speed solution),
  • pobór opłat (electronic free collection),
  • transport publiczny – tramwaje i autobusy oraz systemy kolejki dojazdowej, w tym metro (public transport system).
Zastosowanie inteligentnych systemów transportowych powoduje zmniejszenie nakładów na infrastrukturę transportową, przy uzyskaniu tej samej funkcjonalności systemu. Głównym polem rozwoju inteligentnych systemów pozostaje transport drogowy, gdzie pozytywne efekty stosowania telematyki są szczególnie wyraźne. Dotyczy to osiąganych celów w postaci bezpiecznej infrastruktury drogowej, bezpieczniejszych pojazdów, systemów wspierania kierujących, poprawy usług w sytuacjach awaryjnych oraz ochrony użytkowników dróg szczególnie narażonych na wypadki.
Pierwszym systemem telematyki transportu, z którym się spotykamy, jest sygnalizacja świetlna. Światła „zmieniają się” w ściśle określonych odstępach czasu (sygnalizacja cykliczna), w odpowiednich proporcjach czasowych dla każdej ze stron, w zależności od natężenia ruchu dla danej strony. Na drogach szybkiego ruchu, gdzie ruch pieszych jest niewielki, a także w przypadku sygnalizacji zliczającej pojazdy, montuje się sygnalizację, która umożliwia pieszemu przejście tylko po naciśnięciu przycisku. Najnowocześniejsze systemy wykrywają pojazdy zbliżające się do skrzyżowania i kierują ruchem tak, by dostosować czasy włączenia świateł do ruchu na danym kierunku, co znacznie skraca czas oczekiwania na zmianę świateł na skrzyżowaniach o średnim i małym ruchu. Systemy te mogą też ułatwić przejazd pojazdom uprzywilejowanym. Detekcja pojazdów jest możliwa dzięki umieszczeniu pod drogą pętli indukcyjnych przed światłami; często wykorzystuje się też kamery (pętle wirtualne), pozwalające na zwiększenie odległości wykrywania pojazdów, stosowane są one także tam, gdzie nie można zamontować pętli indukcyjnych (bruk). W niektórych krajach pojazd uprzywilejowany może być wyposażony w nadajnik, który daje sygnał, aby na trasie, którą ma jechać włączyło się czerwone światło na wszystkich kierunkach skrzyżowań (w celu zapewnienia bezkolizyjnego przejazdu pojazdowi uprzywilejowanemu).
Systemy telematyki transportu znacznie ułatwiają sterowanie ruchem pojazdów na trasie przejazdu. Unikanie zakłóceń, które w dużej części są powodowane przez przeciążenia odcinków sieci transportowej, jest możliwe poprzez przekazywanie danych, poleceń lub decyzji wykonawczych. Dzięki sterowaniu potokami ruchu w sieci można organizować objazdy odcinków przeciążonych lub zablokowanych. Dane i polecenia dotyczące trasy opierają się na danych „online” o sytuacji w ruchu oraz na określonej strategii sterowania. Są one przekazywane prowadzącym pojazdy w formie znaków i sygnałów, drogą radiową oraz poprzez przyrządy nawigacyjne w pojazdach i łączność komórkową. Systemy telematyczne umożliwiają przekazywanie informacji o sposobach i warunkach podróży, które powinny być dostępne zarówno przed rozpoczęciem podróży, jak i podczas jej trwania. Informacje te obejmują bardzo szeroki zakres, od statystycznych danych o sieci transportowej w transporcie indywidualnym i danych o sieci linii transportu publicznego, rozkładach jazdy i taryfach, aż do dynamicznych informacji o stanie sieci i sytuacji w ruchu (zatory, warunki pogodowe, opóźnienia). W niedalekiej przyszłości będą to również automatyczne meldunki przesyłane z pojazdów na trasie. Główną domeną systemów telematycznych, analizowanych pod kątem bezpieczeństwa transportu, jest infrastruktura transportu i środki transportu (pojazdy). Natomiast „uczestnikami” procesów transportowych są przede wszystkim końcowi uczestnicy