Sisteme de Informare a Calatorilor Din Transportul Public

Figura 14. Panou informare călători Helsinki  [18].

Torino, Italia: În anul 1992, orașul Torino a inițiat la scară largă un proiect STI care să îmbunătățească mobilitatea în zona urbană. Șapte organizații au încheiat un consorțiu pentru a cr eea o tehnologie de telematică pentru transport și trafic în Torino care se numeș te programul 5T. Obiectivele specifice ale acestui program au fost reducerea timpului de călătorie cu 25% și reducerea emisiilor și a consumului de combustibil cu 18%. Perioada de probă a  programului a fost din Martie 1996 până în Decembrie 1997. De -a lungul perioadei de probă, 5T a arătat abilitatea de a reduce timpul de călătorie cu până la 21%. Datorită succesului  perioadei de probă, în Iulie 2000, o companie numită 5T s.c.r.l a fost formată pentru a  proiecta, implementa, a manage-ui, a realiza mentenanța, și a prmova sistemul 5T. Operatorul de transport public, Azienda Torinese Mobilita S.p.A., este un partener important în 5T. Obiectivele 5T sunt următoarele: Mentenanța și administrarea sistemului 5T și a altor aplicații telematice care asigură mobilitatea în Torino, incluzând sistemul de control trafic; Dezvoltarea și administrarea sistemului 5T și a altor inițiative tehnologice asociate cu sistemul instalat în zona metro politană; Promovarea și administrarea comercială a inițiativelor și serviciilor rezultate din activitățile anterioare de dezvoltare, cu o atenție în mod particular pe dezvoltarea și integrarea sistemelor și alte sisteme oferite pentru serviciile publice; Proiectarea, instalarea, și administrarea altor sisteme din zona metropolitană a Italiei; și Participarea la inițiative de cercetare cu scopul de a dezvolta sectorul telematic al transporturilor. 5T are șapte subsisteme: 1. Sistemul de Supraveghere al Orașului care monitorizează condițiile de trafic la fiecare 5 minute, prognoza de mobilitate la fiecare o oră, și verifică efectele poluării asupra mediului. 









13

2. Sistemul de Control al Traficului Urban administraează semafoarele și prioritizează culoarea verde pentru transportul public. 3. Sistemul de Management al Transportului asigură regularitatea transportului public și viteza prin intermediul Sistemului de Servicii de Informații(SIS), care este sistemul AVL. SIS a fost dat în funcțiune din anul 1994 și este complet i ntegrat cu Sistemul de Management al Transportului care de asemenea furnizează prioritate de verde. Sistemul de Management al Transportului furnizează de asemnea informații în timp real cu privire la sosirea autobuzului în stație, pentru a furniza această informație folosește peste 200 de panouri informative amplasate în stațiile de autobuz numite și VIA(de la Visualizzazione Informazioni Arrivi). 4. Sistemul de Control și Management al Parcărilor care este conectat la nouă automate de facilitarea a parcărilor. Oferă o prognoză despre disponibilitatea fiecărei parcări și asigură rezervare de la distanță prin intermediul unui terminal. 5. Sistemul de Control și Monitorizare a Mediului utilizează prognoza meteo, date de la 11 stații de detecție a poluări, și informații de trafic pentru a preveni schimbările condițiilor mediului în scurt timp. 6. Sistem de Ghidare Colectivă a Rutei, care oferă o ghidare a rutei dinamice printr -o varietate de parți ale orașului prin DMS -uri. De asemenea furnizează informații în timp real cu privire la parcările disponibile. Operează 26 de DMS-uri și 23 de semne de ghidare spre parcări. 7. Sistemul de Informații Publice TITOS furnizează informații în timp real despre transportul public, trafic și parcări, prin intermediul internetului și a ter minalelor video interactive. De asemenea a fost implementat și un sistem de informare a călătorilor  prin intermediul mesajelor SMS [15].

Figura 15. Sistem de informare a călătorilor Italia  [19]. Personalized Information on Disruptions to Public Transport Exclusive to Users of Public Transport (PIEPSER): este un proiect German Magdeburg acesta pilotează implementarea unei operațiuni de servicii de notificare a utilizatorilor transportului public atunci când apare o înârziere sau o perturbare a călătoriei prevenind apariția unor displăceri la nivelul călătorilor. Ca urmare, neplăcerile și eforturile cotidiene de prevenire a unei situații în prealabil pot fi 14

minimizate. Un plus adus pentru notificările de perturbare, este distri buirea de alternative întrun sistem de transport multimodal pentru pasagerii afectați, care, depinzând de anumite condiții, pot permite sosirea la destinație la timp. Alternativele pot fi de natură spațială, temporară sau modală. Sunt câteva aspecte care fac ca acest proiect să fie unic față de majoritatea sistemelor TTI, incluzând următoarele: Procesele și datele integrate provin din mai multe surse diferite; Este disponibil doar pentru clienții care plătesc un abonament lunar; și Folosește un limbaj st andard pentru design-ul sistemului și al software-ului(Unified Modeling Language). Arhitectura sistemului distribuit, conține șase entități diferite care folosesc date de călătorie dinamice cât și statice. Persoana Orientată(DOM): a fost realizat în anul 2002, și a demonstrat capabilitatea de a furniza călătorilor un pachet integrat de servicii de călătorie care sunt disponibile pe durata întregi călătorii de la stadiul de pre -călătorie până la sfârșitul călătoriei. Conceptul cheie care a stat la baza acestui proiect este Reisemappe, sau pachetul de călătorie, care conține care conține toate informațiile colectate din faza pre-călătoriei și sunt folosite de-a lungul întregi călătorii. Un alt aspect important al sistemului DOM este că toate serviciile mobile furnizate  prin intermediul DOM sunt bazate pe locație deci atunci când un client primește informații acestea sunt specifice cu locația și timpul cereri [15]. 





Figura 16. Panou informare călători Germania  [20]. Bruxel, Belgia Proiectul Phoebus este focusat pe trei domenii cheie: baza de date a transportului  public (PTDB), sistem de informare a pasagerilor (PIS), și sistem cerere-răspuns (DRS). PIS furnizează informații despre timpul de așteptare a autobuzelor în timp real care sunt implementate in rețeaua de autobuze din Bruxel. În stațiile de autobuz, PIS afișează trei tipuri de informații pe diferite câmpuri: 1. Câmpul cu timpul de așteptare care afișează un mesaj predefinit cu numărul liniei de autobuz și destinația (cu informații despre traseu dacă es te cazul), plus o dată variabilă care corespunde timpului real de așteptare în minute; 2. Ecranul cu mesaje care afișează mesaje care pot fi predefinite în sistem sau pot fi mesaje compuse de către operator și primite în timp real in formatul ASC II; și 3. Ecranul cu date care afișează timpul și data. 15

Schema proiectului pilot Phoebus , care oferă informații cu privire la  timpului de așteptare a autobuzului a fost lansată în 1994, instalat pe cinci stații de autobuz din Bruxel. Ca din anul 1999, două linii de auto buz au fost complet echipate și funcționale, cu un nivel mare de satisfacție a utilizatorilor. Sistemul public de transport din Bruxel (Société des Transports Intercommunaux de Bruxelles [STIB]), a  plănuit să extindă sistemul în întreaga sa rețea, incluzând rețeaua de tramvaie și autobuze din întreaga regiune a Bruxelului. Sistemul afișează informații în timp real despre timpul curent de aș teptare a autobuzelor în stație. Aceste informații sunt oferite doar autobuzelor care aparțin rețelei STIB. Cu toate că linia de tramvai a rețelei STIB este integrată în sistem, nu exită însă integrare cu doi operatori care sunt activi în regiunea Bruxelului. La capul liniilor de autobuz, sistemul indică ora următoarei îmbarcări cu o  oarecare  precizie. Această informație este de asemenea disponibilă pentru conductori, pentru a se asigura că nu există nici o întârziere față de ora de plecare stabilită. Tipul acesta de informații ajută pe deoparte călătorul că acesta știe la ce oră îî va pleca autobuzul și pe cealaltă parte șoferul deoarece acesta va ști ora exactă la care autobuzul va pleca. O altă funcție interesantă este aceea de a da călătorilor oportunitatea de a taxa un ș ofer în cazul în care acesta nu a  plecat la ora stabilită în program. Sistemul este capabil să ofere informații de călătorie într -un sistem de transport multimodal. Rețeaua de autobuze din Bruxel a fost echipată la începutul anilor 1990 cu un Sistem de Control al Programărilor Vehiculelor (VSCS), care a fost instalat pentru a îmbunătăți monitorizarea în timp real. VCS-urile au ca funcție principală compararea poziției actuale a autobuzelor cu o poziție teoretică definită într -un tabel. Formal, informația exclusivă este utilizată de operatorii din centrul de control pentru o prognoză regulată. În orice caz, fără nici o modificare, sistemul este deasemenea capabil să proceseze și să prezică presupusa oră la care vin autobuzele în diverse stații. Compania operatoare de transport a decis să profite de acest avantaj pentru a fi capabilă de a furniza informații către pasagerii ce se află în stații așteptând autobuzul. Sistemul a fost implemetat cu un buget foarte redus datorită faptului că informațiile despre locația autobuzului în timp real erau deja disponibile în s istemul existent VSCS. De asemenea, faptul că nici o infrastructură de transmisiune a informației nu a trebuit deoarece exista o rețea de broadcast și aprovizionarea cu energie solară a făcut ca sistemul să fie foarte fiabil pentru orice operator care nu d orește să cheltuiască mult pentru o nouă infrastructură. Sistemul a fost foarte bine primit de către călătorii care utiliz au transportul public. Studiile arată că peste 90% din pasagerii privesc afișajele cu informații de călătorie. Din toți  pasagerii, 10% au spus că ei folosesc acum mai frecvent rețeaua decât înainte ca acest sistem să fie implementat. Sistemul a avut un important efect psihologic, similar cu sistemul Londonez Countdown. Cercetători au analizat statisticile și au observat că atunci când eș ti anunțat că vei aștepta 10 minute, psihologic ți se va induce impresia că au trecut doar 3 minute de așteptare. Mulți pasagerii simt că sistemul le dă o mai mare încredere în sistemul de 16

transport public. De asemenea se oferă pasagerilor oportunitatea, dacă timpul de așteptare  permite, să facă cumpărături rapide până la timpul îmbarcării în autobuz  [15]. Paris, Franța În Paris, ca și in multe alte orașe Europene, cele două majore autorități de transport -Régie Autonome des Transports Parisiens (RATP) și Societe Nationale des Chemins de Fer Francais (SNCF) — care au dezvoltat o nouă tehnologie care le permite sporirea operațiilor din rețea și a servicilor oferite către clienții . Aide à l’Intervention Globale sur les Lignes en Exploitation (AIGLE) și sistemele ALTAIR, implemenate de RATP, ambele bazate pe DGPS tip AVL. AIGLE furnizează un sistem de securitate și pentru  pasageri si pentru personalul RATP, și ALTAIR furnizează informații în timp real la bordul autobuzelor și in stațiile de autobuz. ALTAIR este analog cu Système d’Information en Ligne (SIEL), care furnizează informații în timp real pentru regionala feroviară RATP (RER). SNCF a implementat sistemul InfoGare care furnizează informații în timp real pentru călători din Île de France. În 1995, după succesul dezvoltări unui prototip al sistemului, RATP a pornit aplicația experimentală a ALTAIR pe ruta 47. Acest proiect pilot a condus la faptul ca în 1997 să apară rute adiționale, o rută de autobuz și una de tramvai. Implementarea completă a sistemului ALTAIR a început pe 1 octombrie 1999, în faze. Faza 1 include implementarea echipamenului AVL pe 1500 de autobuze și a DMSs în 2400 de stații de autobuz. Sistemul ALTAIR informează utilizatorii care așteaptă în stația de autobuz sau care realizează călătorii și se află la așteptarea celui de al doilea autobuz. De asemenea informează conducătorii de autobuz despre distanța și decalajul de timp dintre precedentul autobuz și următoarele autobuze. Informațiile în timp real despre timpii autobuze lor sunt furnizate utilizatorilor pe mai multe căi media. Urmărind un studiu a celei mai bune forme de suport pentru aceste informații, RATP a decis să se focuseze pe telefonia mobilă. Un server furnizează informații audio/video depre timpii in care sunt a utobuzele în stație pe anumite rute. Folosind meniul ,  pasagerul alege o stație de autobuz și poate primi pe telefonul mobil aceleași informații care sunt afișate și ăn stația de autobuz. La stația de autobuz, informațiile sunt furnizate în următorul format: numărul rutei de autobuz, destinația finală, timpul de așteptare, perturbarea serviciului și informații despre rețea. Până la opt timpi ai rutelor pot fi afișați, și informațiile sunt actualizate la fiecare 25 secunde. În interiorul autobuzului, stațiile de autobuz sunt anunțate și afișate pe un display tip LED. Acuratețea localizări vehiculului este suficientă pentru a declanșa anunțurile fără o intervenție din partea contuctorului la un moment dat, sincronizarea cu sosirea autobuzului în stație, chiar dacă autobuzul a schi mbat ruta. În plus, rețeaua de comunicații  permite autobuzelor să primească mesaje de serviciu trimise automat sau de un centru de management a traficului, ca avertizare a deviațiilor, întreruperi ale serviciului și alte informații. 17

Sistemul AGILE a fost realizat pentru a spori siguranța autobuzelor atat pentru  pasageri cât și pentru conductori, permițând monitorizarea centralizată a securității aplicate autobuzelor și un management al protocoalelor de siguranță. În scopul unei siguranț e centralizate, autobuzele au nevoie să fie localizate cât mai precis , și securitatea să fie monitorizată. Locația autobuzelor și protocoalele sunt stabilite folosind sistemul AVL care este deja descris pentru ALTAIR. Datele relevante pentru siguranță sun t de asemenea monitorizate în RATP și centrele de control ale poliției. Alarmele și poziț ionarea vehiculelor sunt afișate pe ecran. În octombrie 1994, RATP a completat prima fază de localizare a vehiculelor în scopul siguranței. La sfârșitul lui 1999, impl ementarea a pornit, cu scopul de a echipa toate autobuzele cu echipamente de securitate până în 2001. Angajați RATP folosesc de asemenea un sistem Plan d’Information Voyageur  Informatisé, pentru a primi informațiile terminale în birou, pentru a răspunde la cererile de apel ale publicului, în general. Sistemul este esențial , un sistem de referință care prezintă moduri alternative și oferă posibilitatea de a creea itinerarii între o origine și o anume destinație. Baza de date acoperă o rază largă de informaț ii necesare pentru planificarea unei călătorii, incluzând următoarele: O hartă interactivă; O listă de rute; O hartă cu rute ce pot fi alese; Opriri; Tabele de timp; Adrese, străzi directoare, și locuri principale; Timpi de călătorie; și Informații turistice. Scopul InfoGare, care este implementat de către SNCF(operatorul național feroviar), a fost de a intensifica informațiile oferite pasagerilor din stațiile căilor ferate. Acest proiect, curent in fază de demonstrație, este programat pentru o scară largă  de dezvoltare pentru întreaga regiune a Île de France respectiv în 350 de stații  [15]. Munchen, Germania Regiunea Munchen---incluzând orașul Munchen, care este adesea menționată ca fiind marea regiune Munchen---are 2.4 milioane locuitori cu 1.49 milioane de vehicule înregistrate și ocupă peste 1930 kilometri pătrați. Sistemul public de transport din Munchen cuprinde 71 kilometri în subteran, 436 kilometri de rute de autobuz. În medie, tranzitul rapid este utilizat de către 700,000 de pasageri și în subteran de 800,000 de pasageri în fiecare zi lucrătoare. Conceptul de management cooperativ al transportului a fost dezvoltat pentru a contribui ca soluție la problemele transportului din regiunea metropolitană; soluția conceptului trebuie să de acomodeze cu transportul din orașul medieval cât și cu zona metropolitană industrializată. În conceptul unui management cooperativ al transportului, administrația, industria, și instituțiile care se ocupă cu cercetarea cooperează pentru a dezvolta 















