Τεχνολογίες

Τα Ευφυή Συστήματα Μεταφορών ποικίλουν σε εφαρμοσμένες τεχνολογίες, από τα βασικά συστήματα διαχείρισης όπως η προήγηση αυτοκινήτου, τα συστήματα ελέγχου σηματοδοτών κυκλοφορίας, συστημάτων διαχείρισης εμπορευματοκιβωτίων, σημάτων μεταβλητού μηνύματος, αυτόματη αναγνώριση αριθμού πινακίδας ή φωτογραφική μηχανή ταχύτητας για την παρακολούθηση των εφαρμογών, όπως τα CCTV συστήματα ασφαλείας και σε πλέον προηγμένες εφαρμογές που ενσωματώνουν ζωτικά στοιχεία και ανάδραση από έναν αριθμό άλλων πηγών, όπως ο οδηγός στάθμευσης και τα συστήματα πληροφοριών, τις πληροφορίες καιρού κ.τ.λ. Επιπροσθέτως, οι προγνωστικές τεχνικές αναπτύσσονται προκειμένου να επιτρέψουν την μοντελοποίηση και την σύγκριση με τα ιστορικά στοιχεία γραμμής βάσης. Κάποιες από τις συστατικές τεχνολογίες τις τυπικά εφαρμοζόμενες στον χώρο των ΣΕΜ περιγράφονται παρακάτω.

Ασύρματες επικοινωνίες

Ποικίλες φόρμες τεχνολογιών ασύρματης επικοινωνίας έχουν προταθεί για τα ευφυή συστήματα κυκλοφορίας. Οι βραχείας εμβέλειας επικοινωνίες (κάτω των 500 γιαρδών) μπορούν να πραγματοποιηθούν με την χρήση των πρωτοκόλλων ΙΕΕΕ 802.11, ειδικά τα WAVE ή το πρότυπο Αυτόνομων Βραχείας Εμβέλειας Επικοινωνιών προτείνονται από την Intelligent Transportation Society της Αμερικής και του Υπουργείου Μεταφορών των Η.Π.Α. Θεωρητικά, η εμβέλεια αυτών των πρωτοκόλλων μπορεί να επεκταθεί χρησιμοποιώντας Κινητά ad-hoc δίκτυα ή Πολυγωνική δικτύωση.

Μακρύτερης εμβέλειας επικοινωνίες έχουν προταθεί χρησιμοποιώντας δίκτυα υποδομής όπως τα WiMAX (IEEE 802.16), Global System για Κινητές Επικοινωνίες (GSM) ή 3G. Οι μακράς εμβέλειας επικοινωνίες που χρησιμοποιούν αυτές τις μεθόδους είναι καλώς εγκατεστημένες, αλλά, παρά τα μικρής εμβέλειας πρωτόκολλα, οι μέθοδοι αυτές απαιτούν εκτεταμένη και πολύ εκτεταμένη ανάπτυξη υποδομής. Υπάρχει έλλειψη συναίνεσης ως προς τι το επιχειρησιακό μοντέλο θα πρέπει να στηρίξει αυτή την υποδομή.

Τεχνολογίες υπολογισμού

Πρόσφατες πρόοδοι στην ηλεκτρονική οχημάτων έχουν οδηγήσει σε μια κίνηση για λιγότερους και  ικανότερους επεξεργαστές υπολογιστών σε ένα όχημα. Ένα τυπικό όχημα στις αρχές του 2000 θα είχε μεταξύ των 20 και 100 ανεξάρτητα δικτυωμένων μικρό-ελεγκτών / στοιχεία προγραμματιζόμενα από τον ρυθμιστή λογικής με λειτουργικά συστήματα σε μη πραγματικό χρόνο. Η τρέχουσα τάση είναι για λιγότερα, πιο ακριβά στοιχεία μικροεπεξεργαστών με διαχειριστές μνήμης και Λειτουργικά Συστήματα σε πραγματικό χρόνο. Το νέο σύστημα που περιλαμβάνεται σε πλατφόρμες με πολύ εξειδικευμένο λογισμικό, περιλαμβάνει ένα σύνθετο μοντέλο στην βάση ελεγκτών ελέγχου διαδικασίας και τεχνητής νοημοσύνης και απανταχού υπολογισμούς. Ίσως το πιο σημαντικό από αυτά τα ευφυή συστήματα μεταφοράς να είναι η τεχνητή νοημοσύνη.

