سیستم کنترل ترافیک: سیستم هوشمند کنترل ترافیک برای شبکه های وسایل نقلیه بیسیم TraffCon: An Intelligent Traffic Control System for Wireless Vehicular Networks

مقدمه

دسترسی بیسیم در محیط مربوط به وسایل نقلیه (WAVE) برای مدت زمانی به عنوان حیطه پژوهشی فعالی بوده است. WAVE هنوز هم در فاز استانداردسازی بوده و چندین گروه به این منظور فعالیت هایی را انجام می دهند که متشکل از کنسرسیوم ارتباطاتی اتومبیل با اتومبیل، کارگروه ارتباطات در شعاع کم، و کارگروه جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید. می باشند. بدون در نظر گرفتن نتایج این فرایند، مقدمات مربوط به کاربردهای جدید در حیطه وسایل نقلیه آشکار می باشد که بر مبنای اینترنت، آرامش، ایمنی، یا کاربردهای مدیریت ترافیک است.

بسیاری از پزوهش های اولیه در ارتباط با کاربرد های مشخص WAVE وتمرکزش را بر روی ایجاد مزایای امنیتی قرار داده است. کنسرسیوم ارتباطاتی ایمن وسایل نقلیه فهرست بلندی از رده بندی مجزای این کاربردها بر طبق به مزایای آن فراهم کرده است. اکثریت این موارد ولی نه همه آن ها در ارتباط با ایمنی می باشد. در حال حاضر بسیاری از پروژه های درسطح جهانی کاربردهای ایمنی را بر اساس این موارد و سناریوهای مشابه مد نظر قرار می دهد.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

شکل 1. سیستم مدیریت ترافیک در ارتباط با WAVE

اخیرا بخش های آکادمیک شروع به توسعه پژوهش های مختلفی در زمینه WAVE کرده اند. بعضی از کاربردهای در دست توسعه عبارتند از: MobEyes: طرحی که از وسایل نقلیه به عنوان سنسوری بر مبنای یک پایگاه مراقبتی متحرک برای نظارت شهری استفاده می کند، FleaNet: یک بازار مجازی که این امکان را به راننده ها و فروشگاه های کنار جاده ای می دهد تا تقاضا / محصولاتشان را تبلیغ کرده و محل پارک آزاد را به آن ها نشان می دهد.

یکی از موارد کاربردی WAVE که دارای پتانسیل های زیادی می باشد، مدیریت ترافیک است. ترافیک وسایل نقلیه یکی از بزرگترین مشکلات جوامع امروزی می باشد؛ در مناطق شهری، مسافرانی که هر روز جا به جا می شوند درصد قابل توجهی از زمانشان را در ترافیک ها هدر می دهند. موسسه ترافیک تگزاز تخمین زده است که تراکم ترافیک هر ساله هزینه ای برابر با 90 میلیارد دلار تا سال 2009 را ایجاد کرده و بخش خزانه داری بریتانیا این هزینه را برای اقتصاد کشورش به میزان 20 میلیارد یورو ( 38 میلیارد دلار امریکا) برای سال 2006 تخمین زده است. این های هزینه های مالی زیادی می باشند که بر مبنای از دست رفتن بهره وری و سوخت به هدر رفته می باشند اما همچنین هزینه های زیست محیطی نیز باید مد نظر قرار گیرد. به شکل نگران کننده ای این موقعیت به دنبال افزایش تعداد وسایل نقلیه که بیشتر از ظرفیت جاده ها می باشند در سطح جهانی، بدتر می گردد. از سال 1982 تا 2002، تعداد وسایل نقلیه در ایالات متحده به اندازه 36% رشد داشته و مسافت طی شده با وسایل نقلیه 72% افزایش را نشان داده در حالی که ظرفیت جاده ها کمتر از 5% رشد داشته است. بین 1990 تا 2004، تعداد اتومبیل ها در 25 کشور عضو اتحادیه اروپا بیش از 40% افزایش داشته و همچنان به رشدش ادامه می دهد، از 1990-1998 کل مسیر بزرگراه ها در اتحایه اروپا 28% افزایش داشته اما از آن زمان به بعد تقریبا متوقف شده است.