18

o strategie și o tehnol ogie care să impărtășească principiile unui sistem S TI. Proiectul de bază care este relevant pentru transportul călătorilior cuprinde următoarele: BayernInfo este o dezvoltare la scară largă a proiectului privind controlul multimodal și centre de informații care furnizează o bază de date pentru informațiile de trafic furnizate prin asistenți personali de trafic și internet. INFOTEN este un sistem informații pentru transportul multimodal din rețeaua de transport Trans -Europeană din interiorul și dintre regiunile Europene: Austria, Germania, Italia, și Elveția. Mobilität im Ballungsraum München (MOBINET) este un proiect STI de 4.5 milioane de euro. Implementarea programului este concentrată  pe transportul public, managementul traficului pentru drumurile arteriale, servicii de informații, și măsuri de reducere a cereri crescute ,  pentru a menține o mobilitate fiabilă. Münchner Verkehrs und Tarifverbund (MVV) este autoritatea de transport public în marea regiune a Munchenului. Executivul transportului public din regiunea Bavaria este guvernul. Operatori de transport public sunt Deutsche Bahn AG Railways; deținători individuali de autobuze; și metroul orașului, autobuze, care sunt operați de Stadtwerke Munich (SWM). BayerInfo a furnizat o fundație pentru serviciile de informare a călătorilor în Munchen încă din anul 1995. A fost un program inițiat de către Bavaria Online, ca o parte a  programului ofensiv pentru viitorul Bavariei al statului guvernamental Bavarian și este finanțat de Statul Liber Bavarian cu aproximativ 5 milioane de euro. Proiectul inițial a fost suportat de către participanții industriali parteneri cu 4,5 milioane de euro. Scopul proiectului BayerInfo este de a dezvolta un sistem de informare a traficului regional care să cuprindă un centru de informațional de nivel statal și două centre informaționale pentru zona metropolitană a Munchenului și Numbergului. Aceste centre vor furniza o analiză dinamică a traficului și o prognoză, rapoarte despre situația traficului curent, și tabele de timp pentru a informa utilizatorii de drumuri din Bavaria. Obiectivele adiționale includ Elektronische Fahrplanauskunft (EFA), care furnizează informații cu ajutorul unor tabele de timp electronice; un sistem de informare pentru transportul public; și utilizare a de mici, planificatoare mobile portabile precum și site -uri web pentru a informa călători înainte sau pe durata unei călătorii. Dezvoltarea și integrarea centrelor de informare a traficului stă pe umeri companiilor private care colaborează de asemenea cu  statul. EFA Bavaria furnizează la nivel statal, din ușă în ușă informații despre transportul  public prin intermediul unor tabele de timp , extinzând dincolo de granițe sistemele individuale. Tabelele de timp complete sunt stocate pentru acest scop. Pentru aceste date, EFA aprovizionează timpul de plecare, informații despre rutele autobuzelor și transferul între trenuri, și, în anumite cazuri, tariful. Informațiile sunt adaptate la nevoile clientului deoarece 





19

sistemul stochează un număr important de repere importante și puncte de transfer între sistemele individuale de transport. Informațiile EFA pot fi obținute de pe internet. BayerInfo oferă o platformă pentru informații dinamice, fiabile și orientate către utilizatori, cu acces ușor către utilizatori. Punctele de origine și de destinație date pe întregul teritoriu al Bavariei sugerează cea mai bună rută, 24 de ore pe zi. Dezvoltarea unui sistem de planificare a rutelor, bazându-se pe un sistem de transport intermodal, și testarea asistenților de călăt orie portabili este un obiectiv major. Infrastructura este furnizată pentru accesa informații din centrul de informații trafic și din centrele regionale din zona metropolitană a Munchenului și Numbergului, precum și de la tabelele electronice de timp statale. În acest fel, asistenții de călătorie portabili oferă acces la informații curente de trafic în orice perioadă de timp, în toată Europa, prin intermediul telefoanelor mobile. Planificatorul de călătorie intermodal este capabil să caute în baza de date a serviciului de transport public și în rețeaua de autostrăzi pentru a furniza timpii de plecare și sosire pentru transportul public, timpii de călătorie, și costul de călătorie estimativ pentru mașini și pentru transportul public. Acest sistem este diferi t de celelalte sisteme de informare a călătorilor prin faptul că folosește informații din mai multe surse pentru a oferi călătorilor o planificare eficientă de călătorie. Aceștia pot prevedea întârzierile și astfel pot alege un alt mijoc de călătorie oferit de către compania de transport public. Bologna, Italia Azienda Trasporti Consorziali (ATC), este operatorul public de transport din Bologna, este un partener integral in majoritatea proiectelor STI care au fost desvoltate în Bologna. STI, multe sisteme care au fo st concentrate să furnizeze informații de tranzit călătorilor(TTI), incluzând următoarele: Controlul traficului urban, care include integrarea între transportul public și cel privat. Gestionarea semafoarelor din trafic, care utilizează informați i în timp real pentru a controla semnalele din trafic. Acest sistem este integrat cu sistemul ATC- ul AVL așa îcât autobuzele să primească prioritate în intersecție. Monitorizarea traficului, care include un centru de control al traficului care furnizează informații în timp real DMS-urilor instalate în diverse locații din zona Bolognei. Sistemul ATC AVL, care monitorizează toate autobuzele. Stații de autobuz electronice, care conțin DMS -uri care afișează în timp real informații de sosire, telefoane fixe, mașini care emit bilete de călătorie, și sisteme de supraveghere video. Informații în timp real prin intermediul telefoniei mobile GSM, care furnizează aceleași informații care sunt afișate la stațiile de autobuz echipate. Utilizatorul selectează un cod specific rutei lui de autobuz și îl trimite prin SMS către sistem  pentru a primi informații despre tabelele de timp. Acest sistem se deosebește de celelalte sisteme prin faptul că dispune și de informații statice pe lângă cele informații dinamice care le furnizează călătorilor din transportul  public [15]. 20 











2.1 Stadiul platformelor multimedia de informare a călătorilor în Europa. Pe lângă panourile cu informații amplasate în stațiile mijoacelor de transport, utilizatori sistemului public de transport sunt informați și prin intermediul platformelor multimedia, care sunt reprezentate de site- uri web și aplicații mobile. Astfel sistemul de informare a călătorilor din Londra pune la dispoziția utiliz atorilor un site web unde aceștia își pot planifica o călătorie. Site -ul este foarte ușor de folosit și de asemenea sugestiv. Poți planifica o călătorie prin alegerea lucului de plecare, care poate de asemenea să fie detectat prin intermediul rețelei mobile sau a GPS- ului, și destinația. Apăsând butonul de căutare îți sunt afișate toate rutele posibile către acea destinație, alegera rutei rămâne la latitudinea utilizatorului.

Figura 17. Platforma web Londoneză de planificare a unei călătorii [ 73]. Site-ul web care oferă informații de călătorie în Berlin este mult mai complex, acesta oferind călătorilor avertismente în cazul în care pe o rută apare lucrări de mentenanță, astfel utilizatori pot alege o rută alternativă. Acest site este disponibil în două limbi, germană respectiv engleză. Acesta oferă informații de călătorie, informații despre prețul biletelor de călătorie și timpi de sosire al mijloacelor de transport. Acesta platformă combină toate mijloacele de transport inclusiv trenul pentru a oferi o gamă diversă de alternative de călătorie  pe distanțe mari.

Figura 18. Platforma web de planificare călătorie Berlin [ 74]. 21

Utilizatori transportului public din Budapesta au la dispoziție de asemenea o platformă web de unde își pot planifica o călătorie. Această platformă combină toate mijloacele de transport pentru a oferi posibilitatea utilizatorilor de a călători pe distanțe mai mari. Dacă alegem să dăm click pe ruta unui autobuz ni se va afișa ora la car e ajunge autobuzul în ficare stație. Site-ul are în componență și o hartă a orasului Budapesta unde îți este prezentată  poziția în timp real a autobuzului. Sistemul de asemenea oferă informații despre modelul autobuzului și dacă acesta dispune locuri pentru persoane cu dizabilități.

Figura 19. Sistemul de informare a călătorilor în timp real Budapesta [ 75].

Platforma web a sistemului de informare a călătorilor din orașul Oslo oferă de asemenea informații în timp real despre poziția autobuzelor. Acest sistem dispune de un  planificator de călătorie care, asemănător cu sistemele prezentate, combină mai multe mij loce de transport. Și acest site este tradus și în limba engleză. Și acest sistem dispune de o hartă  pentru a arăta în timp real poziția unui autobuz pe hartă.

Figura 20. Sistem de informare a călătorilor în timp real Oslo [76]. Acestea sunt doar câteva din orașele care au implementat un sistem de informare a călătorilor în timp real prin intermediul unor site-uri web. Alte țări care pun la dispoziție astfel de planificatoare de călătorie sunt: Irlanda : care oferă informații despre sosirea mijloacelor de călătorie, informații despre prețul unei călătorii și  poziționarea pe hartă a vehiculului; Portugalia; Viena; Ucraina care oferă și o aplicație pentru mobilele Android. 22

Capitolul 3. Tehnologii utilizate de sistemele de informare a călătorilor. Obiectivul principal al sistemelor de informare a călătorilor e acela de a oferi informații de călătorie către utilizatorii sistemului public de transport, pentru a implementa această funcționalitate avem nevoie de tehnologii de localizare a vehicului, tehnologii de transmisie și procesare a informației și de asemenea tehnologii de afișare a informației  procesate. În vederea înțelegerii modului de funcționare a acestor tehnologii , care fac posibilă informarea călătorilor, voi prezenta în următoarele subcapitole fiecare tehnologi e în parte.

3.1 Sistemul automat de localizare a vehiculelor (AVL). Localizarea automată a vehiculelor (AVL) este un sistem computerizat de urmărire a vehiculelor. Pentru tranzit, poziția în timp real a fiecărui vehicul este măsurată și locația sa este transmisă unui centru de control. Determinarea poziției actuale și tehnicile de transmisie a informației depinde de nevoile sistemului de trnazit și de tehnologiile alese. De obicei, informațiile privind poziția vehiculului sunt stocate la nivelul vehicului pentru o perioadă de timp, care poate fi scurtă de câteva secunde sau lungă de pană la câteva minute. Informațiile de poziție pot fi transmise către centrul de control în formă brută sau prelucrate la nivelul vehiculului înainte de a fi transmise [21].

Figura 21. Pă rțile componente ale sitemului AVL [22]. Sistemele AVL au la bază două tehnologii, tehnologia de localizare și tehnologia de transmisie a datelor. Tehnologia de localizare este folosită pentru poziției curente a unui anumit vehicul din sistem, respectiv tehnologiile de transmisie a datelor sunt folosite pentru a transmite informațiile către un sediu central. „Sistemul AVL poate avea la dispeceratul central o hartă electronică pe care să se afişeze poziţia curentă a vehiculelor, sau poate produce doar rapoarte legate de poziţie, viteză 23

sau alţi parametri culeşi de la bordul vehiculelor monitorizate. Precizia de localizare a vehiculelor este direct dependentă de tipul de sistem de poziţionare prin satelit, sau de metoda de culegere a informaţiilor de la bordul vehiculelor, în cazul când sistemul de poziţionare prin satelit nu este singurul senzor de la bord (mai pot fi odometre sau închiderea-deschiderea uşilor în staţii pentru vehiculele de transport în comun). Precizia afişată la dispecerat depi nde şi de frecvenţa de transmitere a interogărilor către vehicul sau de frecvenţa raportărilor automate. Unele sisteme de localizare (sistemul automat de identificare a navelor) permit varierea automată a vitezei de transmitere a mesajelor de poziţie (numită şi polling) în funcţie de viteza de deplasare sau de viteza de giraţie a vehiculelor. Trebuie însă să se ţină cont şi de încărcarea reţelelor de comunicaţie, dar şi de latenţa acesto r a, întrucât la un număr mare de vehicule monitorizate, dacă frecvenţa de transmitere a mesajelor este prea mare, la un moment dat reţeaua de comunicaţii radio va fi sufocată de numărul mare de mesaje şi vor apare întârzieri, ceea ce va provoca erori la poziţionarea în timp a vehiculelor pe harta electronică Legat de sistemel e de comunicaţii, acestea au, de asemenea, un rol important în buna funcţionare a unui AVL: • pot exista sisteme dedicate prin radio, pe frecvenţe proprii (trunking), dar la acestea costul investiţiei iniţiale este mare, iar problema principală care se pune este acoperirea reţelei radio pe tot traseul efectuat de vehicul; • sistemele ce utilizează reţelele publice de comunicaţii mobile (CDMA sau GSM) folosesc mai multe tehnologii de transmitere a mesajelor de la bordul vehiculelor: o mesaje scurte ce utilizează centrul de mesaje al reţelei celulare (GSM) – au avantajul că, în cazul  pierderii temporare a legăturii reţelei cu vehiculul, mesajul este stocat în centrul de mesaje şi nu se pierde, sau vehiculul reîncearcă transmiterea mesajului la reintrarea în zona de acoperire. Au şi dezavantajul unei cantităţi relativ modeste de informaţii transmise  per mesaj de la bordul vehiculelor, sau cel al întârzierii mesajelor în cazul în care reţeaua nu le tratează  pe acestea cu prioritate (costuri suplimentare cu furnizorul de servicii de comunicaţii” [22’ ]. Fiecare sistem AVL folosește una sau mai multe din următoarele tehnologii de localizare: calcularea rutei, stații radio plasate la sol, posturi de semnalizare și contoare de  parcurs, sistem de poziționare globală (GPS) [23]. Spre exemplu RATB asigură serviciul de transport public în București cu 82 de lin ii de autobuze, servite în perioadele de maximă solicitare cu 835 de vehicule.Toate autobuzele sunt dotate cu sistem AVL (Automatic Vehicle Location) și în proporție de 10% cu sistem automat de numărare a călătorilor. Datele colectate cu ajutorul computerului de bord de-a lungul  perioadei de serviciu sunt descărcatempe server la sfârșitul programului zilnic, la retragerea autobuzelor în autobaze, fiind arhivate cu ajutorul unei aplicații speciale de gestionare a acestor date [23’].  3.1.1  Sistemul de stocare a inf ormațiilor. O analiză asupra caracteristicilor I/O. Informațiile despre poziția vehiculului și alte informații achiziționate de către sistemul AVL sunt transmise prin intermediul Ethernet-ului sau a tehnologiilor Wireless către un sediu 24

