Inteligentn dopravn systmy ITS metody nvrhu a hodnocen

Inteligentní dopravní systémy (ITS): metody návrhu a hodnocení Doc. Dr. Ing. Miroslav Svítek Fakulta dopravní ČVUT Konviktská 20, 110 00 Praha 1 svitek@lss. fd. cvut. cz

Obsah prezentace Úvod Metodika návrhu ITS systémů – – – metodika tvorby ITS architektury procesní analýza a systémové parametry ITS systémů funkční a informační ITS architektura ukázka ITS architektury ČR na ITS portálu balíčky ITS služeb Modelování ITS systémů – – odhad systémových parametrů modely dynamických procesů redukce dimenze rozsáhlých systémů vlnové pravděpodobnostní modely rozsáhlých systémů Hodnocení ITS systémů – metodický postup při hodnocení ITS řešení – ukázka synergií ITS balíčků – fuzzy-lingvistická aproximace Příklady použití navržené metodiky Závěr Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 2

Metodika návrhu ITS systémů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 3

Metodika tvorby ITS architektury Kontextový diagram ITS systému Funkční a informační dekompozice ITS systému Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 4

ITS architektura – procesní analýza F 2 F 3 IVM G 3 v prostoru (i v Architektura G 2 definuje základní uspořádání systému abstraktním): Management 1 Referenční architektura – definuje základní subsystémy, hlavní Management 2 aktory a jejich vztah s okolím Funkční architektura – definuje základní funkce systému Informační architektura – definuje informační vazby mezi jednotlivými funkcemi Fyzická architektura – definuje požadavky. Management a uspořádání Center fyzických 3 2 1 subsystémů a zařízení F 1 GNSS locator releasing Komunikační architektura – definuje komunikační vazby mezi G 1 factor: GOODS jednotlivými fyzickými subsystémy releasing factor: –DRIVER Organizační architektura přiřazuje humánní funkce jednotlivým systémovým komponentám Vehicle Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 5

ITS architektura – procesní analýza F 2 F 3 G 2 Bezpečnost (analýza rizik, strom hypotéz, atd. ) G 3 IVM Management 1 Spolehlivost (schopnost systému poskytovat požadované funkce za daných podmínek v daném časovém intervalu) Dostupnost (schopnost systému poskytovat požadované funkce při vyvolání (inicializaci) procesu (aplikace) využívajících této funkce) 3 Integrita (schopnost systému poskytovat časově korektní a. Center platné Management hlášení uživatelům o poruchách systému) 2 1 F 1 Kontinuita (schopnostreleasing systému poskytovat požadované funkce bez G 1 factor: GOODS přerušení během vyvolání procesu (aplikace)) releasing factor: DRIVER Přesnost (schopnost systému garantovat souběh mezi požadovanými GNSS locator(předdefinovanými) parametry a skutečnými (měřenými) parametry) Vehicle Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 6

Funkční ITS architektura - makrofunkce 1. Elektronické platby (platby za ITS služby, za použití infrastruktury, dopravního prostředku atd. ) 2. Management bezpečnostních a záchranných opatření (management nehod, management záchranných a bezpečnostních vozidel, sledování nebezpečných nákladů, atd. ) 3. Management dopravních procesů (plánování dopravy, řízení dopravy, management údržby dopravní infrastruktury, atd. ) 4. Management veřejné osobní dopravy (integrované dopravní systémy, státní správa atd. ) 5. Podpora při řízení dopravních prostředků (protisrážkové systémy, noční vidění, atd. ) 6. Podpora mobility občanů (předcestovní informace, osobní informační a navigační služby, atd. ) 7. Podpora dohledu nad dodržováním předpisů (činnost správních úřadů, policie atd. ) 8. Management nákladní dopravy a přepravy (management přepravy nákladů, řízení nákladních dopravních prostředků) 9. Dopravně-přepravní databáze (ITS datový registr, dopravní informační databáze, atd. ) Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 7

Funkční ITS architektura - funkční dekompozice 1. Makrofunkce elektronického vybírání poplatků 1. 1. Funkce uzavření kontraktu 1. 1. 1. Funkce uzavření elektronického kontraktu 1. 1. 2. Funkce přehledu kontraktů 1. 2. Funkce správy kont uživatelů 1. 3. Funkce elektronické transakce 1. 2. 1. Funkce 1. 3. 1. Funkce aktuálního stavu zjištění uživatele uživatelského 1. 3. 2. Funkce konta Identifikace 1. 2. 2. Funkce uživatele odečtení platby z uživatelského 1. 3. 3. Funkce kontroly kontraktu konta 1. 2. 3. Funkce informace o transakcích a věrnostních programech 1. 4. Funkce příjmů operátorům 1. 5. Funkce zabezpečení proti chybám 1. 4. 1. Funkce rozdělení příjmů 1. 5. 1. Funkce kontroly uživatelů 1. 4. 2. Funkce plateb na konta operátorů 1. 4. 3. Funkce 1. 3. 4. Funkce informování informací a návodů operátorů o transakcích 1. 3. 5. Funkce výpočtu poplatku 1. 5. 2. Funkce detekce narušitele platby 1. 5. 3. Funkce detekce narušitele při vstupu 1. 6. Funkce managementu tarifů a přístupových práv 1. 6. 1. Funkce managementu tarifu 1. 6. 2. Funkce managementu přístupových práv 1. 5. 4. Funkce kontroly fyzického přístupu ke službám 1. 3. 6. Funkce kontroly platby Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 8