Μεταβλητά δεδομένα αυτοκινήτου / Μεταβλητά κυψελοειδή στοιχεία

Ουσιαστικά κάθε αυτοκίνητο περιέχει ένα ή περισσότερα κινητά τηλέφωνα. Αυτά τα κινητά τηλέφωνα διαβιβάζουν τακτικά τις δικές τους πληροφορίες θέσης στο δίκτυο – ακόμα και όταν δεν υπάρχει καμία σύνδεση φωνής. Αυτό επιτρέπει να τα χρησιμοποιούμε σαν ανώνυμους αισθητήρες ελέγχου κυκλοφορίας. Καθώς το αυτοκίνητο κινείται, το αυτό κάνει και το σήμα του κινητού τηλεφώνου. Με τη μέτρηση και την ανάλυση με τριγωνισμό του δικτύου σε μία ανώνυμη διάταξη, τα δεδομένα έχουν αυτόματα μετατραπεί σε ακριβείς πληροφορίες κυκλοφοριακής ροής. Με μεγάλη κυκλοφοριακή συμφόρηση, έχουμε περισσότερα αυτοκίνητα, περισσότερα τηλέφωνα, και έτσι, περισσότερους  ελέγχους. Στις μητροπολιτικές περιοχές, η απόσταση μεταξύ των κεραιών είναι πιο κοντινή και, επομένως, η ακρίβεια αυξάνει. Καμία υποδομή δεν είναι αναγκαίο να χτιστεί κατά μήκος του δρόμου, αρκεί το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας. Η τεχνολογία μεταβλητών δεδομένων αυτοκινήτου παρέχει μεγάλα πλεονεκτήματα πέρα από τις υπάρχουσες μεθόδους μέτρησης κυκλοφορίας:

  • Πολύ λιγότερο ακριβή από τους αισθητήρες ή τις κάμερες
  • περισσότερη κάλυψη: όλες οι θέσεις και οι οδοί
  • πιο γρήγορη εγκατάσταση (καμία ζώνη εργασιών) και μικρή συντήρηση
  • εργασίες σε συνθήκες παντός καιρού, περιλαμβανομένης και εντατικής βροχής

Τεχνολογίες ανίχνευσης

Η τεχνολογική πρόοδος στις τηλεπικοινωνίες και την πληροφορική σε συνδυασμό με υπερσύγχρονα μικροτσίπ, RFID, και οικονομικές τεχνολογίες ανίχνευσης ραδιοφάρων έχουν ενισχύσει τις τεχνικές δυνατότητες, οι οποίες θα διευκολύνουν τα οφέλη ασφαλείας των οδηγών για τα έξυπνα συστήματα μεταφορών παγκοσμίως. Τα συστήματα ανίχνευσης για ΣΕΜ είναι δικτυωμένα συστήματα που βασίζονται στα οχήματα και την υποδοχή, π.χ. έξυπνες τεχνολογίες οχημάτων. Οι αισθητήρες υποδομής είναι ανθεκτικότατες συσκευές (όπως ανακλαστήρες δρόμου) που τοποθετούνται ή στερεώνονται στο δρόμο ή περιβάλλουν το δρόμο (π.χ. κτίρια, δοκάρια, πινακίδες) όπως απαιτείται και μπορούν να αφαιρεθούν με το χέρι κατά τη διάρκεια προληπτικής συντήρησης δρόμων ή μέσω μηχανισμού έγχυσης για ταχεία ανάπτυξη των ενσωματωμένων RFID αισθητήρων δρόμων. Τα συστήματα ανίχνευσης οχημάτων περιλαμβάνουν την ανάπτυξη ηλεκτρικών ραδιοφάρων υποδοχής-οχήματος και οχήματος-υποδομής για επικοινωνίες αναγνώρισης και μπορούν επίσης να έχουν τα οφέλη της τεχνολογίας αυτόματης αναγνώρισης πινακίδων κυκλοφορίας CCTV σε επιθυμητά διαστήματα προκειμένου να αυξηθεί η διαρκής παρακολούθηση των ύποπτων οχημάτων που κυκλοφορούν σε ζώνες κρίσιμης σημασίας.