central de procesar e a informațiilor. Aceste informații sunt stocate în tr-o bază de date . Aceste servere care îndeplinesc funcția de bază de date, trebuiesc să aibă o disponibilitate mare respectiv o fiabilitate bună.  O astfel de fiabilitate ridicată se poate obține numai pr in redundanță. Înțelegerea modului de analiză a caracteristicilor modelelor I/O din software-ul de management al bazelor de date Microsoft® SQL Server® și modul în care acestea se referă la o configurație fizică de stocare sunt utile pentru determinarea cerințelor de implementare  pentru orice încărcare de date dată. Un sistem I/O performant este o componentă critică a oricărei aplicații SQL Server. Subsistemele I/O ar trebui dimensionate in același mod ca și alte componente hardware, cum ar fi memoria si C PU. Pe masură ce volumul de lucru crește, este comună creșterea numărului de procesoare si creșterea cantități de memorie. Creșterea resurselor de disc este de asemenea necesară pentru a atinge performanța corectă, chiar dacă există deja suficientă capacitate pentru a ține datele. Dimensionarea sistemului de stocare  pentru un Server SQL poate fi dificila deoarece caracteristicile I/O diferă semnificativ între aplicații, în funcție de natura tipurilor de acces. Primul pas în a determina cerințele pentru sistemul de stocare este înțelegerea modelului I/O al aplicației. Frecvența cu care sunt scrise și citite informațiile impactează viteza de procesare a datelor a sistemului. Deci, trebuie î nțeles comportamentul ș i frecvența scrierilor/citirilor, pentru a înțelege corect cerințele sistemului. Diferitele tipuri de aplicații de bază de date au nevoi diferite în ceea ce priveș te citirea si scrierea datelor. În cazu l sistememelor de informare a călătorilor, în sediul central de management sunt implementate aplicaț ii de tipul depozit de date (Data Warehouse) pentru a stoca datele ce vin de la unităț ile mobile amplasate pe vehicul. Aplicatiile de tip Data Warehouse tind să întâ mpine problemele datorate activităților intense de scanare care acceseaz ă porțiuni mari de date la un moment dat . Aceste operaț iuni au ca rezultat dimensiuni mai mari de procese I/O decâ t alte tipuri de baze de date și necesită un subsistem de stocare care sa asigure transferul necesar. Acest lucru face ca viteza de transfer să fie suficientă  pentru a oferi o lățime de bandă între server și stocare. Aplicațiile co mune de tipul depozit de date includ aplicatii de suport decizional. Conectivitatea între serverul care procesează informațiile și baza de date se poate face  printr-un cablu SAS (SAS - Serial Attached SCSI ) care oferă o viteză de până la 1.2 GB/s sau  prin interemediul canalelor cu fibră optică care oferă o viteză de până la 8GB/s. Pentru o bună eficiență a scrieri și a citirilor în baza de date se recomandă utilizarea a 4 SSD (SSD –  Solid State Drive) în configurație RAID 5 sau 34 de discuri tradiționale de stocare în configurație RAID 10. De asemenea trebuie să fie prezentă și o memorie RAM cache de 8GB pentru a întâmpina un flux mare de date care ar putea veni la un moment dat. Datele sunt stocate în memoria cache doar atunci când sistemul de stocare nu mai face față.

25

 3.1.2  Sistemul de Poziționare Globală (GPS). Arhitectura sistemului GPS are în componență trei părți distincte: o constelație de sateliți care se află pe orbita pământului și tra nsmite un semnal continuu variant, staț ii de sol care actualizează coordonatele proiecțiilor sateliților și  a ceasurilor și, în final, receptoare care utilizează semnalele GPS pentru a își estima poziția proprie. Constelația actuală GPS conține 33 de sateliți care sunt organizați în șase orbite circulare nestaționare la 26,560 km deasupra pământului cu o perioadă de 12 -h. O acoperire totală GPS necesită 24 de sateliți operaționali. Sateliții adiționali funcționează ca piese de schimb active pentru a face față perioadelor de întreținere ocazionale și pentru a asigura robustețea sistemului [24]. „La data de 15 decembrie 2016, Galileo, sistemul european de navigație prin satelit va începe furnizarea de servicii inițiale pentru autoritățile publice, întreprinderi și cetățeni. Declarația privind serviciile inițiale ale programului Galileo înseamnă că sateliții Galileo și infrastructura la sol sunt în prezent pregătite din punct de vedere operațional. Aceste semnale vor fi foarte precise, însă nu vor fi disponibi le în orice moment. Din acest motiv, în timpul fazei inițiale, primele semnale Galileo vor fi utilizate în combinație cu alte sisteme de navigație prin satelit, precum GPS. În următorii ani, vor fi lansați noi sateliți pentru a lărgi constelația Galileo, ceea ce va îmbunătăți treptat disponibilitatea sistemului Galileo la nivel mondial. Constelația ar urma să fie finalizată în 2020, când Galileo va atinge capacitatea operațională deplină. Galileo este sistemul global de navigație prin satelit al Europei. Ac esta oferă o gamă de servicii de ultimă generație de poziționare, navigație și cronometrare pentru utilizatorii din întreaga lume. Galileo este pe deplin interoperabil cu sistemul GPS, însă va oferi o poziționare mai precisă și mai fiabilă pentru utilizatorii finali. La ora actuală, constelația Galileo este alcătuită din 18 sateliți, toți aflați deja pe orbită. Pentru constelația completă este prevăzut un total de 30 de sateliți și se preconizează că aceasta va fi finalizată  până în 2020. Deocamdată sunt deja disponibile pe piață primele telefoane inteligente Galileo,  produse de societatea spaniolă BQ, si se preconizează că și alți producători vor urma acest exemplu. Acest lucru va permite, de asemenea, dezvoltatorilor de aplicații să -și verifice ideile  pe baza unor semnale reale. Serviciile inițiale Galileo sunt gestionate de Agenția GNSS European (GSA). Programul Galileo în ansamblu este administrat de Comisia Europeană, care a transferat responsabilitatea pentru dezvoltarea sistemului și pentru sprijinul t ehnic pentru sarcini operaționale Agenției Spațiale Europene (ESA).” [Comisia Europeană-Comunicat de Presă] [25]. Stațiile GPS de la pământ sunt responsabile pentru monitorizarea poziției sateliților și le furnizează sateliților o corecție pentru timpul ceasurilor și actualizează orbitele sateliților. În prezent există suficiente stații de monitorizare de la sol încât să permită fiecărui satelit să fie urmărit de cel puțin două stații de supraveghere. Urmărirea simultană a sateliților îmbunătățește precizia calculări orbitei astfel crescând acuratețea localizări. Segmentul actual de control operațional include o stație de control principal, o stație comandă alternativă, 11 26

antene de comandă și control și 16 site -uri de monitorizare. Locațiile acestor facilități sunt  prezentate în harta de mai jos [26].

Figura 22. Locația stațiilor terestre GPS [27]. Receptoarele GPS își determină poziția prin urmărirea simultană a cel puțin 4, dar de obicei până la 12, sateliți. Receptoarele GPS pot fi amplificate cu alți senzori, cum ar fi altimetre, accelerometre, și giroscoape pentru a compensa decalajele în acoperirea GPS.

Receptor

Filtru trece  banda

Sincronizare

Inte rator

Generator de cod

Figura 23. Diagrama bloc simplificat ă a unui receptor GPS  [28]. Algoritmul de bază al poziționări GPS este suportat de toate receptoarele GPS și  permite receptorului să estimeze poziția în trei dimensiuni (latitudine, longitudine, și altitudine) prin urmărirea a patru sau mai mulți sateliți. Această estimare este calculată din  pozițiile estimate ale sateliților și ale intervalelor de la receptor la acei sateliți. În Figura 29, x, y, z reprezintă locația receptorului, și  ,  ,  reprezintă locația fiecărui satelit i. Locațiile satelitului sunt preluate din emisia broadcast (emite către toată lumea), a satelitului.   este distanța dintre receptor și satelitul i, care se deduce prin măsurarea timpului de tranzit al semnalului dintre satelit și receptor și înmulțirea cu vit eza lumini (Viteza lumini are valoarea de 3*108 m/s). Măsurarea timpului de transmisie a semnalului necesită ca ceasurile satelitului și ale receptorului să fie bine sincronizate între ele. În practică, cu toate acestea, utilizarea de cristale de cuart de un preț redus în ceasul receptorului introduce o diferență care face ca distanța de la satelit să pară mai scurtă sau mai lungă decât valorea reală. Din fericire, diferența introdusă de către receptor va fi aceiași pentru toți sateliții. Diferența de ceas indusă 27

de către sateliți este mult mai mică datorită acurateții extrem de precise a ceasurilor atomice. Ca rezultat, efectul diferenței introduse de către ceasul receptorului poate fi eliminat prin tratarea lui ca un necunoscut aditiv în calcularea locați ei [29].

Figura 24. Algoritmul de bază de poziționare a unui punct  [29].

 = √ ( −  ) + ( − )  + ( − )  −  

(3.1)

Locația receptorului este tridimensională în spațiu (x,y,z) și diferența de timp introdusă de către ceas b este se poate afla rezolvând ecuația (3.1) pentru cel puțin patru sateliți. În cazul în care mai mulți de patru sateliți sunt disponibili pentru receptor, datele redundate sunt folosite în încercarea de a reduce eroarea din locația estimată. Aceasta se face de obicei folosind o estimare a celor mai mici pătrate sau cu un filtru Kalman . Filtrul Kalman este un algoritm linear recursiv care rezolvă problema celor mai mici pătrate pentru un s istem liniar variabil în timp cu zgomote ne- staționare. Filtrul estimează starea unui sistem dinamic liniar la care măsurătorile sunt distorsionate de către un zgomot aditiv. Este un estimator optim , asumând faptul că măsurătorile au un zgomot Gaussian, și presupunând că celelate densități de probabilitate relevante sunt și ele Gaussiene. Comercial unitățile GPS utilizează acest algoritm de bază estimând locația cu o precizie medie de aproximativ 10 m. Pentru a permite ca distanța dintre satelit și receptor să fie estimată, satelitii GPS transmit semnale radio modulate de coduri de zgomot aleator (PRN), care conține o secvență  binară care este generată aleator. Receptoarele GPS compară în continuu semnalele care le recepționează cu datele locale generate de replica sateliților prin intermediul codului PRN. Fiecare satelit are semnalul propriu definit printr-un cod de zgomot aleator C/A astfel încât receptorul să știe exact despre ce sateliți este vorba. Timpul delta dintre semnalul recepționat și codul PRN local reprezintă timpul care îi ia să călătorească semnalului de la sateli t la receptor. Raza este calculată prin simpla multiplicare a timpului de călătorie cu viteza lumini [29].

28

Folosirea codurilor ortogonale PRN permite ca toți sateliții GPS să folosească aceiași frecvențe, în timp ce încă permite ca receptoarele să își diferențieze transmisiunile lor și să le urmărească în paralel.

Figura 25. Diferența de timp dintre satelit și receptor  [30].

Fiecare satelit GPS folosește două coduri PRN și le modulează pe 1,575 și 1,227 MHz. Codurile PRN pentru utilizatori civili conțin 1,023 pulsuri și se repetă la fiecare milisecundă și sunt modulează purtătoarea cu o frecvență 1,575 MHz. Un al doilea tip de coduri PRN este acela pentru domeniu militar în care codul este criptat și este modulat pe ambele frecvențe. Codurile militare au secvențe binare mult mai lungi compuse din 2.35  pulsuri care se repetă automat la fiecare 38 de săptămâni și sunt transmise cu o rată care este de zece ori mai mare decât codurile destinate civililor. Transmisia cu o r ată înaltă asigură utilizatorilor militari ai GPS-ului să aibă o precizie mult mai mare decât a utilizatorilor civili ai GPS -ului, și folosirea unei cod criptat de dimensiune mare face ca semnalul să fie inaccesibil utilizatorilor neautorizați. În sfârșit, utilizarea celor două frecvențe face ca receptoarele GPS militare să calibreze întârzierea ionosferică, o sursă cheie de aparitie a erorilor. Acuratețea teoretică a razei GPS-ului este 1/100 din puls, sau aroape 3 și 0.3 m pentru civili și militari, respectiv. În orice caz, așa cum vom discuta în următoarea secțiune, acuratețea razei GPS este influiențată de către diverse distorsiuni și erori  [29]. Receptorul GPS obține coordonatele de la sateliții printr -un mesaj de navigație la care semnalul de asemnea este modulat pe 1,575 și 1,227 MHz. Mesajul este codificat în cod PRN la o rată joasă de 50 de biți pe secundă. Mesajul de navigație are o lungime de 37,500 de biți și îi ia 12.5 minute să fie transmis. Mesajul conține toate informațiile relevante despre constelațiile GPS: coordonatele sateliților ca o funcție de timp, parametrii de corecție ai ceasului, direcția satelitului, starea de sănătate a constelației, și parametrii de corecție ai erorilor ionosferice. Pentru a calcula rapid locația receptorului GPS, coordonatele sateliților și ofsetul ceasului sunt repetate în mesajul de navigație la fiecare 30 de secunde. Acuratețea poziționării GPS este în funcție de eroarea în variația estimată și eroarea geometrică a sateliților. Le vom discuta pe ambele în ceia ce urmează. Întârzierea ionosferică, care rezultă din intersecția semnalului GPS cu gazul ionizat de deasupra atmosferei, variază în funcție de perioada zilei, timpul anului, activitatea solară, și unghiul cu care intră semnalul acesta acesta afectțnd lungimea căi prin ionosferă. Din fericire, modele rezonabile de întârziere în ionosferă au fost dezvoltate, lăsând o întârziere reziduală 29

