KOOPERATÍVNE SYSTÉMY V CESTNEJ DOPRAVE KOOPERATÍVNE SYSTÉMY V CESTNEJ DOPRAVE

S rozvojom spoločnosti je spojený aj rozvoj dopravy vo všetkých jej odvetviach. Osobitne v cestnej doprave sa každoročne zvyšuje počet dopravných prostriedkov na cestách ako aj nových vodičov, s čím sú spojené mnohé negatívne javy, s ktorými sa spája vytvorenie a fungovanie dopravného systému. Je to predovšetkým vzrastajúci počet dopravných nehôd, ohrozenie zdravia a života ľudí a dopravné kongescie, kolapsy a ďalšie negatívne dopady. [1] Dopravná nehodovosť ako vážny celospoločenský problém si vyžaduje komplexné a efektívne riešenie vykazujúce známky koordinovaného a cieleného postupu všetkých zainteresovaných subjektov a inštitúcií so širokou podporou verejnosti.

Slovenská republika čelí mnohým dopravným problémom, ktoré nevyplývajú iba z nedobudovanej dopravnej infraštruktúry, ale sa dotýkajú viacerých oblastí ako sú napr. bezpečnosť dopravy, vplyv dopravy na životné prostredie, alebo kvalita služieb, ktorých riešenie nebolo v minulosti dostatočne zabezpečované.

V roku 2010 sa pripravil nový Národný plán na zvýšenie bezpečnosti cestnej premávky Slovenskej republiky na obdobie rokov 2011 – 2020, ktorý vychádza z princípov obsiahnutých v Moskovskej deklarácii prijatej na Prvej svetovej ministerskej konferencii o bezpečnosti cestnej premávky 20. novembra 2009 a v rezolúcii Valného zhromaždenia OSN 64/255 z 2. marca 2010 o zvyšovaní bezpečnosti cestnej premávky vo svete, vyhlasujúcej roky 2011-2020 za „dekádu akcie“ v oblasti BCP, ako aj v oznámení Komisie č. KOM(2010) 389 o usmerneniach pre politiky v oblasti bezpečnosti cestnej premávky na roky 2011-2020. [4]

Európske spoločenstvo vyzvalo členské krajiny na realizáciu takých opatrení, aby sa počet dopravných nehôd so smrteľnými následkami znížil do roku 2010 na polovicu, oproti stavu z roku 2001. SR sa tento záväzok nepodarilo splniť. Výhľadovo sa predpokladá, že redukcia počtu smrteľných dopravných nehôd by mala pokračovať do roku 2020, s cieľom znížiť ich počet o 75 % zo stavu z roku 2001. Pripomeňme, že podľa súčasných štatistík je až 93 % dopravných nehôd spôsobených chybou človeka. Z pohľadu bezpečnosti cestnej premávky by sa mala Slovenská republika zaviazať, že prijme a zavedie také legislatívne, technické vzdelávacie podmienky pre vodičov motorových vozidiel, aby v roku 2020 prispela k splneniu celoeurópskeho cieľa znížiť počet usmrtených osôb oproti roku 2010 o polovicu (počet usmrtených v roku 2010 bol 345 osôb), t.j. zaevidovala počet usmrtených osôb v tomto roku na úrovni 172 usmrtených osôb. [3]

Riešenie uvedených problémov je v zavádzaní IDS a hlavne budovania Národného systému dopravných informácií. Prínosy zahŕňajú najmä zvýšenie kapacity cestnej siete , zníženie kongescií a znečistenia, kratšie a predvídateľnejšie čas jazdy, zlepšenie dopravnej bezpečnosti pre všetkých účastníkov cestnej premávky , nižšie prevádzkové náklady na vozidlá , lepšia organizácia a riadenie cestnej siete a pod.