Επαγωγικός φωρατής βρόχου

Οι επαγωγικοί βρόχοι μπορούν να τοποθετηθούν στο οδόστρωμα για να ανιχνεύουν τα οχήματα καθώς περνούν πάνω από το βρόχο μετρώντας το μαγνητικό πεδίο του οχήματος. Οι πιο απλοί αισθητήρες απλώς μετρούν τον αριθμό των οχημάτων κατά τη διάρκειας μιας χρονικής μονάδας (συνήθως 60 δευτερόλεπτα στις ΗΠΑ) που περνούν πάνω από το βρόχο, ενώ οι πιο εξελιγμένοι αισθητήρες μετρούν την ταχύτητα, το μήκος και το βάρος των οχημάτων καθώς και την απόσταση μεταξύ τους. Οι βρόχοι μπορούν να τοποθετηθούν σε μια λωρίδα ή κατά μήκος πολλαπλών λωρίδων και λειτουργούν με οχήματα που κινούνται πολύ αργά ή είναι σταματημένα καθώς και με οχήματα που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα.

Ανίχνευση οχημάτων μέσω βιντεοκάμερας

Μια άλλη μορφή ανίχνευσης οχημάτων είναι η μέτρηση της ροής κυκλοφορίας και η αυτόματη ανίχνευση συμβάντων με τη χρήση βιντεοκάμερας. Επειδή για τα συστήματα ανίχνευσης μέσω βιντεοκάμερας, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στην αυτόματη αναγνώριση πινακίδων κυκλοφορίας, δεν χρειάζεται η τοποθέτηση στοιχείων απευθείας στο οδόστρωμα, αυτό το είδος συστήματος είναι γνωστό ως «μη ενοχλητική» μέθοδος ανίχνευσης κυκλοφορίας. Το βίντεο από ασπρόμαυρες ή έγχρωμες κάμερες εισέρχεται στους επεξεργαστές, οι οποίοι αναλύουν τα μεταβαλλόμενα χαρακτηριστικά της εικόνας του βίντεο καθώς περνούν τα οχήματα. Οι κάμερες τοποθετούνται συνήθως σε ιστούς ή δομές δίπλα ή πάνω από το δρόμο. Στα περισσότερα συστήματα ανίχνευσης μέσω βιντεοκάμερας πρέπει να γίνει μια αρχική ρύθμιση, η οποία θα «δείξει» στον επεξεργαστή την εικόνα φόντου της βασικής γραμμής. Αυτό σημαίνει συνήθως ότι πρέπει να γίνει η εισαγωγή γνωστών μετρήσεων, όπως η απόσταση μεταξύ των γραμμών των λωρίδων ή το ύψος της κάμερας πάνω από το οδόστρωμα. Ένας επεξεργαστής ανίχνευσης βίντεο μπορεί να ανιχνεύσει την κυκλοφορία ταυτόχρονα από μια έως οχτώ κάμερες, ανάλογα με τη μάρκα και το μοντέλο. Τα συνηθισμένα στοιχεία που δίνει το σύστημα ανίχνευσης μέσω βιντεοκάμερας είναι οι ταχύτητες των οχημάτων κατά λωρίδα, η καταμέτρηση και οι τιμές κατάληψης λωρίδας. Ορισμένα συστήματα παρέχουν πρόσθετα στοιχεία όπως διάκενο, χρονική διάρκεια επακολουθίας οχημάτων, ανίχνευση σταματημένων οχημάτων και συναγερμό λανθασμένης πορείας οχημάτων.