de 4 metri. Deoarece întârzierea ionosferică variază învers cu pătratul frecvenței semnalului, receptoarele militare GPS pot să influiențeze asta prin urmărirea semnalelor pe ambele frecvenșe 1,575 și 1,227 MHz. Acesta este motivul majoritar al îmbunătățirii acurateții receptoarelor GPS militare. Întârzierile în troposferă au ca rezultat încetinirea semnalului GPS în atmosfera joasă. La fel ca întârzierea ionodferică, întârzirea troposferică poate fi prevăzută  prin modele matematice [29]. Erorile coordonatelor sateliților, care sunt de nivelul a 2 metri, au ca rezultat eșuarea modelului satelitului poziționat care este răspunzător de forțele care acționează asupra satelitului. Aplicațiile care necesită o acuratețe foarte înaltă, cum ar fi studiile geologice, pot elimina erorile aproape complet folosind date precise din orbită (acuratețea este la nivel de centimetru) care sunt disponibile prin intermediul internetului. În timp ce ceasurile atomice ale sateliților sunt foarte stabile, ele încă pot acumula  până la 17 secunde eroare pe zi, care se traduce în eroarea razei de până la 5 metri. Pentru a corecta asta, ceasul sate litului este monitorizat continuu prin intermediul stațiilor de monitorizare de la sol, și corecția ceasurilor este periodic transmisă. Asumând faptul că toate erorile de măsurare de la toți sateliți sunt identice și idependente, raza medie a erorii  poate fi calculată ca sumă a rădăcini patrate a tuturor surselor de eroare [29]. Calitatea estimației locației cu ajutorul GPS depinde de cât de bine sunt urmăriți sateliții de-a lungul cerului, și în general, geometria ideală este înâlnită atunci când sateliți se găsesc sub un unghi cât mai mare unul față de celălalt [ 31], în cazul în care sateliții sunt aliniați unul lângă celălalt în line sau grupați geometria este nesat isfăcătoare. Pentru a reduce erorile apărute în lo calizarea GPS s-a implementat DGPS(GPS diferențial), acesta utilizează, pentru a calcula poziția receptorului, pe lângă semnalul primit de la cei patru sateliți și un semnal de la o stație terestră, la care locația este bine cunoscută. Pe langă aceasta stația locală acționează ca un rec eptor, calculând erorile care apar, apoi transmițândule către receptori GPS ca semnale de corecție astfel locația este calculată cu acuratețe mult mai ridicată, iar precizia este și mai bună de 10m pentru receptoarele aflate la mai puțin de 50 km de stația  DGPS [32]. O altă metodă mult mai exactă de poziționare este metoda de măsurare în timp real RTK, aceasta se folosește de o legătură de transmisiune a datelor radio pentru a transmite datele de la satelit la receptorul GPS [33], calcularea poziției(coordonatelor) se face în timp real astfel astfel încât timpul dintre preluarea măsurătorilor și afișarea coordonatelor poziției este insesizabil. Un cluster RTK este un grup de stații referință strategic concepute pentru a oferi o singură linie de acoperire RT K într-o regiune specifică. Toate stațiile de referință din cluster sunt gestionate de o singură entitate [ 34]. Printre avantajele poziționări cu ajutorul tehnologiei GPS putem să le enumerăm pe următoarele: timp scurt de răspuns, precizie destul de ridicată pană la 10 m pentru aplicațiile civile, acoperire globală, disponibilitate ridicată (atunci când un satelit este în revizie este 30

înlocuit de rezerva sa, astfel nu există indisponibilitate din partea sateliților), echipamentul este foarte simplu de utilizat. Ca dezavantaje putem spune doar faptul că în anumite situații când receptorul se află în interiorul unui tunel semnalul este redus și apare o eroare de localizare.  3.1.3 I dentificarea vehiculului prin R F I D. Identificarea prin RadioFrecvență (RFID –  Radio Frequency IDentification), este folosită în domeniul transporturilor alături de sistemul de poziționare globală (GPS) pentru a crește acuratețea identificări vehiculului în zonele urbane. Sistemele RFID util izează undele radio pentru a identifica vehiculele. Siatemele de identificare RFID sunt compuse din trei componente, un cititor, un transponder și un computer sau orice alt sistem de procesare a datelor. Cititorul este compus dintr-o suită de componente electronice , care au scopul de a citi informațiile care sunt pe tag- ul de proximitate și un procesor care decodifică datele citite care apoi vor fi scrise într-o memorie. Cititorul are încorporată o antenă care este sau nu vizibilă, această antenă are scopul de a transmite datele citite către centrul d e management pentru a fi interpretate. Tag-ul de proximitate conține un cip electronic ca element principal, acesta are scopul de a controla comunicația între tag și cititor. Acesta conține o secțiune de memorie pentru a stoca codurile de identificare. Cititorul RFID emite un câmp electromagnetic a cărui mărime depinzând direct de mărimea antenei și frecvența pe care emite sistemul. Atunci când un tag trece printr -o zonă unde se află un cititor, acesta detectează semnalul generat de cititor și începe să c omunice informațiile stocate în memorie. Semnalul generat de către cititor oferă pe de o parte informații temporale pentru tag și energie pentru ai asigura funcționarea până la următorul cititor din traseu. Informațiile despre timp sincronizează comunicația dintre tag și cititor simplificând astfel designul de implementare. O dată ce datele au fost recepționate de către cititor acestea sunt decodificate apoi trec  printr-un algoritm de detecție a erorilor CRC (cyclic redundancy check). Dacă datele sunt valide acestea sunt transmise către centrul de management prin intermediul unui protocol de comunicații. Tag-urile pot fi active sau pasive. Un tag activ necesită conectarea la o baterie externă sau internă prin integrarea acesteia. Aceste sisteme au avantaj ul reducerii energie necesare generate de cititor, având o mai mare distanţă de citire. Ca dezavantaj au o durată de viaţă scurtă datorită bateriei, fiind utilizate doar în aplicaţii specifice, preţul este mai mare decât al tagurile pasive. Un tag pasiv op erează pe baza energiei generate de cititor. Acestea sunt mai mici şi mai uşoare decât cele active, mai ieftine iar durata de viaţă este teoretic nelimitată. Dezavantajul constă în distanţa redusă de citire. [35]

31

Pentru România conform reglementărilor ANCOM pentru dispozitivele cu rază mică de acționare precum emițătoare radio care asigură comunicația unidirecțională, fie  bidirecțională și care transmit pe o distanță scurtă cu o putere scurtă, se recomandă utilizarea următoarelor frecvențe: Tabel 2. Frecvente functionare RFID România [36]. Bandă de frecvență

Anexă

400 - 600 kHz

RO-IR 11-01

13 553 - 13 567 kHz

RO-IR 11-02

2 446 – 2 454 MHz

RO-IR 11 –03a

865 – 865,6 MHz

RO-IR 11 –04

865,6  – 867,6 MHz

RO-IR 11 –05

RO-IR 11 –05

RO-IR 11 –06

Datele preluate de la Sistemul de Poziționare Globală (GPS) și RFID sunt transmise către centrul de management prin intermediul GPRS.  3.1.4 Transmisia datelor prin intermediul GPRS. General Packet Radio Service (acronim GPRS) vine ca un serviciu adițional pentru comunicațiile mobile prin care accesul utilizatorilor mobili la rețeaua de date este simplificată iar conectarea la rețeaua de internet se îmbunătățește substanțial [37]. O reţea GPRS oferă servicii de transmisii de date organizate în mod pachet, pe un canal radio. Sistemul de comunicaţii ce permite realizarea acestor servicii este compatibil cu GSM, fiind dezvoltat ca o „extindere” a acestuia [38 ]. Transmisiunile în pachete pe un canal radio permite ca mai multe comunicații să fie realizate în același timp, astfel crește eficiența utilizării spectrului radio. Timpul de acces şi viteza de transmisie sporesc simţitor. Astfel, dacă în sistemele GSM timpul de acces este de câteva secunde şi viteza maximă este limitată la 9,6 Kb/s, în sistemele GPRS timpul de acces este mai mic de o secundă, iar viteza maximă de transmisie este de peste 150 Kb/s. Taxarea traficului utilizat se face în funcție de cantitatea de informație vehiculată de utilizatorul mobil și nu de timpul în care ocupă canalul de comunicație. Aces t tip de comunicație este foarte avantajos pentru accesul la rețeaua de internet în care utilizatorul este conectat la rețea o perioada mare de timp dar acesta realizează trafic de date doar în anumite momente de timp. Pentru implementarea arhitecturii rețelei GPRS două principii stau la bază: separarea netă dintre entităţile radio GPRS şi entităţile radio (BTS şi BSC) ale GSM şi neintroducerea de modificări în structura şi funcţiile MSC. Primul principiu asigură independenţa funcţionării entităţilor GPRS în raport cu interfaţa radio a sistemului GSM şi, în acest fel, posibilitatea implementării funcţiilor GPRS şi în alte sisteme celulare în afara celor GSM. Al doilea  principiu este rezultatul unor constrângeri economice, MSC fiind entitatea cea mai complexă şi mai scumpă dintr -un sistem GSM. Nefiind necesare modificări în structura şi funcţiile acestuia costul implementării funcţiilor GPRS este mai mic[ 39]. Centrul de comutare 32

a serviciilor mobile (MSC - Mobile services Switching Centre), este responsabil pentru rutarea apelurilor sau a datelor mobile [40]. Stația de bază emisie-recepție sau BTS, conține echipamentul pentru emisia și recepția semnalelor radio (transceiver ), antene și echipamente pentru criptarea și decriptarea comunicației cu controlerul stației de bază (BSC) [ 41]. GPRS-ul vine cu modificări în arhitectura clasică GSM prin introducerea unei noi clase de rețea numite noduri suport GPRS (GSN –  GPRS Support Node). Aceste noduri au scopul de a prelua pachetele de la stațiile mobile și a le ruta prin rețea către rețelele externe cu transmisiuni de date cu comutare de pachete [8]. GGSN este conectat la rețelele externe, cum ar fi Internetul. Pentru rețelele externe GGSN este văzut ca un router către o sub -rețea, deoarece GGSN „ascunde” infrastructura GPRS de rețelele externe. Când GGSN primește date adresate unui anumit utilizator, verifică dacă adresa acestuia este activă. Dacă este activă, atunci GGSN transmite datele către SGSN care deservește stațiile mobile, dar dacă adresa este inactivă, datele sunt aruncate [41]. Un nod GSN server (SGSN –  Server GSN) este responsabil cu livrarea pachetelor care le primește de la stațiile mobile din zona sa de responsabilitate. Registrul de locație al unui nod SGSN înmagazinează informații despre localizarea și profilul tuturor utilizatorilor GPRS înregistrați în repectivul SGSN [37]. SGSN este conectat la controlerul stației de bază (BSC) și este serviciul de access către rețeaua GPRS pentru stațiile mobile GPRS  [41]. SGSN are de asemenea și atribuții de taxare. Acesta colectează informaţiile despre taxare, referitoare la folosirea resurselor reţelei proprii şi în particular pe cele legate de folosirea interfeţei radio. Date apelului sunt transmise funcţiei poartă de taxare [ 38].

Figura 26. Arhitectura GPRS. [41]. Un nod GSN poartă (GGSN – Gateway GGSN) este o interfață între magistrala rețelei GPRS și rețelele externe. El convertește pachetele GPRS ce vin de la SGSN în formatul corespunzător protocolului rețelei de date cu transmisii în pachete (PDN) și le transmite rețelei corespunzătoare. Există două tipuri de magistrale GPRS: 33

magistrale intra-GPRS care conectează noduri GSN ale aceleiaşi reţele GPRS fiind reţele IP private ale furnizorului de servicii GPRS. magistrale inter-GPRS care conectează noduri GSN din diferite reţele GPRS, caz în care este necesar un contract de roaming între cei doi furnizori de servicii GPRS. Porțile dintre rețelele GPRS și magistralele inter -GPRS externe se numesc porți de frontieră (BG –  Border Gateways). Printre altele ele realizează funcţii de securitate pentru a  proteja magistralele intra-GPRS private de atacuri şi utilizare neautorizată. Interfeţele Gn şi Gp sunt definite şi între două noduri SGSN. Aceasta permite nodurilor SGSN să schimbe informaţii privind profilul utilizatorilor, atunci când o staţie mobilă se deplasează dintr -o zonă în alta. Prin intermediul interfeţei Gf nodul SGSN poate interoga o staţie mobilă ce solicită să se înregistreze în reţea asupra identităţii IMEI proprii. Interfaţa Gi conectează reţ eaua PLMN cu reţelele externe PDN private sau publice, cum ar fi Internetul sau reţelele intranet ale companiilor [8]. Bazele de date necesare pentru gestiunea utilizatorilor și pentru realizarea diferitelor operațiuni ale sistemului sunt : AuC, EIR, HLR,  VLR. Registrul locației de origine (HLR – Home Location Register), este o bază de date care stochează profilele utilizatorilor, numărul nodului curent SGSN și adresa PDN pentru fiecare utilizator GPRS din rețea. Identitatea internațională a abonatului mo bil (IMSI –  International Mobile Subscriber Identify), care servește ca un nume de utilizator fix pentru ca utilizatorii să fie identificați către rețea. IMSI conține codul țări mobilului (MCC –  Mobile Country Code), codul rețelei mobile (MNC –  Mobile Network Code) și numărul de identificare a stației mobile (MSIN –  Mobile Station Identify Number) [42]. Baza de date a abonaților vizitatori (VLR - Visitor Location Register ) conține informații referitoare la abonați care de asemenea sunt stocate în HLR însă cele din VLR sunt temporare ele sunt disponibile atâta timp cât un abonat este în raza de acțiune a VLR -ului. Pentru ca în situația în care o stație mobilă este în miscare și dorim ca informațiile despre ea să fie disponibile VLR -ul va gestiona mai multe arii de localizare, informația de localizare este actualizată în HLR de către un proces inițiat de către VLR. De asemenea atunci când o stație mobilă intră într -o arie de acoperire operată de către un alt VLR, informația din vechiul VLR este șterasă de către HLR pentru că acesta cunoaste locația stației mobile iar VLR actual din zonă este actualizat cu datele stației mobile  [38]. Pentru localizarea stației mobile se folosete un identificator temporar, TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identity, utilizat pe  perioade limitate, în loc de IMSI [43]. Baza de date pentru identificarea echipamentelor (EIR - Equipment Identity Register) este o bază de date centrlizată care se ocupă cu controlul numărului de identificare al fiecărui echipament mobil dintr-o anumită zonă. Controlul se face verificând numărul internațional de identificare, IMEI (International ME Identity). IMEI-ul este unic pentru fiecare echipament și acesta este ins cripționat de către producătorul echipamentului. Centrul de autentificare (AuC –  Authentication Centre) este responsabil cu procesul de autorizare a accesului unui echipament mobil la rețea și de asemenea pentru atribuirea 