ruchu. Zastosowanie telematyki dla potrzeb poprawy bezpieczeństwa koncentruje się więc na infrastrukturze i pojazdach, za pośrednictwem których inteligentne systemy transportowe wpływają na zachowanie się ludzi. Rozwiązania z zakresu inteligentnych systemów transportowych znajdują się w fazie szybkiego rozwoju technologicznego, a zarazem na etapie intensywnego upowszechniania. Projektowanie i opracowywanie telematycznych systemów transportowych stanowi nowe, zintegrowane podejście do rozwiązywania problemów transportowych. Rozwój, wdrażanie i utrzymanie systemów telematyki transportu jest złożonym, interdyscyplinarnym przedsięwzięciem technicznym, organizacyjnym i finansowym.
Rozwiązania telematyczne rozwijane są jednocześnie w różnych sektorach transportu:
  • w transporcie morskim, jako System Monitoringu Statków (VTMS), i w transporcie śródlądowym, jako System Informacji Rzecznej (RIS). RIS ma na celu wsparcie transportu wodnego śródlądowego, polegające na zwiększeniu jego bezpieczeństwa, zmniejszeniu oddziaływania na środowisko naturalne oraz usprawnieniu współdziałania z innymi rodzajami transportu, w szczególności przez udostępnianie użytkownikom RIS informacji o warunkach żeglugowych, w tym informacji hydrologicznych, meteorologicznych, geograficznych oraz hydrogeologicznych i administracyjnych (informacje o drogach wodnych) oraz o podejmowaniu działań dotyczących aktualnej sytuacji żeglugowej w ruchu lokalnym (taktyczne informacje o ruchu).
  • w transporcie lotniczym, głównie jako Europejski System Zarządzania Ruchem Lotniczym (SESAR), który stanowi komponent w tworzeniu jednolitej, europejskiej przestrzeni powietrznej. Koncepcja „jednolitego nieba” jest niezwykle istotna z uwagi na znaczącą fragmentację przestrzeni powietrznej w Europie oraz potrzeby koordynacji operacyjnej i przystosowania systemu do obecnej sytuacji ruchowej w przestrzeni powietrznej.
  • w kolejnictwie, głównie jako Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym (ERTMS – European Railway Transport Management System), który obejmuje dwa podsystemy – Europejski System Sterowania Ruchem (ETCS) oraz Kolejową Sieć GSM (GSM-R). Telematyczne rozwiązania w zarządzaniu transportem szynowym reprezentują nowoczesne systemy sterowania ruchem. System sterowania ruchem kolejowym jest odpowiedzialny za bezpieczne przemieszczanie się pojazdów, to znaczy wykluczające ich niekontrolowane przemieszczanie się oraz kolizje. W wyposażeniu lokomotywy bardzo ważną rolę odgrywa interfejs pokładowy. Jest urządzeniem odpowiedzialnym za bezpośrednią komunikację maszynisty z systemem. Europejski System Sterowania Pociągiem (ang. European Train Control System, ETCS) to system sterowania ruchem kolejowym, kompatybilny pomiędzy różnymi krajami Europy. ETCS jest częścią wdrażanego w Unii Europejskiej systemu ERTMS (European Rail Traffic Management System), który ma zapewnić interoperacyjność transportu kolejowego, czyli możliwość swobodnego poruszania się pociągów w sieciach kolejowych poszczególnych państw (właścicieli infrastruktury), bez konieczności zatrzymywania się na granicach oraz wymiany lokomotyw lub maszynistów. Sam system komercyjnie jest dodatkowo wykorzystywany poza państwami wspólnoty, np. w Szwajcarii, Meksyku, czy na Ukrainie.