1 Charakteristika dopravnej telematiky

Hlavnou úlohou dopravnej telematiky je poskytovanie služieb, ktoré zahŕňajú činnosti správcu a prevádzkovateľa dopravnej siete, dodávateľa dopravných služieb, prepravcov, ako aj samotného účastníka – používateľa dopravnej infraštruktúry. Sú nosným prvkom komplexných riešení v doprave a ich cieľom je:

zvyšovať bezpečnosť dopravno-prepravného procesu,
zvyšovať efektívnosť a kvalitu prepravy vyjadrenú úsporou času na prepravu,
znižovať negatívne vplyvy na životné prostredie (medzi ktoré jednoznačne patrí aj úmrtnosť a zranenia na cestách v dôsledku dopravných nehôd) a znižovať energetickú náročnosť dopravy,
zdokonaľovať produktivitu komerčných aktivít subjektov podieľajúcich sa na dopravno-prepravnom procese,
zvyšovať prístup k dopravným informáciám jednotlivých subjektov dopravno-prepravného procesu pre ich pre racionálne rozhodovanie,
zvyšovať kvalitu dopravnej infraštruktúry a znižovať náklady vkladané do budovania novej dopravnej infraštruktúry (predovšetkým cestnej siete). [3,5]

Dopravná telematika vytvára základné podmienky pre kvalitnú komunikačnú a informačnú spoločnosť, pričom z hľadiska dopravy a jej procesov otvárajú nové možnosti na dosiahnutie udržateľnej mobility v súvislosti s trvalo udržateľným rozvojom spoločnosti. IDS sú dopravné systémy, ktoré napomáhajú efektívne využívať dopravnú sieť pri použití informačných, komunikačných a riadiacich technológií. [2]

Technologické aplikácie je možné tiež vidieť v najdôležitejších skupinách nástrojov, ktoré umožňujú prispievať k väčšej bezpečnosti na cestách a to prostredníctvom inteligentnejších vozidiel a bezpečnejšej výkonnejšej mobility, inteligentnejšej infraštruktúry, informačných a komunikačných technológií.

Medzi základné funkcie telematických systémov, aplikovateľné vo všetkých dopravných módoch teda patrí riadenie a regulácia dopravy, funkcie inteligentných vozidiel, elektronické poplatky, riadenie záchranných zložiek, manažment verejnej hromadnej dopravy, plánovanie ciest, poskytovanie dopravných informácií, riadenie vozového parku a logistika prepravy nákladov. Súčasný rozsah implementácie IDS v SR je napriek tradícii vedy, výskumu a existujúcej priemyselnej základne relatívne nízky, spoločenská klíma a regulačné prostredie z pohľadu IDS taktiež nie je na dostatočne vysokej úrovni.

2 Kooperatívne systémy

Kooperatívne systémy založené na komunikácii ( výmene dát ) , medzi nielen samotnými vozidlami, ale aj vozidlami a infraštruktúrou, sú ďalšou veľkou výzvou IDS a sľubujú veľký prínos v oblasti efektivity dopravných systémov a bezpečnosti cestnej premávky. Pozri obr.1. Prínosy zahŕňajú najmä zvýšenie kapacity cestnej siete, zníženie kongescií a znečistenia, kratšiu dobu jazdy, zlepšenie dopravnej bezpečnosti pre všetkých účastníkov cestnej premávky, nižšie prevádzkové náklady na vozidlá a lepšiu organizáciu a riadenie cestnej siete . [6,7]

Kooperatívne systémy sú IDS systémy založené na komunikácii vozidlo- vozidlo (V2V), vozidlo- infraštruktúra (V2I, I2V) a infraštruktúra- infraštruktúra (I2I) na výmenu informácií. Kooperatívne systémy majú potenciál k ďalšiemu zvýšeniu prínosov IDS služieb a aplikácií.

Práca na kooperatívnych systémoch sa v Európe začala v rámci piateho a šiesteho rámcového programu. V marci 2006 sa zišlo konzorcium viac než 60 partnerov k naštartovaniu výnimočného a zriedkavého projektu CVIS. CVIS (Cooperative Vehicle-Infrastructure Systems) je európsky projekt výskumu a vývoja s cieľom navrhovať, vyvíjať a testovať technológie, ktoré umožňujú automobilom komunikovať medzi sebou a s cestnou infraštruktúrou v okolí. [8]