34

identități temporare, TMSI. Procesul de verificare a autenticității se realizează de fiecare dată când o stație mobilă solicită reconectarea la rețea. Ulterior autorizarea nu va mai fi realizată dacă datele conținute de către SIM sunt prezente in HLR/VLR, acest aspect permite ca o stație mobilă să trecă dintr -o zonă în altă zonă a aceluiași operator fără a mai fi necesară o autorizare [38]. Codarea pentru transmisiunile de date este mai complexă decât cea a apelurilor de voce, astefel dacă în cazul unui apel de voce alterarea unui grup de biți nu ducea la retransmisia pachetelor, în cazul transmisiunilor de date în cazul în care algoritmi de corecție a a biților alterați (CRC) nu reușesc corecția se cere retransmisia datelor. Prin retransmisia datelor apare și o întârziere astfel viteza de transmisie scade considerabil. GPRS-ul pe lângă arhitectura clasică GSM implementează și alte protocoale cum ar fi TCP și UDP. Protocolul de control al transmiei (TCP –  Transport Control Protocol) este un  protocol orientat pe conexiune, astfel în cazul transmisiei unor date, o dată ce datele au ajuns la destinație acestea trebuiesc să fie confirmate printr -o înștințare din partea receptorului către sursa care a trimis datele. Prin acestă metodă ne asigurăm că pachetele au fost primite și că  putem trimite în continuare și celelalte pachete. Unul dintre dezavantajele utilizări  protocolului TCP este acela că viteza de transmisie datelor este mai mică comparativ cu UDP (User Datagram Protocol), acest protocol nu este orientat pe conexiune. UDP-ul nu este un  protocol fiabil dar avantajul său este acela că are viteză mare de transmisie a datelor deoarece recepționarea acestora nu mai trebuie confirmată de către receptor.  3.1.5 Transmisia datelor prin intermediul Wi reless. Tehnologia transmisiuni wireless se foloseș te la nivel fizic de undele electomagnetice  pentru a transmite datele într-un format digital. Undele electromagnetice sunt descrise de doi vectori, vectorul electric, respectiv vectorul magnetic, unul perpendicular pe celălalt. Spectrul undelor electromagnetice acoperă un interval foarte mare acesta conținând undele gama, razele X, undele ultraviolete, vizibile, infraroșii și undele radio [44]. Frecvențele utilizate de către tehnologiile wireless pentru a transmite date sunt în intervalelede 2.4 –  2.4835 GHz, 5.725  – 5.850 GHz iar recent sa adăugat intervalul de 5.47 –  5.725 GHz. În concluzie tehnologiile wireless se folosesc de următoarele unde electromagnetice pentru a realiza transmisia informației: undele radio de inaltă frecvanță și microundele. „Conform legislației în vigoare, spectrul de frecvențe radio reprezintă acea porțiune a spectrului electromagnetic ce cuprinde undele radio a căror frecvențe sunt cuprinse între 9 kHz și 3000 GHz. Definiţiile serviciilor de radiocomunicaţii s -au elaborat şi se actualizează de către Uniunea Internaţională de Telecomunicaţii (UIT), ţinînd cont de inovaţia şi progresul tehnologic pe plan mondial” [45]. Standardul de comunicație wireless 802.11g folosește banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) de 2.4 GHz și tipul de modulație OFDM (Orthogonal Frequency 35

Division Multiplexing), astfel acest standard wireless poete atinge o viteză de până la 54 Mbps [46]. Există două tipuri de rețele utilizate în standardul 802.11 acestea sunt: infrastructura ca rețea și respectiv rețelele ad -hoc. Rețeaua wireless este împărțită într -un număr de celule, fiecare celulă este deservită de către un punct de acces (AP – Acess Point) care acționează ca un controler pentru fiecare celulă. Fiecare punct de acces poate avea o distanță cuprinsă între 30 și 300 de metri, în funcție de mediul înconjurător și de locul unde este amplasat punctul de acces. Celălalt tip de rețea numit și ad -hoc se poate forma atunci când mai multe stații mobile se conectează între ele și formează o rețea a stfel datele sunt rutate prin intermediul nodurilor create de stațiile mobile. Ca urmare, nu există nici un punct de acces și cu ajutorul unui algoritm se stabileste cine este master și cine este slave în rețea [ 47].

 3.1.6 Transmisia datelor prin intermediul Bluetooth. Bluetooth-ul are la bază undele radio pentru a transmite date într -o rețea wireless  personală. Pentru a se interprinde o comunicație de date între două dispozitive Bluetooth acestea trebuie să fine într -o rază cuprinsă între 1-100 metri [48]. În prezent sunt implemenate următoarele clase Bluetooth: Clasa 1, Clasa 2 și Clasa3 fiecare având specificațiile din următorul tabel: Tabel 3. Clasele Bluetooth [48]. Puterea maximă Puterea maximă Raza aproximativă Clasa  permisă  permisă de acțiune [mW]

[dBm]

[m]

Clasa 1 100 20 100 Clasa 2 2.5 4 10 Clasa 3 1 0 1 În prezent tehnologia Bluetooth a ajuns la versiunea 4.0 care oferă o viteză până la 25 Mbps [49]. Tehnologia Bluetooth este folosită în sistemele de informare al pasagerilor datorită consumului redus de energie. Tehnologiile Bluetooth şi Wi -Fi nu sunt adecvate pentru aplicaţii de putere mică cu senzori şi dispozitive de control deoarece acestea necesită circuite integrate în radio -frecvenţă (RFIC) şi protocoale complexe, care prevăd u n consum mare de putere, în timp ce standardul IEEE 802.15.4 pentru ZigBee permite dezvoltarea de aplicaţii cum ar fi controlul şi monitorizarea industrială, automatizări în diferite incinte, reţele de senzori, şi furnizarea de soluţii în domeniile auto şi medicale, cu consum şi costuri reduse [ 50].

36

3.2 Sistemul de informare a călătorilor amplasat în stații. Panourile afișoare sunt implementate în stațile autobuzelor, troleibuzelor și a tramvaielor cu scopul de a oferii informații de călătorie cum ar fi: denumirea rutei mijlocului de transport, timpul de așteptare, ora exactă, informații despre temperatură și alte informații. Pentru a îndeplini această funcție sistemele de informare a călătorilor utilizează panouri cu leduri tip matrice sau LCD-uri. Sistemele de afișare amplasate în stații primesc informațiile de la centrul de management prin intermediul unor mesaje în formatul XML (XML - eXtensible Markup Language) [51].

 3.2.1 Panouri cu mesaje variabile. Panourile cu mesaje variabile (VMS  – Variable Message Sign) oferă cea mai înaltă  performanță funcțională din gama tuturor DMS-urilor. Sunt trei clase de VMS-uri, acestea ordonate crescător după funcționalitate sunt: Matrice Discretă de Caractere, Matrice în Linie și Matrice Completă. O matrice cu caractere discrete are câte un modul de afișare individual pentru fiecare caracter. Caracterele sunt separate de un spațiu gol. Modulul poate afișa o varietate de caractere însă în privința caracterelor speciale dimesiunea lor este limitată la dimensiunea modulul. Această limitare indică că doar grafica simplă cum ar fi săgețile pot fi afișate. O limitare vine și în privința caracterelor W și X care sunt comprimate pentru a fi afișate.

Figura 27. Matrice cu carectere discrete[52]. O matrice tip linie are funcționalitățile unei matrici complete doar că pe o singură linie și poate afișa orice tip de caracter pe această linie. În mod obișnuit un VMS este alcătuit din două sau trei linii. Si în acest caz apare limitarea caracterelor la limita de înălțime a modulului astfel apare o formatare la nivelul caracterelor pentru ca acestea să fie de tipul matrici.

Figura 28. Matrice poziționare a caracterelor pe linie  [52]. Matricea completă oferă cea mai mare flexibilitate dintre toate VMS-urile. Întrega matrice poate fi folosită pentru a afișa caractere și simboluri grafice. Acest tip de matrice  permite ca caracterele să difere în dimensiune și permite afișarea unor caractere speciale. Acest tip de matrice este cel mai scump comparativ cu celelalte tipuri de matrici. 37

Figura 29. Matrice completă [52]. Pentru implementarea fizică se aleg LED -urile pentru a emite lumina. La fel ca şi dioda, LED-ul per mite trecerea curentului doar în conducţie directă, iar trecerea curentului electric  prin LED este semnalizată prin aprinderea acestuia. LED-ul este furnizat de către producători sub diverse forme. Terminale sale se numesc ANOD, respectiv CATOD, acesta di n urmă fiind indicat prin intermediul terminalului mai lung al LED-ului. Panourile cu led-uri pot fi comandate electric prin intermediul tranzistoarelor, tiristoarelor, porților logice sau a circuitelor integrate specializate care nu au nevoie de elemente exterioare de execuție, ele suportând curentul de aprindere al LED-ului sau se recurge la multiplexarea în impulsuri pentru a aprinde ledurile din matrice [52].

 3.2.2  Afșaje cu cristale lichide. Utilizarea dispozitivelor cu afișoare cu cristile lichide (ecran LCD) are ca avantaj un consum mic de energie. Sub acțiunea unei diferențe de potențial cristalele din celula LCD (pixelul) îşi schimbă polarizarea, modificând cantitatea de lumină ce trece prin celulă. Lumina este generată de o sursă care se află în spatel e ecranului. Pentru afișarea caracterelor pe ecranele LCD se folosesc două metode: metoda segmentelor care es te identică cu cea a VMS -urilor, care au o matrice de caractere discrete, și metoda matricei care afișează caractere și imagini folosind punctele matricei. Pentru adresarea elementelor matricei se folosesc două tipuri de adresare: adresarea  pasivă cu electrozi verticali și electrozi orizontali, la intersecţia unui electrod vertical cu un electrod orizontal aflându-se câte un pixel. Fiecare display LCD conține câte o memorie ram în care sunt stocate caracterele codurilor afișate, imaginea fiecărui caracter fiind sub forma unei matrice de 5x7 pixeli  [53].  3.2.3  Afșaje cu cristale lichide TFT. Display-ul TFT (TFT –  Thin Film Transistor ) este o variantă îmbunătățită a LCD -ului doar că acesta utilizează niște tranzistori foarte subțiri pentru a îmbunătăți calitatea imagini redate [54]. O matrice de tranzistori TFT bombardeaza cu sarcini electrice celulele cu cristale lichide. Cristalele se reorienteaza si filtreaza lumina alba generata de o sursa aflata in spatele ecranului. Filtrele de culoare combina rosu, verde si albastru pentru a creea culoarea dorita. Monitoarele LCD reproduc lumina printr-un process de substractie: din lumina alba sunt extrase componente spectrale astfel incat sa rezulte culoarea dorita. Un pixel este format din trei sub-pixeli (rosu, verde, albastru). Fiecare sub-pixel are asociat un tranzistor TFT care controleaza potentialul intre electrodul glass si electrodul 38

color-filter. Astfel se modifica directia cristalelor si se controleaza cantitatea de lumina care penetreaza stratul de cristale lichide si ajunga la filtrele de culoare (rosu, verde, albastru). Tehnologia LCD-TFT funcționează cu tensiuni de alimentare foarte mici astfel căl dura disipată fiind foarte mică comparativ cu tuburile catodice. De asemenea dimensiunea LCDurilor-TFT este redusă astfel ele pot fi încastrate într -o cutie și amplasate pe un stâlp în stațiile de autobuz cu ajutorul unor șuruburi  [55].

 3.2.4  Alimentarea afișajelor din stații. Pentru alimentarea sistemelor de afișare a informațiilor în transportul public se folosesc baterii de acumulatoare, surse de alimentare stabilizate sau sistem de celule fotovoltaice. O baterie de acumulatoare este o sursă de curent electric continuu, reîncărcabilă care înmagazinează energia electrică pe baza unor principii chimice  [56]. Caracteristicile  principale ale bateriilor sunt: capacitatea bateriei, tensiunea bateriei și durata de viață. O sursă de alimentare stabilizată este un sist em care are ca intrare curent alternativ cu tensiunea și frecvența de la rețea și ca iesire are o tensiune stabilizată. Printre componentele constructive ale surselor de alimentare stabilizate enumerăm: transformator, redresor, filtru și stabilizator. Transformatorul, convertește tensiunea electrică de la 230 V la tensiunea dorită de către aplicație de exemplu 12V. Redresorul face ca tensiunea alternativă de la ieșirea transformatorului electric să se convertească în curent continuu prin tăierea alternanțel or negative. Filtrul filtrează riplul apărut din redresarea curentului alternativ astfel trecerile sunt mult mai line. Stabilizatorul electric face ca la ieșire să avem aceiași tensiune constantă. Panourile fotovoltaice realizează conversia directă a luminii în energie electrică la nivel atomic. Unele materiale au proprietatea de a absorbi fotoni de lumina si a elibera electroni. Acest efect poarta numele de efect fotoelectric. Atunci când aceşti electroni sunt captaţi rezultă un curent electric care poate fi utilizat ca electricitate. Un număr de celule solare conectate electric unele cu altele şi montate pe un suport sau un cadru formează un modul fotovoltaic. Modulele sunt proiectate să furnizeze energie electrică la o anumită tensiune, ca un sistem obişnuit de 12 volţi. Curentul produs depinde direct de modul în care lumina ajunge la modul. Se poate conecta un număr mare de module pentru a forma o reţea. In general, cu cât este mai mare suprafaţa unui modul sau a unei reţele, cu atât va produce mai multă electricitate. Modulele fotovoltaice şi reţelele produc energie electrică în curent continuu (cc). Ele pot fi conectate atât în serie, cât şi paralel, pentru a produce tensiunea/curentul care sunt  Necesare [57]. Utilizarea panourilor fotovolotaice, pentru panourile de informare a călătorilor din transportul public, face ca acestea să funcționeze aproape independent din punct de  vedere energetic. 39

Cea mai frecventă metodă de alimentare a panourilor de informare a pasagerilor din transportul public, în Europa, este cea cu surse stabilizatoare care sunt integrate în componența panoului pentru a reduce spațiul și amplasarea acestora în teren sa fie câ t mai simplă pentru tehnicieni.

3.3 Dezvoltarea de aplicații mobile pentru informarea călătorilor . Pentru dezvoltarea unei aplicații Android de informare a călătorilor transportului public avem nevoie de o platformă de dezvoltare aplicații cum ar Eclipse care este un mediu de dezvoltare open source. Mediul de dezvoltare integrat (IDE - Integrated Development Environment) este în dezvoltarea aplicațiilor android cu scopul de a le face mult mai rapide și mai puternice. Acesta este rocomandat pentru programatori deoarece simplifică semnificativ munca lor. Android-ul este o platformă multifuncțională, ca exemplu putem avea o aplicație pentru navigație, o altă aplicație pentru jocuri și o alta pentru mesaje. Aceste aplicații pot lucra simultan datorită abilități Android-ului de a fi o platformă multifuncțională. Uneltele de Dezvoltare Android (ADT  –  Android Development Tools) sunt plugin-uri dezvoltate de Google. Scopul general este de a dezvolta aplicații mobile Android în Eclipse. Acestea fac foarte ușor și convenabil pentru toți dezvoltatorii Android sa lucreze în mediul Eclipse pentru a creea rapid proiecte Andr oid și a le depana oricând este nevoie. Emulatorul Android este un dispozitiv virtual mobil care este inclus în fiecare SDK Android care rulează atunci când computerul funcționează. Emulatoarele Android sunt utilizate pentru a testa aplicațiile, deci pentru a face testarea aplicațiilor nu este nevoie de un dispozitiv fizic. Emulatorul virtual suportă configurația Dispozitivelor Virtuale Android (AVD) care în sinea lui este un emulator care conține toate versiunile sistemelor de operare ale telefoanelor inteligente. Utilizând AVD este foar te ușor de testat aplicația dezvoltată în Eclipse. Fiecare aplicație care rulează pe un emulator are posibilitatea de a folosi serviciile oferite de platforma Android cum ar fi redarea fișierelor audio sau recepția date lor etc. Dar aceste caracteristici vin cu câteva limitări. Nici nu suportă comunicația prin Bluetooth sau comunicarea prin SMS/MMS. O aplicație de informare a călătorilor are următoarele funcționalități: Informații despre traseu, Informații despre autobuz, Informații despre opririi, Generarea unei hărți și Locația curentă. Pentru baza de date a aplicației  putem folosi SQL. Utilizatorul parsează o interogare  pentru a accesa baza de date. Toate rândurile din baza de date care se potrivesc interogării sunt trecute ca un tip de pointer și sunt afișate către utilizator. Aplicația menține o clasă Adaptor care are scopul de a se ocupa cu apelurile care sunt făcute cătr e baza de date. Baza de date joacă un rol important în sistem aducând informații despre toate autobuzele, informații despre opriri și la fel rutele sunt stocate în aceste baze de date. 40

Serviciile bazate pe locație (LBS –  Location Based Service) sunt larg utilizate în aplicațiile mobile care folosesc serviciile tehnologiilor fără fir pentru a își determina poziția  proprie. Cunoașterea poziției călătorului face ca sistemul să afișeze doar a autobuzele care trec prin acea zonă. LBS-ul este o aplicație mobilă care depinde de locația curentă a telefonului mobil. Este utilizat ca un serviciu IP care folo sește informațiile geografice cu scopul de a localiza  poziția autobuzelor. Datele care conțin poziția autobuzului sunt transmise către server, serverul la rândul lui va transmite informațiile de poziție ale autobuzului către client, ce ea ce face ca utilizatorul să fie conștient de poziția autobuzului și să poată estima timpul nececesar autobuzului să ajungă în stație. Sistemul este bazat pe tehnologia client- server, care conține pe de o parte clientul și pe cealaltă parte serverul. Călătorul poate introduce în aplicație numele destinației. Aplicația va trimite o cerere către server cu numele destinației, serverul se va verifica locația în baza de date și o bucată de informație va fi transmisă către telefonul mobil al clientului  [58].