این مقاله به طرح TraffCon ، به عنوان سیستم مدیریت ترافیک جدید (TMS) برای WAVE می پردازد شکل (1). هدف اصلی TraffCon بهبود کیفیت کلی تجربه رانندگی (QDE) می باشد. هدف تاکید برجسته بر روی چنین سیستمی کاهش تراکم ترافیک/ افزایش ترافیک، با به حداکثر رساندن بکارگیری زیرساخت های موجود می باشد. مزایای TraffCon متفاوت می باشند: از نظر اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی یعنی زمان مسافرت کمتر، پس انداز مالی، افزایش بهره وری و کاهش در خروج مواد الاینده از وسایل نقلیه.

مابقی مقاله مدل TMS را نشان داده و به صورت زیر سازماندهی می گردد. بخش 2 فعالیت های مربوطه را نشان می دهد، بخش 3 مفهوم TMS را با جزییات بیشتری نشان می دهد، بخش 4 راه حل های مرتبط به طرح TraffCon را نشان می دهد، بخش 5 توضیح می دهد که TraffCon چگونه تست می گردد و نتیجه گیری در بخش 6 نشان داده می شود.

2 فعالیت های مرتبط

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.

2.1 اطلاعات ترافیک/ سیستم های مشاوره ای (TIS)

چندین سیستم TIS ایجاد شده است یعنی سیستم هایی که اطلاعات مربوط به ترافیک را جمع آوری کرده و اطلاعات ترافیک را به کاربران ارسال می کنند، بنابراین آن ها می توانند تصمیم گیری بهتری را در ارتباط با انتخاب مسیرشان داشته باشند. نمونه هایی از ان شامل TrafficView: ابزاری که به راننده افق دید گسترده تری را می دهد، یعنی مشاهده تمام وقت ترافیک جاده فراتر از آنچه که در واقع می توانند به چشم ببینند. Streetsmart: سیستمی که به تعیین و ارسال الگوی ترافیکی به کاربر می پردازد و SOTIS: سیستمی که سفرهای روزانه و اطلاعات ترافیکی مربوط به وسایل نقلیه یه محل را نشان می دهد.

در حالی که چنین سیستم هایی رانندگان را از شرایط ترافیکی آگاه می کنند، غیر ممکن است بدانیم چگونه راننده اطلاعات داده شده را تفسیر می کند. در نتیجه تضمینی وجود ندارد که چنین سیستم هایی تصمیمات مربوط به مسیر را به شکل بهینه و سودمندی ارائه دهند. همچنین فعالیت های زیادی منحصرا در زمینه طرح برداشت اطلاعات و انتقال اطلاعات برای WAVE انجام شده است.

2.2 سیستم های وسیله نقلیه خودکار

سیستم های وسیله نقلیه خودکار می توانند راه حل کنترل ترافیک را با اتومات کردن وسیله نقلیه و همچنین خارج کردن مسئولیت فرد برای رانندگی، فراهم کنند. مجموعه ای از تحقیقات در این زمینه وجود داشته و دارد، که مهمترین آن ها بررسی های انجام شده توسط DAROA بوده است. یکی از برجسته ترین فعالیت های انجام شده شامل وسایل نقلیه ای می باشد که قادر به جهت یابی محیط های پیچیده با استفاده از دید مصنوعی می باشند، الگوی برنامه ریزی و دریافت برای وسایل نقلیه خودکار و سیستمی که قابلیت جلوگیری از موانع پیچیده که در محیط قرار گرفته است برای رسیدن به مقصد با استفاده از ایستگاه های هوایی دارد.

به هر حال در حال حاضر چینی راه حل هایی بطور بازدارنده ای برای بکارگیری در سطح وسیع گران بوده و همچنین مشکلات مربوط به مقاومت کاربر در برابر اتومات کردن می بایست حل شود.