Funkční ITS architektura Tabulka funkcí: Např: Funkce 1. 1. Uzavření kontraktu Nadřazená funkce - Podřazená funkce 1. 1. 1. Uzavření elektronického kontraktu 1. 1. 2. Přehled kontraktů Vstupní datové toky Výstupní datové toky cst. ep_kontrakt_data ep. cst_kontrakt ep_kontrakt_registrace … popis: Funkce zahrnuje vytvoření kontraktu mezi uživatelem různých služeb a poskytovatelem těchto služeb. Kontrakt definuje práva uživatele, jeho přístup k různým službám a metody platby těchto služeb. Funkce poskytne operátorům data o kontraktech týkajících se daných služeb. Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 9

Informační ITS architektura Datové toky vystupující/vstupující z/do makrofunkce č. 1 a tekoucí mezi makrofunkcemi Datové toky vystupující z makrofunkce č. 1 Datové toky vstupující do makrofunkce č. 1 Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 10

Informační architektura Tabulka datových toků: Např: Datový tok - ep. cst_kontrakt Nadřazený datový tok ep. cst_vystupy Podřazený datový tok - Zdroj Cíl 1. 1 Uzavření kontraktu 1. 1. 1 Uzavření elektronického kontraktu Cestující popis: Obsahuje všechny prvky smlouvy (kontraktu) mezi cestujícím a poskytovatelem či externím poskytovatelem služby. Prvky datového toku, z nichž některé nemusí být zastoupeny: ID uživatele, ID vozidla, ID služby, parametry přesně vymezující výsledný efekt služby, doba platnosti, ID provozovatele služby, způsob platby, číslo elektronického účtu Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 11

Informační ITS architektura – informační dekompozice Databáze Datové toky mezi funkcemi a databázemi Datové toky vstupující z makrofunkcí do makrofunkce č. 1 Datové toky vstupující z terminátorů do makrofunkce č. 1 Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 12

Informační ITS architektura – databáze Tabulka databází: Např: 1. 1. Databáze evidence kontraktů Makrofunkce Vstupní datové toky Výstupní datové toky 1. Elektronické vybírání poplatků ep_kontrakt_registrace ep_kontrakt popis: Databáze evidence kontraktů je částí makrofunkce elektronického vybírání poplatků a obsahuje detaily týkající se kontraktů mezi uživateli ITS služeb a poskytovateli těchto služeb. Databáze umožňuje získávání detailů týkajících se kontraktu, jako např. uživatelské ID, ID poskytovatele služeb, ID služby, atd. Aby byla zaručena právní ochrana osobních údajů, každý poskytovatel vede svůj soubor, který slouží pouze pro jeho účely. Je zakázáno vytvářet soubory uživatelů přístupné dalším poskytovatelům služeb. Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 13

ITS architektura ČR na ITS portálu Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 14

ITS architektura ČR na ITS portálu Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 15

Balíčky ITS služeb ITS Aplikace Balíčky ITS služeb ITS Architektura Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 16

Modelování ITS systémů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 17

Odhad systémových parametrů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 18

Modely dynamických procesů Filtrace a predikce (odhad trajektorií) Fúze dat z více senzorů Rozhodovací procesy (detekce rozdílu mezi modely) Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 19

Redukce dimenze rozsáhlých systémů Kompletní počet detektorů Chyba klasifikace 43 13% Počet virtuálních detektorů Chyba klasifikace 16 14% 20 10% 25 11% Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 20

Vlnové pravděpodobnostní modely rozsáhlých systémů výstup Neznámý rozsáhlý systém sada modelů Model 1 Model 2 Model. . výstupy modelů skládání modelů Odhad četnosti výskytu každého modelu (modul) Odhad fáze každého modelu (fáze) Model N Odhad výsledné kombinace dílčích modelů výstup - kombinace dílčích modelů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 21

Hodnocení ITS systémů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 22

Metodický postup hodnocení ITS systémů • Návrh ITS systému – – – • Definování alternativ ITS řešení, které svými dopady mají vliv na řešený problém Nalezení technického řešení dle ITS architektury a systémových parametrů pro každou alternativu Reprezentace ITS alternativních řešení formou balíčků služeb Hodnocení přínosů/nákladů – – Přiřazení dopadových/nákladových indikátorů balíčkům služeb Řešení synergií formou expertních pravidel Vyčíslení finančních hodnot Shrnutí přínosů/nákladů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 23

Příklad – 3 balíčky ITS služeb 1. sledování dopravy 2. šíření dopravních informací 3. navigování záchranných vozidel Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 24

Příklad – využití synergie ITS balíčků služeb Subsystém dopr. man. Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika Subsystém Silniční kom. 25

Fuzzy-lingvistická aproximace - zpracování různých informací (expertní znalosti, vzorce, statistické znalosti) - řešení synergií nákladových / přínosových indikátorů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 26

Příklady použití návrhu a hodnocení ITS systémů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 27

Příklady použití popsané metodiky návrhu ITS systémů Popsaná metodika byla použita v projektech: • Rámcová architektura ITS ČR • Informační systém pro sledování nebezpečných nákladů pomocí GNSS • Systém pro monitorování pohybu pohyblivých objektů po pohybové ploše letiště pomocí GNSS • Návrh ekologického a bezpečnostního systému elektronického mýtného • Návrh univerzální telematické vozidlové jednotky • Hodnocení pilotních projektů v rámci Euro-regionálního projektu Connect (e-Call, atd. ) • Software pro strategické hodnocení ITS projektů Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 28

Závěr Děkuji za pozornost Inteligentní dopravní systémy – Dopravní telematika 29