Figura 30. Schema logică a aplicației  [58].

41

Capitolul 4. Studiu de caz. Implementarea unui sistem RTPI în orașul Ljubljana. Ljubljana este capitala Sloveniei. Aceasta are 275.000 locuitori, dintre care 47.000 sunt studenți ai universităților locale. În plus mai mult de 130.000 de oameni călătoresc zilnic în interiorul orașului. Orașul este situat la granița, unde influiența Vest Europeană întâlnește influiența Central Europeană, Balcani și Mediteraniană. Densitatea urbană este ridicată în centrul orșului la circa 27,000 de locuitori pe o suprafață de 5  , acesta având și  un sistem de transport  public subdezvoltat și modest. Compania de transport public din Ljubljana este o companie publică, deținută de către autoritățile locale ale Ljubljanei cu scopul de a oferi servicii publice de transport pentru Ljubljana și regiunile învecinate. Autobuzele acoperă rute pentru 21 de orașe și 35 de rute suburbane. Transportul public din Ljubljana transportă în jurul a 80 de milioane de pasageri  pe an cu ajutorul a 210 de autobuze. Pentru implementarea unui sistem de informare a pasagerilor în timp real compania de transport public Ljubljana a ales sitemul descris în cele ce urmează.

4.1 Descrierea sistemului de informare a pasagerilor implementat în Ljubljana. Deși sistemele de localizare automată a vehiculelor (AVL) sunt inițial instalate pentru a crește eficacitatea operațiilor de tranz it, datele provenite de la AVL pot fi de asemenea utilizate pentru a furniza informații în timp real de asemenea acesta în prezent este baza sistemelor de informare a sosiri autobuzului în timp real. O caracteristică importantă a Unități Mobile este acuratețea și fiabilitatea poziționări autobuzului. Unitatea Mobilă Telargo determină constant poziția vehiculului cu ajutorul receptorului GPS și efectuarea DR (DR –  Dead Reckoning) bazânduse pe giroscop. Dead Reckoning este procesul de estimare a poziției actuale, bazată pe o poziție determinată anterior sau o poziție fixă, calculând avansul relativ la această poziție, pe baza unor viteze cunoscute sau estimate în intervalul de timp scurs, precum și variațiile direcției de mișcare [30]. Un algoritm de compresie a datelor este implementat pentru a comprima datele locației și a le furniza pentru e înregistrare exactă. Toate datele colectate de către Unitatea mobilă sunt transferate către Centrul de Control care este un server aplicație dintr -un server de harți, un server de comunicații și o bază de date. Astfel este oferit accesul sigur și ușor la datele flotei prin intermediul internetului. Pentru ca utilizatorii sa aibă acces în timp real la datele de tranzit din centrul de management, sau dezvoltat aplicații web și pentru mobile. Unitățile mobile Telargo trimit datele colectate către serverul din autobuz unde statisticile și timpul estimat de sosire sunt calculate. 42

Figura 31. Sistemul implementat în stațiile de autobuz  [59]. Sistemul Telargo de estimare a timpului sosiri autobuzului –  foloseste instrumente  pentru calcularea timpului estimativ de sosire și predicția incluzând diferitele analize de acuratețe a predicției și analiză standard se performanță a timpului estimativ de sosire. Precizia instrumentelor de predicție au fost testate pe clienți existenți și au dovedit o înaltă acuratețe în predicție. În plus, pentru operatori transportului public este foarte important ca pasageri să se  poată baza pe informațiile afișate în stațiile de autobuz, cum ar fi sosirea autobuzelor și/sau  plecarea din stație. Acesta amănunt poate fi o sarcină foarte provocătore în mod particular în mediile aglomerate. Pentru a depăși această situație Telargo a dezvoltat o soluție în care a implementat stații inteligente echipate  cu ZigBee pentru a comunica cu autobuzele. Principalele beneficii ale soluției propuse este că evenimentele de plecare sunt șterse o dată cu  plecarea autobuzului din stație, astfel se asigură schimbul rapid de informații între autobuz și stația de autobuz și se actualizează informațiile între vehicul și stație. Telargo a dezvoltat o so luție inteligentă de autobuz unde autobuzul de asemenea comunică cu stațiile. Utilizând o stație emisie -recepție cu o rază scurtă, instalată în autobuz, același tip de stație emisie-recepție este instalat și în stațiile de autobuz, astfel este posibil să se identifice momentul în care autobuzul ajunge în apropierea stației (distanta la care se declanșează este flexibilă; până la 100 de metri). Atunci cînd un autobuz intră în raza stației emisie-recepție, stațiile emisie-recepție comunică între ele prin intermediul conexiunii wireless ZigBee. Stația emisie -recepție de pe autobuz furnizează un număr de identificare unic asociat unui vehicul specific, la fel ca număr al unei rute, către stația emisie -recepție din stația de autobuz. Datele sunt interpretate prin intermediul sistemului Telargo, după care display-urile led informează, pasagerii care așteaptă în stația de autobuz, despre ora exactă la care va ajunge în stație autobuzul. Acesta este un exemplu unic de comunicație ZigBee cu stația de autobuz. 43

Poziția vehiculului este achiziționată de Unitatea Mobilă Telagro (TMU) în fiecare secundă. De la poziția GPS și a giroscopului, precum și odometrul autobuzului, algoritmul avansat al unități mobile Telargo efectuează Dead Reckoning și la potrivirea rutei. În acest mod poziția autobuzului este potrivită pe ruta autobuzului în fiecare secundă cu o precizie de 5 metri. Datele cu privire la rută sunt trimise către server la fiecare 30 de secunde. Pe lângă aceste date, de asemenea, sosirile și plecările, timpii opririlor, timpii cât sunt deschise ușile și durata parcursului unei rute sunt transmise către server. Bazat pe acest lucru  datele statistice sunt la comun și timpul estimat de s osire este calculat pe server. Datele sunt transmise prin canalul primar de comunicație (implicit GPRS). În orice caz dacă comunicația pe canal nu

este temporar disponibilă (probleme cu rețeaua mobilă, semnal GSM slab, etc...) atunci  poziția este transmisă pe canalul de rezervă. În cazul în care pozița este transmisă pe canalul de rezervă, datele schimbate între TMU -ul de pe autobuz și Centrul de management pot avea ceva întârzieri. Serverul autobuzului și Statisticile sunt servicii care lucrează în background și comunică cu utilizatorul extern prin intermediul interfețelor incluzând informațiile  pazagerilor, monitorizarea rutei și interfețe terțe. Timpul de sosiri autobuzului în stație este recalculat la fiecare 30 de secunde  pentru toate datele noi și situația curentă din trafic. Pentru calcularea timpullui de sosire tabelele cu statistici sunt utilizate. Sosirile sunt calculate pentru toate autobuzele curente de pe o rută și pentru autobuzele programate în avans. Predicția timpului estimat pentru sosirea autobuzului este transferat către afișajele electronice din stațiile de autobuz prin intermediul rețelei Ethernet. Toate  predicțiile pot fi disponibile pentru a fi distribuite către alte servere sau alte facilități de stocare. Anunțurile „sosit”, „plecat” sunt comunicate printr -o comunicație dedicată de rază scurtă [59].

Figura 32. Sistemul de informare a pasagerilor Ljubljana [59]. 44

Capitolul 5. Proiectare soluție proprie. Sistemele de informare a călătorilor in timp real pentru transportul public folosesc tehnologia de detecție RFID in scopul calibrări poziționări GPS. Aceste cititoare RFID sunt amplasate în puncte strategice în care poziția este bine cunoscută. O dată ce vehiculul trece  prin acea zonă informația este transmisă prin intermediul Ethernet-ului sau GSM către sediul central de management. Această parte din sistemul de informare a călătorilor am dorit să o proiectez cu  scopul de a ilustra o parte din funcționalitatea sistemului.

5.1 Proiectare Hardware.  5.1.1  5.1.1  Sche  Schema Bloc și prezentarea generală a modulelor.

Figura 33. Schema bloc a sistemului proiectat. În cele ce urmează voi prezenta pr ezenta in detaliu componentele blocurilor prezente in schema  bloc a sistemului. fiecare vehicul Blocul Citire TAG RFID are rolul de a citi eticheta RFID prezentă pe fiecare din sistemul public. Fiecare etichetă conține informații specifice despre vehicul, aceste date au impact asupra identificării vehiculului și procesări informației în scopul de a oferi călătorilor informații despre durata de aște ptare a mijocului de transport. Microcontrolerele prezente in sistem au rolul de a procesa informațiile primite de la entitățile externe ale acestora și a oferii informații de interes. Deci putem spune că microcontrolerul reprezintă componenta decizională în ansamblul sistemului. Microcontrolerele au date de intrere care sunt date de la senzorii și date de ieșire care sunt comenzi către componentele care dau un feedback utilizatorului despre funcționarea sistemului. Buzzer-ul are rolul de a emite un sunet cu o anumită frecvență atunci când eticheta RFID (TAG RFID) este citită de către cititor. Acest element oferă un informații pe cale audio către utilizator și este un element prezent numai în montajele de laborator. 45

Blocul CLK este un ceas cu frecvenț a de 16MHz, acesta are scopul de a oferi un conometru necesar în unele aplicații software și de d e a sincroniza două sau mai multe microcontrolere. Blocul de alimentare oferă o tensiune de 5 V, această tensiune alimentează microcontrolerele, senzorii și afișajul cu o tensiune continuă și stabilizată. Senzorul de temperatură colectează informații despre mediul înconjurător și le  prezintă călătorilor prin prin intermediul afișajelor. Aceste Aceste informații sunt relevante pentru călătorii din transportul public. Blocul de afișare are scopul de a afișa informații către călători. Acesta face parte din dispozitivele cu flux informațional de ieșire, informațiile procesate de către sistem sunt afișate într-un mod grafic prietenos utilizatorilor.

 5.1.2  5.1.2  Descrierea soluțiilor  tehnice  tehni ce alese alese pe pentru ntr u r ealiza ali zarr ea blocur blocurii lor compo component nente e ale siste sistem mului. ului . Pentru a implementa sistemul prezentat mai înainte am ales să folosesc ca placă de dezvoltare Arduino. Arduino este o platformă electronică open source bazată pe software și hardware ușor de utilizat. Aceasta are la l a bază un microcontroler ATMega 328P care este  programat folosind limbajul limbajul de programare Arduino Arduino (bazat pe cablare) cablare) și software-ul Arduino (IDE), bazat pe procesare. Arduino / Genuino Uno este un microcontroler bazat pe ATmega328P (datele de catalog sunt prezentate în Anexa 1 ). Dispune de 14 pini digitali de intrare / ieșire (dintre care 6 pot fi utilizați ca ieșiri PWM), 6 intrări analogice, un cristal de cuarț de 16 MHz, o conexiune USB, o mufă de alimentare, un antet ICSP și un buton de resetare. Conține tot ceea ce este necesar pentru a susține microcontrolerul; Pur și simplu se conectează la un computer cu un cablu USB sau se poate alimenta cu un adaptor AC-DC sau un acumulator [60].

Figura 34. Arduino/Genuino Uno [60]. ATMega328P este un microcontroller RISC pe 8 biti realizat de firma fir ma Atmel. Acesta are 28 de pini I/O. Principalele caracteristici ale acestuia sunt: • 32 KB memorie FLASH reinscriptibilă pentru stocarea codului • 2 KB de memorie RAM 46

• • • • • • • • • • •

1 KB de memorie EEPROM doua numărătoare/temporizatoare numărătoare/temporizatoare de 8 biți un numărător/temporizator de 16 biți conține 6 canale PWM conține un convertor analog -digital conține un comparator analogic conține un modul USART pentru comunicația serială deține un oscillator intern 23 de pini programabili I/O tensiuni de lucru între 1.8-5.5 V gama de temperatură -40 pana la +85°C

ATMega328P conține 32 de regiștrii de uz general ș i 64 de regiștrii speciali  pentru modulele I/O. ATMega328P dispune de 21 surse de întrerupere. Atunci când una dintre ele devine activă se suspendă cursul normal de execuție ș i se face salt automat la o adresă  prestabilită din memoria programului [61].

Figura 35. Distribuția pinilor ATMega328P [61].

Comunicația între cele două module Arduino se realizează prin itermediului it ermediului  protocolului de comunicații comunicații I2C. Protocolul I2C I2C implică folosirea a două linii pentru a trimite și a primi date: un pin de ceas serial (SCL) pe care placa Arduino sau Genuino Master impulsionează la un interval regulat și un pin de date seriale (SDA) pe care sunt transmise l a low la high, un date între cele două dispozitive. Pe măsură ce linia ceasului se schimbă de la singur bit de informație, care conține adresa unui dispozitiv specific și date sau comenzi, sunt transferate prin intermediul liniei SDA către cealaltă placă Arduino sau Dispozitiv. După ce trasmite datele bit cu bit întreaba dacă dorește și dispozitivul Slave să trimită date către Master. Primi 8 biți de la Master la Slave conține adresa dispozitivului cu care dorește să adr esă unică, iar comunice Master-ul. Fiecare dispozitiv Slave trebuie să aibă propria adresă dispozitivele Master și Slave trebuie să se rotească comunicând pe aceeași lin ie de date [62]. 47

Pentru citirea etichetei RFID folosim cititorul RFID ID-12LA, care este interfațat cu Arduino prin intermediul unui cititor RFID pe USB. Adaptorul RFID pe USB este o unitate de bază pentru cititoarele ID-2, ID-12 si ID-20, care face conversie de la USB la serial. Pur și simplu poți lega un cititor la conectori și atașezi un cablu miniUSB. Unitatea este bazată pe un chip FTDI si este are un LED de citire si un buzzer [63].