Innym zadaniem telematycznym jest pobieranie opłat transportowych. W komunikacji publicznej funkcjonują już systemy w pełni automatycznego pobierania opłat za przejazd. Rejestrują one sytuacje wsiadania i wysiadania pasażerów, co pozwala na sprawiedliwy podział wpływów w zrzeszeniach transportowych oraz na dostosowanie oferty zmian zapotrzebowania na przewozy. Znajomość, dzięki takim systemom, aktualnych potrzeb przewozowych może doprowadzić do szerszego zastosowania elastycznych systemów komunikacji. W elektronicznych systemach poboru opłat wykorzystywane są bezstykowe karty zbliżeniowe. E-karta jest nośnikiem elektronicznych biletów okresowych i/lub elektronicznej portmonetki na przejazdy jednorazowe. Również uczestnicy transportu samochodowego za korzystanie z dróg transportowych ponoszą opłaty. System viaTOLL jest oparty na technologii komunikacji bezprzewodowej krótkiego zasięgu. System ten składa się z kilku podstawowych elementów, a jego działanie najprościej można przedstawić w następujący sposób: nad drogami płatnymi znajdą się bramownice, wyposażone w anteny. Anteny umożliwiają komunikację między przekaźnikami a viaBOX-em zamontowanym w pojeździe. Za każdym razem, gdy pojazd (wyposażony w viaBOX) przejeżdża pod bramownicą, zostaje naliczona opłata za przejazd konkretnym odcinkiem drogi płatnej. Kierowca zostaje o tym powiadomiony pojedynczym sygnałem z viaBOX-a. Proces naliczenia opłaty przebiega w pełni automatycznie, bez potrzeby redukowania prędkości pojazdu lub zatrzymywania się.
System eCall, ogólnoeuropejski system szybkiego powiadamiania o wypadkach drogowych, będzie umożliwiał manualne lub automatyczne wezwanie pomocy. Ręczne wezwanie będzie włączane przyciskiem przez kierowcę lub pasażerów pojazdu, a automatycznie aktywowane, w określonych warunkach po zderzeniu, dzięki czujnikom zamontowanym w pojeździe. Po uruchomieniu samochodowe urządzenie eCall połączy się przy użyciu sieci telefonii komórkowej ze służbami ratunkowymi, umożliwiając przekazanie danych elektronicznych i nawiązanie połączenia głosowego. Zgłoszenia będą odbierane przez centralę, którą będzie stanowił odpowiedni terytorialnie punkt przyjmowania zgłoszeń o wypadkach, funkcjonujący w ramach sieci telefonów alarmowych E112. Urządzenie prześle minimalny zestaw danych dotyczących wypadku w postaci elektronicznej (tzw. komunikat MSD) oraz podejmie próbę ustanowienia połączenia głosowego między pojazdem a centralą. Osoby znajdujące się w pojeździe podczas rozmowy z wyszkolonym operatorem eCall, będą mogły udzielić dodatkowych informacji. Minimalny zbiór danych będzie zawierał informacje na temat zdarzenia obejmujące czas, dokładne położenie geograficzne pojazdu w czasie zdarzenia, dane pojazdu (w tym numer identyfikacyjny VIN), status eCall (co najmniej informację o tym czy wezwanie uruchomiono ręcznie czy automatycznie) oraz informacje na temat operatora świadczącego usługi.
Zastosowanie telematyki dla potrzeb poprawy bezpieczeństwa koncentruje się więc na infrastrukturze i pojazdach, za pośrednictwem których inteligentne systemy transportowe wpływają na zachowanie ludzi. Telematyka „nadaje” infrastrukturze transportowej parametry, które współdziałając z zaawansowanymi technicznie środkami transportu, warunkują właściwe zachowanie uczestników ruchu. Rolą systemów telematycznych jest więc wspomaganie uczestników ruchu i umożliwienie im podejmowania właściwych decyzji.
Ewa Zarzeczna

Źródła:

Infrastruktura logistyczna w transporcie; Tom III, część 1; Praca zbiorowa pod redakcją Sylwestra Marksiuka, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013

https://pl.wikipedia.org/wiki/Sygnalizacja_%C5%9Bwietlna [dostęp:23.11.2016]

http://www.arslege.pl/ustawa-o-zegludze-srodladowej/k711/s7358/ [dostęp: 24.11.2016]

http://mib.gov.pl/2-Zeglugapowietrzna.htm [dostęp: 24.11.2016]

https://www.viatoll.pl/pl/pojazdy-ciezarowe/system-viatoll/jak-dziala [dostęp: 24.11.2016]