Okrem inteligentného vozidla musíme budovať aj inteligentnú infraštruktúru. Veľa väčších a stredne veľkých miest je vybavených progresívnym adaptívnym počítačovým riadením dopravy a informačnými systémami. Stále viac európskych diaľničných sietí je vybavených riadením dopravy, detekciou nehôd a cestovnými informáciami, v ktorých rastie bezpečnosť a používateľský komfort (napríklad informovanie o podmienkach dopravy a alternatívnych cestách v prípade nehody). Základ pre efektívne riadenie dopravy je v dostupnosti dopravných informácií v reálnom čase. Dopravné údaje sú zaznamenávané detektormi inštalovanými v kritických úsekoch cestnej siete. Čoraz častejšie sú inštalované videosenzory a ich údaje sú analyzované systémami na rozpoznávanie obrazu. Ďalšie pokroky v mobilnej komunikácii, riadení dopravy, informačných a komunikačných technológiách budú umožňovať vyvarovať sa poruchám dopravného prúdu a ponúkať nové inovatívne spôsoby riadenia dopravy. Kooperácia medzi inteligentnou infraštruktúrou a inteligentným vozidlom je cenná pre oba systémy. Informácia o podmienkach siete je nevyhnutná na zlepšenie výkonu systému vloženého do vozidla a spätná informácia je primárne dôležitá na zlepšenie znalostí o situácii pre operátora

Obr. 1 Schéma kooperatívnych systémov

Zdroj: podľa lit.[8]

Hlavné benefity CVIS sú nasledujúce:

zvýšenie kapacity cestnej siete,
zníženie kongescií a zlepšenie životného prostredia,
kratšia a predvídateľnejšia doba prepravy,
zlepšenie dopravnej bezpečnosti pre všetkých účastníkov cestnej premávky,
nižšie náklady na prevádzku vozidiel a efektívnejšia logistika,
lepšie riadenie a kontrola cestnej siete,
zvýšenie efektívnosti verejnej dopravy,
lepšie a efektívnejšie reagovať na nebezpečenstvo nehôd a havárií.

Základom uvedených nových aplikácií telematických technológií je vybudovanie národného systému dopravných informácií. Aj Slovensko sa zapojilo programom podpory rozvoja inteligentných dopravných systémov v SR vybudovaním Národného systému dopravných informácií – NSDI, ktorý reprezentuje komplexné riešenia inteligentných dopravných systémov založených na informačných a komunikačných systémoch a technológiách v cestnej doprave na Slovensku. Je orientovaný na využívanie jednotného systémového prostredia pre zber, spracovanie, zdieľanie, distribúciu a využívanie dopravných informácií v konkrétnych informačných, riadiacich a telematických aplikáciách. Základné požiadavky systému sú:

minimalizovať tvorbu kongescií,
zvyšovať efektívnosť prepravy vyjadrenú úsporou času,
zvyšovať mobilitu a kvalitu služieb v doprave,
vytvárať priestor pre efektívnu multimodálnu dopravu,
sprístupňovať informácie v reálnom čase cestujúcim, dopravcom a používateľom komunikácií,
zdokonaľovať produktivitu komerčnej aktivity dopravných procesov v spoločnosti,
znižovať spotrebu energie,
zvyšovať kvalitu životného prostredia.

Hlavným cieľom NSDI bude zabezpečiť v čo najväčšom časovom a územnom rozsahu prejazdnosť a zjazdnosť siete pozemných komunikácií a zvýšiť bezpečnosť a plynulosť cestnej premávky prostredníctvom spoľahlivého, funkčného, efektívneho a bezpečného systému v cestnej doprave.

3 Možné aplikácie kooperatívnych systémov

Kooperatívne systémy sú služby v cestnej doprave , ktoré vzniknú , akonáhle budú vozidlá navzájom komunikovať, ale aj komunikovať s infraštruktúrou alebo s centrami . Ťažiskovým znakom aplikácií a služieb kooperatívnych systémov je to , že poskytujú osobnejší službu, než iné formy IDS. Možné aplikácie a služby sú rôznorodé a môžu byť členené podľa nasledujúcich kritérií: [6]