Figura 36. Cititor RFID ID-12LA și RFID USB [ 63]. Cititorul RFID ID-12LA are specificațiile de mai jos, mai multe informații din fișa de catalog sunt prezentate în Anexa 2. Tabel 4. Specificații tehnice ID -12LA [63].  Alimentare: 2.8- 5V supply Frecventa: 125kHz read frequency Tag-uri: EM4001 64-bit RFID Output: 9600bps TTL si RS232 Distanta: 100 mm

Schema electrică a adaptorului RFID pe USB este următoarea:

Figura 37. Schema electrică a adaptorului RFID pe USB [ 64]. Pentru măsurarea parametrilor mediului înconjurator, respectiv temperatura, folosi m circuitul integrat LM50 produs de către Texas Instruments. În lucrarea prezentă se va folosi un senzor Brick de Temperatură cu LM50.

Figura 38. Senzor brick de temperatură cu LM50 [ 65]. 48

LM50 este un circuit integrat de precizie cu funcție de senzor de temperatură, ce poate înregistra valori între -40 pana la 125°C folosind o singură sursă de alimentare pozitivă . Tensiunea de ieș ire a acestuia este liniar proportională cu temperatura înregistrată . Lucrează la tensiunii între 4.5 și 10V. Acesta având o acuratețe de ±2°C [65]. Pentru afișarea informațiilor vom folosi un display LCD 2x16 care se va interfața cu Arduino. LCD 2x16 permite 16 coloane și două linii de caractere. Pentru îl conecta la Arduino avem nevoie de fire de conectare și de un potențiometru de 10K pentru a regla contrastul. Modul de conectare la modulul Arduino este prezentat in Anexa 3. Adițional celor 14 pini  prezentați în Anexa 3 se mai există doi pini 15 și 16 care sunt folosiți pentru lu minozitate. Aceștia se conectează astfel Pinul 15 prin intermediul unui rezistor de 220 de ohmi este pus la 5V și Pinul 16 este pus la GND.

Figura 39. Display LCD 2x16 [66]. Pentru alimentarea sistemului proiectat avem nevoie de o tensiune stabi lizată de 5V. Schema electrică a sursei de alimentare și lista componentelor utilizate sunt prezentate în Anexa 4. Performanţele regulatoarelor de tensiune integrate liniare satisfac majoritatea aplicaţiilor în care este necesară stabilizarea unei tensiuni fixe sau reglabile. Tensiunea obţinută la ieşirea unui redresor cu filtru are, pe lângă componenta continuă (dependentă de tensiunea reţelei), şi o componentă variabilă (ondulatorie). În plus, această tensiune scade mult cu creşterea curentului de sarcină (caracteristica externă este descrescătoare), fiind dependentă şi de variaţiile temperaturii. Un stabilizator de tensiune ideal asigură la ieşire o tensiune independentă de variaţiile tensiunii de intrare, ale curentului de sarcină sau ale temperaturii [ 67]. Sursa de alimentare folosește ca controler de alimentare UCC28740 care oferă o tensiune constantă, acesta având în componență un cuplor optic pentru a îmbunătăți răspunsul tranzitoriu la pașii de sarcină mare.   Reglarea unui curent constant se face prin intermediul tehnicilor de reglare primare (PSR - Primary-Side Regulation). Acest dispozitiv procesează informații din feedback -ul opțional cuplat și o bobină auxiliară de tip flyback pentru control ul  precis al tensiunii și curentului de ieșire. Controler ul are o frecvență maximă de comutare de 100 kHz și menține întotdeauna controlul curentului de vârf din primarul transformatorului. O frecvență minimă de comutare de 170 Hz facilitează obținerea unei puteri , fără o sarcină, mai mici de 10 mW [68].

49

 5.1.3  Schema electrică și lista de componente. Componentele utilizate în sistemul proiectat sunt următoarele: 2 x module Arduino Uno 1 x ID-12LA 1 x Adaptor RFID USB (Buzzer) 1 x Senzor Brick LM50 1 x LCD 2x16 1 x Potențiometru 10k  1 x Rezistor 220 ohm 













Figura 40. Schema electrică a sistemului proiectat.

Figura 41. Montajul sistemului proiectat. 50

5.2 Proiectare Software. Pentru proiectarea software a aplicației sistemului proiectat vom folosi Arduino IDE care oferă de asemenea software open -source. Aplicația Arduino IDE rulează pe Mac OS, Linux și Windows. Pentru a creea o aplicație trebuie să scrii o schiță de program pe care o compilezi și o transferi pe microcontroler. Totul este ușor de utilizat și comunitatea Arduino este dezvoltată.

 5.2.1  Schema bloc a software-ului proiectat. Programul software al sistemului proiectat are două părți fiecare parte fiind scrisă pe câte un microcontroler. Master-ul este microcontrolerul care citește eticheta RFID și o transmite prin intermediul protocolului I2C către Slave care interpretează datele primite și afișează și informații despre temperatură.

Figura 42. Schema logică a programului scris pe microcontroler -ul Master

51

Figura 43. Schema logică a programului scris pe microcontroler -ul Slave. Această aplicație este implementată prin intermediul a două blocuri de cod sursă, fiecare bloc fiind scris pe câte un microcontroler . Astfel pe primul microcontroler, care are și rolul de Master în comunicația I2C, codul sursă implementează funcționalitatea de citire etichetă RFID și de a deschide o cominicație I2C cu microcontroler -ul Slave. Microcontrolerul Slave recepționează datele, transmise de microcontroler -ul Master, prin intermediul unui eveniment. Informațiile recepționate vor fi afișate prin intermediul unui display LCD 2x16. De asemenea acest microcontroler are și rolul de a citi datele de la un senzor de temperatură și a le interpreta. Pentru afișarea temperaturii se citește o tensiune de pe pinul 0, ș i cu ajutorul unui algoritm se calculează  temperatura în grade celsius.

 5.2.2 Listarea programului propriu-zis. Cod sursă microcontroler Master: #include "SoftwareSerial.h" // librărie RFID #include // librărie comunicație I2C SoftwareSerial rfid(7, 6); // RX, TX boolean stare = false;

52

int reading = 0; void setup() {

Serial.begin(9600); // inițializează  portul serial la 9600 baud rfid.begin(9600);// ini țializează  modulul rfid la 9600 baud Wire.begin(); //se alătură magistralei de transmisie I2C } void loop() { while (rfid.available()) {

reading = rfid.read(); // citeș te byte-ul if (reading == 2) {

stare = true;

// '2' reprezintă î nceput de string

} if (reading == 3) {

stare = false; // '3' reprezintă sfârș it de string Serial.println(""); delay(5000);

//pune o întârziere de 5000 de milisecunde

} if (stare && reading != 2 && reading != 10 && reading != 13) {

Wire.beginTransmission(8);

// se deschide transmisiunea I2C către

dispozitivul slave Wire.write(reading);

// se trasmit date către dispozitivul slave

Wire.endTransmission(); // se închide transmisiunea I2C } } }

Cod sursă microcontroler Slave: #include // librărie LCD #include // librărie pentru comunicația I2C LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // se inițializează librăria cu

numerele pinilor interfeței void setup() { Wire.begin(8); lcd.begin(16,2);

// inițializarea interfeței cu ecranul LCD și

specificarea numărului de rânduri și coloane ale acestuia Serial.begin(9600); Wire.onReceive(receiveEvent); // înregistrarea unui eveniment Serial.begin(9600); // pornește conexiunea serială pentru ieșire lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("BUS 202

5 min"); // afișează pe display

} void loop()

53

{ float temperatura = readTempInCelsius(10,0); lcd.setCursor(0,0); // pune cursorul pe poziția (0,0) lcd.print("Temp: "); // afișează pe ecranul LCD textul dintre ghilimele lcd.print

( temperatura); // afișează valoarea variabilei temperatura

lcd.setCursor(12,0); // pune cursorul pe poziția (12,0) lcd.print(

"C"); // afișează pe ecranul LCD textul dintre ghilimele

delay(200); // întârziere 200 milisecunde } void receiveEvent(int howMany) { int x = Wire.read();

// citește datele de la microcontroler -ul Master

if(x!=0) // dacă există date { lcd.setCursor(0, 1); // pune cursorul pe poziția (0,1) lcd.print("BUS 202

1 min"); // afișează pe ecranul LCD textul dintre

ghilimele } Serial.println(x); // afișează pe monitorul serial codul etichetei RFID } float readTempInCelsius(int count, int pin) { float temperaturaMediata = 0; float sumaTemperatura = 0; for (int i =0; i < count; i++) { int reading = analogRead(pin); // citește tensiunea pinului analogic 0 float voltage = reading * 5.0; // convertește tensiunea citită voltage /= 1024.0; float temperatureCelsius = (voltage - 0.5) * 100 ; // calcul temperatură sumaTemperatura = sumaTemperatura + temperatureCelsius; } return sumaTemperatura / (float)count; }

Codul sursă din componența proiectului a fost relizat după următoarele note biografice: [77], [78], [79].

54

Capitolul 6. Concluzii. Sistemele Inteligente de Transport oferă prin intermediul tehnologiei informației și a sistemelor de comunicații un transport mai sigur, mai eficient și confortabil. În mod particular Sistemul de informare a călătorilor în transportul public este o aplicație SIT, aceasta oferind utilizatorilor de transport public diverse informații cu privire la sosirea mijlocului de transport sau rute alternative în cazul în care acesta întârzie. Călătorii pot primi aceste informații prin intermediul mai multor mijloace de informare cum ar fi panouri LCD sau LED amplasate în stații sau prin intermediul unei pagini web sau chiar prin intermediul unei aplicații mobile. Pentru a realiza funcțiile descrise mai sus sistemul de informare a călătorilor are ca date de intrare informațiile de la receptori GPS d e pe vehicul care transmite centrului de management  poziția curentă a vehiculuilui și informații de la cititorul de etichete RFID care transmite  poziția unui vehicul la un anumit moment dat, ca date de ieșire avem informațiile care vin de la centrul de management către panourile informative, aplicațiile mobile sau chiar un site web. Comunicația între vehicul, centru de management și clientul final se realizează prin intermediul tehnologiei wireless sau a ethernet-ului. Tehnologiile wireless cuprind: tehnologia GPRS, ZigBee, și Bluetooth. Acest sistem a fost implementat în mai multe țări din Europa printre care și în România în orașul Brașov. Sistemele implementate în Europa se deosebesc de cel implementat în Brașov  prin faptul că pun la dispoziția călătorilor site-uri web unde aceștia își pot planifica o călătorie, pot alege cea mai scurtă cale de a ajunge de la un punct A la un punct B. Spre exemplu sistemul de informare a călătorilor implementat în Berlin oferă pe langă informațiile menționate mai sus și informații despre eventualele lucrări de mentenanță a drumului care se realizează pe o linia unui vehicul, astfel utilizatori sistemului de transport public pot alege cel mai avantajos mijloc de transport. Majoritatea sistemelor de informare a călătorilor din transportul public folosec ca metodă de identificare a vehiculului localizarea prin intermediul poziționări GPS și în sistemele mai vechi din Londra și București se folosec balizele radio pentru a identifica poziția la un anumit moment a unui vehicul. Avand în vedere popularitatea identificări obiectelor prin etichete RFID, sistemele de inforamare a călătorilor au implementat de asemenea această metodă  pentru a crește precizia identificări și a calibra sistemul la un anumit moment de timp. Această metodă de identificare a vehiculelor lucrează în paralel cu sistemul de identificare prin GPS. Prin implementarea unui sistem de informare a călătorilor în timp real, utilizatori transportului public au mult mai multă încredere în furnizorul de transport, își p ot planifica călătoria cu mult timp înainte, pot alege un mijloc de transport alternativ în cazul în care intervin întârzieri și nu în ulimul rând transportul public devine un transport eficient și inteligent. Consider că un furnizor de transport public trebuie să aibă în vedere faptul că călători au drepul să le fie furnizate informații despre ora la care sosește un anumit vehicul. De asemenea un sistem de informare creează printre călători un sentiment că timpul se scurge mai ușor. 55

Contribuțiile personale pentru fiecare capitol al lucrării se pot sintetiza astfel: Capitolul 1. Introducere: analiza sistemelor de transport inteligente și oferirea de exemple cu privire la diversele game de implementări; sintetizarea inițiativelor legislative ale Comisiei E uropene privind transportul în comun; Capitolul 2. Stadiul sistemelor de informare a călătorilor în Europa: analiza diferitelor structuri de sisteme informare a călătorilor din câteva orașe mari din Europa, prezentarea elementelor componente precum și evidențierea avantajelor și dezavantajelor;  prezentarea și evidențierea site-urilor web și a aplicațiilor mobile oferite de diverse companii de transport public din Europa; Capitolul 3. Tehnologii utilizate de sistemele de informare a călătorilor: identificarea tehnologiilor specifice sistemelor de informare a călătorilor în transportul  public;  prezentarea în amănunt a modului de funcționare a tehnologiilor utilizate în siste mele de informare a călătorilor; Capitolul 4. Studiu de caz. Implementarea unui sistem RTPI în orașul Ljublijana: analiza sistemului de informare a călătorilor implementat în Ljublijana;  prezentarea elementelor componente sistemului implementat în Ljublijana; Capitolul 5: Proiectare soluție proprie:  proiectarea și explicarea funcționalități blocurilor componente sistemului; alegerea unei soluții de implementarea a sistemului proiectat;  proiectarea hardware a sistemului într-un program de modelare a componentelor electronice; alegerea unei surse de alimentare pentru sistemul proiectat;  proiectarea schemelor bloc a software-ului proiectat;  proiectarea software a sistemului de identificare a etichetelor RFID; adaptarea fișelor de catalog, pentru modulele folosite, cu limba română; Capitolul 6. Concluzii: oferirea unei priviri de ansamblu asupra lucrări prezente; 































56

Dicționar explicativ de termeni și abrevieri GNSS - Global Navigation Satellite System STI - Sisteme de Transport Inteligent GPS - Global Positioning System ATMS - Advanced Traffic Management System CCTV - Closed-circuit television ATIS - Automatic Traffic Information System AVCS - Advanced Vehicle Control Systems CVO - Commercial Vehicle Operations ARTS - Advanced Rural Transportation Systems AM - Amplitude Modulation FM - Frequency Modulation APTS - Advanced Public Transportation Systems GIS - Geographic Information System TCP/IP - Transport Control Protocol/Internet Protocol SQL - Structured Query Language TTI - Transit Traveler Information AVL - Automatic Vehicle Location PROMISE - Personal Mobile Traveler and Traffic Information Service ELMI - Espoo and Länsiväylä Passenger Information System GSM - Global System for Mobile Communications PC - Personal Computer HELMI - Helsinki Espoo and Länsiväylä Passenger Information System DGPS - Differential Global Positioning System DMS - Dynamic Message Signs LED - Light-Emitting Diode VIA - Visualizzazione Informazioni Arrivi SMS - Short Message Service PIEPSER - Personalized Information on Disruptions to Public Transport Exclusive to Users of Public Transport TTI - Transit Traveler Information UML - Unified Modeling Language DOM - De Orientierte Mensch (The Oriented Person) PTDB - Public Transport DataBase PIS - Passenger Information System DRS - Demand-Responsive System ASC - American Standard Code for Information Interchange STIB - Société des Transports Intercommunaux de Bruxelles VSCS - Vehicle Scheduling and Control System 57