2.3 سیستم های مدیریت ترافیک (TMS)

سیستم هایی می باشند که به شکل فعال به کنترل جنبه های شبکه ترافیک به منظور اجبار اعضا برای عملکرد هایی می باشد که در کل دارای مزایایی برای سیستم بوده و به صورت TMS طبقه بندی می گردد. فعالیت های مربوطه در این حوزه به منظور سبک کردن ترافیک برای بهبیود هماهنگی ترافیک در تقاطع، و ارتباط وسایل نقلیه با قطار برای مدیریت تعامل آن ها در جاده و تقاطع ریلی می باشد.

3. سیستم مدیریت ترافیک(TMS)

چالش های زیادی در ایجاد مقیاس جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید. وجود دارد. حتی برای منطقه شهری با اندازه نسبتا کم مانند شهر کمریج ( بریتانیا) با جمعیت 100000 نفر، 183580 وسیله نقلیه در حال عبود در 12 ساعت از ساعت 7 صبح تا 7 شب در یک روز معمولی وجود دارد. زمانی که کلان شهرهای بزرگ مد نظر قرار می گیرند، مشخص است که برداشت اطلاعات ترافیکی از وسایل نقلیه حجم بزرگی از اطلاعات را در بر دارد. ذخیره این اطلاعات علاوه بر پردازش آن ها به صورت تمام وقت و ارسال پیام های کنترلی، ممکن است دردسرساز باشد.

به هر حال گام اول در پیشرفت تعیین این مورد می باشد- که چه مواردی به شکل بلقوه تغییر/ کنترل می شود تا  به تغییر/ مدیریت شرایط ترافیکی پرداخته شود.

- مسیر وسایل نقلیه- وسایل نقله به سمت یک مسیر خاص برای رسیدن به مقصدشان هدایت می شوند.

- خطوط وسایل نقلیه- وسایل نقلیه برای تغییر خطوطشان هدایت می گردند برای نمونه خط اتوبوس به طور بلقوه مورد استفاده قرار می گیرد تا ظرفیت ها افزایش یابند به شرطی که اتوبوس ها تاخیری نداشته باشند.

- سرعت وسایل نقلیه- وسایل نقلیه برای تطبیق سرعتشان راهنمایی می گردند.

- فاصبله زمانی چراغ راهنمایی- زمان و نسبت چراغ سبز تنظیم می گردد ( یعنی انطباق زمان یک جاده با جاده دیگر در تقاطع)

شاخص ساده تراکم ترافیک نسبت وسایل نقلیه در ارتباط با ظرفیت یک جاده نسبت به جاده دیگر می باشد. مسیردهی و انطباق موقعیت خطوط وسایل نقلیه امکان به حداکثر رسانی ظرفیت جاده را ایجاد کرده که باعث کاهش تراکم و افزایش عبور و مرور می گردد. فواصل بین وسایل نقلیه ظرفیت جاده را همانند خود وسیله نقلیه اشغال می کند. اگر سرعت وسیله نقلیه کنترل شود تا فواصل بین وسایل نقلیه به حداقل برسد، به این ترتیب ظرفیت جاده می تواند به حداکثر برسد. زمانی که چراغ راهنمایی قرمز است منجر به بر هم خوردن ترافیک می گردد؛ بهینه سازی عملیات چراغ راهنمایی برای تنظیم ترافیک به طور واضح مفید می باشد.

در حالی که دستکاری این عوامل باعث بهبود ترافیک می گردد، از فاکتورهای دیگر در ارتباط با سرعت نمی بایست چشم پوشی کرد. فشار مرتبط به قرار گرفتن در ترافیک نمی بایست با خشونت یا تندی شدید راننده ها در اتومبیلشان منجر گردد، این سیستم نمی بایست راننده ها را مجبور کند تا به شکلی رانندگی کنند به شکل نامنظم و ناراحت کننده بوده و نمی بایست به هیچ صورت ایمنی راننده را در خطر قرار دهد. به طور خلاصه ایمنی TMS بسیار مهم بوده ، کاهش زمان مسافرت نیز حیاتی می باشد، اما حس آرامش نیز همچنان مهم است.

جهت مشاهده متن کامل، فایل ترجمه را دانلود نمایید.