a) Aplikácie pre riadenie dopravy a prepravy

Plánovanie ciest a ich preplánovanie ( Route planning and re- routing ). Ide o využitie získaných dopravných informácií pre zmenu časti cesty so zachovaním cieľového miesta z dôvodu zvýšenia celkovej priepustnosti . Pri využití kooperatívnych systémov je táto zmena naplánovanej cesty vytváraná v závislosti na očakávanom vývoji dopravnej situácie a individuálne pre jednotlivé vozidlá .
Získanie presných vstupných dát pre riadiace dopravné centrá ( Provision of accurate input data for Traffic Management Centers ) znamená zber dát o polohe a plánovanej cesty jednotlivých vozidiel, ktorá zaistí detailné a výhľadové údaje vývoja dopravy v čase pre rozhodovanie ohľadom riadenia dopravy .
Zobrazenie dynamických dopravných značiek a rýchlostných odporúčaní ( In – vehicle display of dynamic traffic signs and speed advice ) obsahuje poskytnutie informácií vo vozidle o aktuálnych dopravných opatreniach a odporúčaniach, tak, aby ich vodič neprehliadol.
Dynamické prideľovanie dopravných pruhov (Dynamic lane allocation) – riadenie dopravy v rôznych pruhoch a riadenie príjazdu.
Uprednostňovanie určitých druhov dopravy (Traffic prioritization) znamená zavedenie preferencie určitých druhov vozidiel v závislosti na dopravnej situácii.
Plánovanie intermodálnej dopravy (Intermodal journey planning) znamená podporu pre plánovanie prepravy využívajúce viac druhov dopravy a zároveň využívajúce on-line dáta pre aktualizáciu naplánovanej cesty.
Dynamické spoplatňovanie podľa stupňa kongescií (Dynamic tolling / congestion charging levels) znamená úpravu cien za využívanie komunikácie v závislosti na aktuálnej dopravnej situácii.

b) Logistika a riadenie nákladnej dopravy

Správa parkovacích zón (Parking zone management) – podpora pokročilého systému rezervácie a časové plánovanie obsadenia parkovacích miest pre odpočinok..
Riadenie pohybu nákladných vozidiel (Truck access control) – udelenie zákazu vjazdu určitých typov nákladných vozidiel (podľa váhových kategórií, a pod) do určitých oblastí a informovanie vodičov o aktuálnych obmedzeniach.
Riadenie prepravy nebezpečných nákladov (Dangerous goods management) podpora plánovania, manipulácie, vyhľadávania a sledovania pri preprave nebezpečných nákladov.
Plánovanie multimodálnej dopravy (Multi-modal freight transport planning) – plánovanie a koordinácia doručenia nákladov pomocou viacerých druhov dopravy.

c) Aplikácie pre podporu údržby

Kalibrácia senzorov (Sensor Calibration) – znamená overenie správnej funkcie senzorov napríklad pomocou spolupráce výstupu z dvoch senzorových jednotiek v prípade, že majú poskytovať rovnaký výstup.
Vzdialená diagnostika (Remote Diagnostics) – zber dát o diagnostike vozidlá do servisného centra.

d) Bezpečnostné aplikácie

Kooperatívny manévrovanie (Cooperative Manuevering) podpora pri koordinácii vzájomného pohybu blízkych vozidiel s cieľom zabrániť nebezpečným situáciám.
Núdzové vysielanie (Emergency Broadcast) ide o kolízne vyslanie informácie s cieľom zaistiť rýchlu pomoc a podporu záchranných zložiek poskytnutím informácií o vozidle, jeho pasažieroch, nákladu, polohe, (E-Call)
Bezpečnostné varovania (Safety Warning) poskytnutie varovných informácií vodičovi o zaznamenaných potenciálne nebezpečných situáciách.
Pred nehodové zníženie dôsledkov (Pre-crash Mitigation) – výmena informácií, ktoré môžu spustiť automatické akcie vedúce k zníženiu dôsledkov zrážky.
Kooperatívne senzory (Cooperative Sensing) – využitie informácií zo senzorov umiestnených na inom vozidle alebo na infraštruktúre.
Koordinované brzdenie (Coordinated Breaking) – synchronizácia automatického brzdenia vozidla s predchádzajúcim vozidlom. [6]

Záver

Doprava je kľúčový faktor v modernej ekonomike. Napriek tomu je neustály rozpor medzi uspokojovaním mobility a zvýšeným oneskorením. Cesta nemôže byť len v budovaní novej infraštruktúry. Dopravný systém musí byť optimalizovaný, aby sa zabezpečili všetky požiadavky na trvalo udržateľný rozvoj. Inteligentné dopravné systémy použitím informačnej a komunikačnej technológie znížia podstatne negatívne externé náklady. Úspešný vývoj nových technológií a ich aplikácia umožňuje riešenie prepravných problémov, zníženie nehodovosti, ekologické dopady, rast hospodárnej prepravy. Hlavným cieľom zavádzania telematických aplikácií je v znížení kongescií v doprave o 25 %, zvýšenie kvality cestovania, znížiť emisie CO2 o 10 % hlavne v mestských oblastiach zvýšiť bezpečnosť dopravy, a tým prispieť k celkovému európskemu cieľu znížiť počet usmrtených osôb o 50 %.