RATP - Régie Autonome des Transports Parisiens AIGLE - Aide à l’Intervention Globale sur l es Lignes en Exploitation SNCF - Société Nationale des Chemins de Francais (France) 5T - Telematics Technologies for Transport and Traffic in Turin (Italy) RATP - Régie Autonome des Transports Parisiens RER - RATP’s Regional Rail Service SIEL - System D’Information en Ligne MOBINET - Mobilität im Ballungsraum München MVV - Münchner Verkehrs und Tarifverbund SWM - Stadtwerke Munich EFA - Elektronische Fahrplanauskunft ATC - Azienda Trasporti Consorziali SAS - Serial Attached SCSI SSD - Solid State Drive RAID - Redundant Array of Inexpensive Disks RAM - Random Access Memory GSA - European Global Navigation Satellite Systems Agency ESA - European Space Agency PRN - Pseudorandom Noise Number RTK - Real Time Kinematic RFID - Radio Frequency IDentification CRC - Cyclic Redundancy Check GPRS - General Packet Radio Service BTS - Base Transceiver Station BSC - Base Station Controller MSC - Mobile services Switching Centre GSN - GPRS Support Node GGSN - Gateway GPRS Support Node SGSN - Serving GPRS Support Node PDN - Public Data Network BG - Border Gateways IMEI -International ME Identity PLMN - Public Land Mobile Network AuC -Authentication Centre EIR - Equipment Identity Register HLR -Home Location Register VLR -Visitor Location Register IMSI - International Mobile Subscriber Identify MCC - Mobile Country Code  –  Mobile Network Code MNC 58

MSIN TMSI UDP UIT ISM OFDM AP RFIC IEEE XML LCD VMS TFT IDE ADT SDK AVD MMS LBS DR TMU CLK USB AC-DC PWM ICSP EEPROM USART SDA SCL FTDI GND PSR RTPI

 –  Mobile Station Identify Number - Temporary Mobile Subscriber Identity -User Datagram Protocol -Uniunea Internaţională de Telecomunicaţii -Industrial, Scientific and Medical -Orthogonal Frequency Division Multiplexing  –  Acess Point - Radio Frequency Integrated Circuits - Electrical and Electronics Engineers - eXtensible Markup Language - Liquid-Crystal Display  –  Variable Message Sign  –  Thin Film Transistor - Integrated Development Environment  –  Android Development Tools - Software Development Kit - Android Virtual Device - Multimedia Messaging Service  –  Location Based Service  –  Dead Reckoning - Unitatea Mobilă Telagro - Clock - Universal Serial Bus - Alternating Current/ Direct Current - Pulse Width Modulation - In-Circuit Serial Programming - Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory - Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter - Serial Data Line - Serial Clock Line - Future Technology Devices International - Ground - Primary-Side Regulation - Real-Time Passenger Information

59

Bibliografie [1] [2]

G. Nowacki, Development and Standardization of Intelligent Transport Systems, Volumul 6, Numărul 3, Septembrie 2012. Directiva 2010/40/UE, Alineatul 3,4, http://eur-lex.europa.eu/legalcontent/RO/TXT/PDF/?uri=CELEX:32010L0040&from=RO , ultima vizualizare 12-62017 ora 10:45.

[3] http://www.aftek.com/images/solution/upsrtc.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 10:46. [4] http://www.prothius.com/images/secpeq.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 10:47. [5] http://www.nissanglobal.com/JP/TECHNOLOGY/FILES/2010/07/f4c4e5055e8afe.gif  , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:13. [6] https://www.toshiba.co.jp/cs/en/solution/road/traffic/img/index-img-02.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:17. [7] http://www.supergeotek.com/ImagesTank/GISApplication_1_2010050394a2e9a1af5a-4665-b1c5-39aeb0744ca3.gif , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:20. [8] http://www.mynrma.com.au/blog/wp-content/uploads/2012/12/collision-warningtech.jpg, ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:22. [9] http://www.portwell.com/solutions/images/fleet_dispatch_new.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:24. [10] http://www.theradiosource.com/images/fas6000-in-situ.jpg , ultima viziualizare 126-2017 ora 11:28. [11] https://coeut.iitm.ac.in/ITS_synthesis.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:29. [12] http://www.railway-technology.com/uploads/storefront/st-vitrinen/4-train-infodisplay.jpg, ultima viziualizare 12-6-2017 ora 11:29. [13] http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/tcrp/tcrp_syn_48.pdf , ultima viziualizare 12-62017 ora 12:15. [14] http://2.bp.blogspot.com/ASJmIaTHEi0/TaTXlbUyTmI/AAAAAAAAAh4/GbtxIOZnxeg/s1600/1.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:31. [15] http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/tcrp/tcrp_rpt_92.pdf , ultima viziualizare 12-62017 ora 12:29. [16] http://groups.ischool.berkeley.edu/MuniMap/img/casestudy_london2.gif , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:32. [17] https://www.researchgate.net/profile/Tarmo_Kalvet/publication/235347989/figure/fi g6/AS:393380786917377@1470800696193/Figure-6-Journey-planner-Sourcehttpaikataulutytvfireittiopasen.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:35. [18] http://www.data-display.com/file/images/installations/heinola-bus-shelterdisplays.jpg, ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:36. 60

[19] http://blog.contexttravel.com/wp-content/uploads/2008/11/img_3264.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:39. [20] http://nyc.streetsblog.org/wp-content/uploads/2006/07/bus_stop_3.jpg , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:38. [21] https://ntl.bts.gov/lib/9000/9000/9005/8v301.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:44. [22] http://fresno.ts.odu.edu/newitsd/Images/avl_description.gif , , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:45. [23] https://www.researchgate.net/profile/Victor_Dutta/publication/220483669_Automa ted_Vehicle_Location_AVL_Using_Global_Positioning_System_GPS/links/00463539 1ea4a42219000000/Automated-Vehicle-Location-AVL-Using-Global-PositioningSystem-GPS.pdf?origin=publication_detail , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:48. [24] https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System , ultima viziualizare 126-2017 ora 12:48. [25] europa.eu/rapid/press-release_IP-16-4366_ro.pdf, ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:54. [26] http://www.gps.gov/systems/gps/control/ , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:54. [27] http://www.gps.gov/systems/gps/control/map.png , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:57. [28] https://theses.lib.vt.edu/theses/available/etd112516142975720/unrestricted/ch3.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 12:58. [29] http://pooh.poly.asu.edu/Mobile/ClassNotes/Papers/Location/LocationSystemsAnI ntroToTechLocationAwareness.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:07. [30] http://www.flora.org/lapierre/nvi/timing.gif , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:11. [31] https://ro.wikipedia.org/wiki/Sistem_de_pozi%C8%9Bionare_global%C4%83 , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:11. [32] http://www.agir.ro/buletine/836.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:11. [33] https://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:11. [34] http://www.gps.gov/cgsic/meetings/2009/gakstatter1.pdf , ultima viziualizare 12-62017 ora 1:15. [35] http://www.rollsoft.ro/wp-content/uploads/2013/06/RFID1.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:18. [36] http://www.ancom.org.ro/uploads/links_files/RO-IR11-RFID_ro.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [37] http://staff.etc.tuiasi.ro/bogdani/Mobile/ComunicatiiMobile.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [38] http://www.msqe.ase.ro/Documente/retelemobile%282%29.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19.

61

[39] https://en.wikipedia.org/wiki/Network_switching_subsystem , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [40] https://en.wikipedia.org/wiki/Base_station_subsystem , , ultima viziualizare 12-62017 ora 1:19. [41] http://www.geocities.ws/kashifjabbar/files/John.Wiley.and.Sons.GSM.GPRS.and.E DGE.Performance.Evolution.Towards.3G.UMTS.eBook-KB.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [42] GPRS Networks Autori: Geoff Sanders, Lionel Thorens, Manfred Reisky,Oliver Rulik and Stefan Deylitz 10 octombrie 2003 Editura John Wiley & Sons ,pagina 87 [43] http://www.comm.pub.ro/_curs/cic/curs/CIC_Capitolul%207%20Servicii%20de%2 0date%20in%20GSM.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [44] http://www.phys.utcluj.ro/PersonalFile/Cursuri/CuleaCurs/Curs%2010.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [45] http://www.ancom.org.ro/spectru-radio_2749 , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [46] Reț ele Locale, Autori: Razvan Rughiniș ,Razvan Deaconescu, Andrei Ciorba, Bogdan Doinea Editura Printech an 2008 Bucuresti pagina 166 [47] http://www.radio-electronics.com/info/wireless/wi-fi/ieee-802-11-standardstutorial.php, ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [48] http://stiintasiinginerie.ro/wp-content/uploads/2014/01/43-CLASIFICAREATEHNOLOGIILOR-PENTRU.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [49] http://www.pcworld.com/article/208778/Wi_Fi_Direct_vs_Bluetooth_4_0_A_Battl e_for_Supremacy.html, ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [50] http://webbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2010/rom/Machedon-PisuMihai.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [51] http://www.tcrponline.org/PDFDocuments/tcrp_syn_104.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [52] http://www.bv.transports.gouv.qc.ca/per/0980389/12_Book_10.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [53] http://www.umfiasi.ro/masterate/Suporturi%20de%20curs/Facultatea%20de%20Bi oinginerie/Curs%20Electronica%20Medicala,%20an%20IV/CURS_Afisare_inregistrar  e_2_prezentare.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [54] http://yogit.ro/2014/06/lcd-vs-tft-vs-led-vs-oled-vs-amoled-vs-ips-vs-retina-vs-etc/ , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [55] http://ctmtc.utcluj.ro:8080/romana/Cursuri/Televiziune%20-%20EA/Plasma%20vs %20LCD.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [56] https://ro.wikipedia.org/wiki/Baterie_de_acumulatoare , ultima viziualizare 12-62017 ora 1:19. [57] http://www.rets project.eu/UserFiles/File/pdf/respedia/07%20Solar %20energy%20Photovoltaics/07Solar-energy---Part-I---Photovoltaics_RO.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. 62

[58] https://pdfs.semanticscholar.org/8a0c/7c1f5112a18609462fd13beed52a8e8c8b74.p df , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [59] http://electronica-azi.ro/2010/02/09/dispozitive-drgps/ , ultima viziualizare 12-62017 ora 1:19. [60] https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [61] http://www.atmel.com/Images/Atmel-42735-8-bit-AVR-MicrocontrollerATmega328-328P_Datasheet.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [62] https://www.arduino.cc/en/Tutorial/MasterWriter , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [63] https://www.robofun.ro/senzori/id/cititor_rfid_id_12 , ultima viziualizare 12-62017 ora 1:19. [64] https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/ID/RFID_USB_Reader-v14.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [65] http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm50.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [66] https://www.arduino.cc/en/Tutorial/HelloWorld , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [67] http://www.afahc.ro/ro/facultate/cursuri/ccg/CDE/Cursul%209%20-%20Stabilizato are.pdf , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [68] http://www.ti.com/product/UCC28740 , ultima viziualizare 12-6-2017 ora 1:19. [69] https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-uno-schematic.pdf , ultima vizualizare 25-06-2017 ora 11:00 [70] http://digital.csic.es/bitstream/10261/127788/7/D-c-%20Arduino%20uno.pdf , ultima vizualizare 25-06-2017 ora 11:13 [71] https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/ID/ID-2LA,%20ID-12LA,%20ID20LA2013-4-10.pdf , ultima vizualizare 25-06-2017 ora 11:27 [72] Arduino pentru începători, robofun.ro, pagina 146 [73]

https://tfl.gov.uk/plan-a-journey/ , ultima vizualizare 26-06-2017 ora 1:51

[74] http://www.s-bahn-berlin.de/en/route-information , ultima vizualizare 26-06-2017 ora 1:27 [75] http://futar.bkk.hu/trip/BKK_B6632750/20170625?layers=OSVB , ultima vizualizare 26-06-2017 ora 1:27 [76] https://ruter.no/en/journey planner/Stoppested/(3010005)Tollboden/Avganger/#st:1,sp:0,bp:0 , ultima vizualizare 26-06-2017 ora 1:27 [77] https://www.arduino.cc/en/Tutorial/MasterWriter , vizualizare 28-06-2017 ora 08:01 [78] https://www.robofun.ro/senzor-temperatura-brick , vizualizare 28-06-2017 ora 08:01 [79] https://www.robofun.ro/cititor_rfid_id_12 , ultima vizualizare 28-06-2017 ora 08:01 [22’] http://docshare02.docshare.tips/files/29572/295721109.pdf , ultima vizualizare 2806-2017 ora 07:09 [23’] http://www.agir.ro/buletine/2726.pdf , ultima vizualizare 28-06-2017 ora 06:53 63

Anexa 1

Figura 44. Schema electrică Arduino Uno [ 69].

Figura 45. Elementele componente ale moduluilui Arduino Uno [70]. Microcontroller Tensiune funcționare Tensiune intrare (recomandat) Tensiune intrare (limite) Pini Digitali I/O Pini Analogici Intrare DC Curent pentru pini I/O DC Curent pentru pini 3.3V Memoria Flash SRAM EEPROM Clock Speed

ATmega328 5V 7-12V 6-20V 14 (dintre care 6 furnizează p ieșire PWM) 6 40 mA 50 mA 32 KB dintre care 0.5 KB folosit de bootloader 2 KB 1 KB 16 MHz 64

Anexa 2 1. Ordinea Pinilor pentru ID12-LA. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

GND RES  NC  NC CP Etichetă în interval Selectror de formate D1 (Pinul de Date 1)

9. D0 (Pinul de Date 0) 10. Citește (LED/Bip) 11. +2.8 până la +5.0 V

2. Caracteristicile Operaționale ale dispozitivului.

3. Diagrama circuitului.

Pagina web a fișei de catalog pentru dispozitivul ID -12LA se găsește în nota biografică [71] 65

Anexa 3 Tabel 5. Modul de conectare a unui display LCD 2x16 la modulul Arduino Uno [72]. Pin1 Potențiometru Arduino 5V Pin3 Potențiometru Arduino GND Pin2 Potențiometru VO (PIN3) LCD Arduino GND GND (PIN1) LCD Arduino GND RW (PIN5) LCD Arduino 5 V VCC (PIN2) LCD Arduino Digital 12 RS (PIN4) LCD Arduino Digital 11 E (PIN6) LCD Arduino Digital 5 D4 (PIN11) LCD Arduino Digital 4 D5 (PIN12) LCD Arduino Digital 3 D6 (PIN13) LCD Arduino Digital 2 D7 (PIN14) LCD

66