Význam dopravnej telematiky pre slovenskú ekonomiku porastie. Konkurencieschopnosť našej krajiny, s tradičnou priemyselnou výrobou a strategickou polohou v strede európskeho kontinentu, bude priamo závislá od priepustnosti dopravných ciest, predovšetkým cestnej a železničnej infraštruktúry, a kvalite súvisiacich služieb, umožňujúcich efektívnu a ekonomickú prepravu tovaru a osôb. SR však bude v blízkej budúcnosti čeliť výraznému obmedzeniu investičných zdrojov a nemožnosti ďalej zvyšovať hustotu dopravnej siete. Telematické technológie a služby sa preto stanú hlavným nástrojom pre zaistenie rozvoja udržateľnej dopravy tým, že umožní intenzívnejšie využitie dopravnej infraštruktúry, spravodlivú úhradu za jej používanie, zohľadnenie (internalizáciu) spoločenských (externých) nákladov dopravy, zvýšenie bezpečnosti a zníženie ekologických dopadov.

Aurori:

Alica Kalašová¹, Vladimír Rievaj²

¹ prof. Ing. Alica Kalašová, PhD., Žilinská univerzita v Žiline, Fakulta prevádzky a ekonomiky dopravy a spojov, Katedra cestnej a mestskej dopravy, Univerzitná 1, 010 26 Žilina, SR

² doc. Ing. Vladimír Rievaj, PhD., Žilinská univerzita v Žiline, Fakulta prevádzky a ekonomiky dopravy a spojov, Katedra cestnej a mestskej dopravy, Univerzitná 1, 010 26 Žilina, SR

Literatúra

[1] ČERNICKÝ, Ľ., HAMAR, M.: The application of telematic technologies in Slovakia – the possibility of improving road safety in the Slovak Republic [Použitie telematických technológií na Slovensku – možnosť zvyšovania bezpečnosti na cestách v Slovenskej republike.In: Transport problems 2012 [elektronický zdroj] : IVth international scientific conference : conference proceedings : Katowice – Ślemień, 27-29 June 2012. – Katowice: Silesian University of Technology, Faculty of Transport, 2012. – ISBN 978-83-935232-0-7. – S. 79-85. – Požiadavky na systém: CD-ROM mechanika.

[2] KALAŠOVÁ, A., HAMAR, M.: Možnosti znižovania dopravnej nehodovosti v SR pomocou telematických aplikácií In: Dopravná infraštruktúra v mestách, 7. medzinárodná konferencia: Žilina, 20.-21.10.2010 : zborník: Žilina: Žilinská univerzita, 2010., s. 149-154., ISBN 978-80-554-0254-3.

[3] EUROPEAN COMMISION: Intelligent Transport Systems, [elektronical source] 2010, [28.6.2011] available on: http://eur-lex.europa.eu/sk/index.htm

[4] Národný plán na zvýšenie bezpečnosti cestnej premávky na obdobie rokov 2011 – 2020 In Internet [elektronický zdroj] 2010, [10.11.2011] dostupné na http://www.becep.sk/images/download/N%C3%A1vrh%20NP%20BCP%202011%20az%202020.pdf

[5] Program podpory rozvoja inteligentných dopravných systémov Národný systém dopravných informácií In Internet [elektronický zdroj] 2008, [22.5.2011] dostupné na http://www.telecom.gov.sk/pk/08118656z55968/vlastnymat.pdf

[6] Cooperative Vehicle-Infrastructure Systems : In internet [elektronický zdroj], [1. 12. 2013] dostupné na http://www.cvisproject.org/

[7] http://www.cdv.cz/kooperativni-systemy-v-doprave/ [28. 11. 2013]

[8] http://www.frame-online.net/sites/default/files/first-view/further-reading/Coop%20Systems%20- %20Depl%20and%20Org%20in%20CZ.pdf

VEGA Projekt č. 1/0159/13 – KALAŠOVÁ, A. a kol.: Základný výskum telematických systémov, ich podmienky rozvoja a potreba dlhodobej stratégie, ŽU v Žiline, FPEDAS, 2013-2015.