Έξυπνα συστήματα διαχείρισης της κυκλοφορίας αυτοκινήτων
Τα εκτεταμένα δίκτυα δημόσιων συγκοινωνιών που λειτουργούν στις
περισσότερες μεγαλουπόλεις του κόσμου δεν είναι δυνατόν να εξυπηρετήσουν
ικανοποιητικά τις μεταφορικές ανάγκες όλων των πολιτών. Στην προσπάθεια
καλύτερης εξυπηρέτησης των μετακινούμενων με επιβατικά αυτοκίνητα η έρευνα
στρέφεται προς την ανάπτυξη «έξυπνων» συστημάτων, για την έγκαιρη ενημέρωση
των οδηγών. Ένα τέτοιο ερευνητικό πρόγραμμα, το QUARTET, στο οποίο
συμμετέχει και η Αθήνα, χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα. Ας
δούμε πώς θα ρυθμίζεται η κυκλοφορία στις ευρωπαϊκές πόλεις του μέλλοντος
έχοντας υπ? όψη και τις θέσεις που εκφράστηκαν στο άρθρο του Θ. Βλαστού.
Του Πέτρου Σακελλαρίου
TO ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΟ πρόβλημα είναι αναμφισβήτητα ένα από τα πιο σοβαρά
προβλήματα που μαστίζουν όχι μόνο την Αθήνα, αλλά και μεγάλο αριθμό
σύγχρονων μεγαλουπόλεων της Ευρώπης (όλοι έχουμε ακούσει για τις ατέλειωτες
ώρες αναμονής στους μποτιλιαρισμένους περιφερειακούς αυτοκινητόδρομους του
Λονδίνου ή του Παρισιού). Αυτές οι καθυστερήσεις στην κυκλοφορία έχουν
σοβαρές οικονομικές, κοινωνικές και περιβαλλοντολογικές συνέπειες. Μία λύση
στο πρόβλημα αυτό είναι η δημιουργία εναλλακτικών τρόπων μετακίνησης μέσα
στα όρια της μεγαλούπολης (μετρό, τραμ, λεωφορεία κινούμενα σε λωρίδες
αποκλειστικής κυκλοφορίας κλπ.). Όμως πάντα θα υπάρχουν εκείνοι που θα
προτιμούν να μετακινούνται με το ιδιωτικό μεταφορικό τους μέσο, είτε λόγω
ενός έντονου ατομισμού είτε από πραγματική ανάγκη. Δεν πρέπει άλλωστε να
ξεχνάμε ότι μεγάλο μέρος της κυκλοφορίας στις σύγχρονες μεγαλουπόλεις
οφείλεται στις μεταφορές εμπορευμάτων και τον ανεφοδιασμό των καταστημάτων,
δραστηριότητες που βέβαια δεν μπορούν να γίνονται με τα μέσα μαζικής
μεταφοράς.
H ανάπτυξη λοιπόν ενός αποτελεσματικού δικτύου δημόσιων συγκοινωνιών
φαίνεται ότι, ενώ εξυπηρετεί και ανακουφίζει αυτούς που χρησιμοποιούν αυτό
το δίκτυο, δεν εξαφανίζει τελείως το κυκλοφοριακό πρόβλημα, αλλά το μειώνει
ή το μεταφέρει μακρύτερα από το κέντρο της πόλης (το τελευταίο ισχύει για
την περίπτωση που οι κάτοικοι των προαστείων κινούνται με το αυτοκίνητό
τους μέχρι κάποιο σημείο που έχει μεγάλο χώρο στάθμευσης και αποτελεί
ταυτόχρονα σημείο επιβίβασης για τα μέσα μαζικής μεταφοράς). Τότε, μέρος
του κυκλοφοριακού προβλήματος, μεταφέρεται σε αυτά τα σημεία μετεπιβίβασης
- έτσι αιτιολογείται το πρόβλημα των περιφερειακών αυτοκινητοδρόμων τις
ώρες αιχμής).
Μια λύση προς την κατεύθυνση της μείωσης του κυκλοφοριακού, όπου αυτό
παρουσιάζεται, είναι η πληροφόρηση των οδηγών για το που υπάρχει πρόβλημα,
έτσι ώστε να ακολουθούν εναλλακτικές διαδρομές. Ένας τρόπος για να γίνεται
αυτό, είναι η μετάδοση τέτοιων πληροφοριών από τους ραδιοφωνικούς σταθμούς
τις ώρες αιχμής. Πράγματι, οι περισσότεροι ραδιοφωνικοί σταθμοί σε όλες τις
μεγαλουπόλεις, και βέβαια στην Αθήνα, έχουν τέτοιες εκπομπές. Τα
αποτελέσματα όμως δεν είναι ικανοποιητικά, γιατί το σύστημα λειτουργεί
πρωτόγονα. Αφήνει να δημιουργηθεί πρώτα το πρόβλημα και στη συνέχεια
ειδοποιεί τους υπόλοιπους οδηγούς, που συν τοις άλλοις πρέπει να ακούνε και
ραδιόφωνο, να μην μπλέξουν και αυτοί. Αφήστε που πολλές φορές οι
πληροφορίες που δίνει το ραδιόφωνο είναι ανακριβείς. H ιδέα όμως είναι
σωστή. H ΠΛΗΡΟΦΟΡΗΣΗ των χρηστών του δρόμου. Μόνο που η πληροφόρηση αυτή
πρέπει να γίνεται έγκαιρα.
QUARTET-APOLLON: ENA KOINOTIKO ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΓΙΑ THN ΑΘΗΝΑ KAI TO ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Αυτός είναι ο στόχος του Ευρωπαϊκού προγράμματος QUARTET: η ανάπτυξη ενός
συστήματος έγκαιρης και έγκυρης πληροφόρησης και καθοδήγησης των οδηγών. Το
όνομα του προγράμματος προέρχεται από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων που
σημαίνουν: Τετραμερής Προωθημένη Έρευνα στην Τηλεματική για το Περιβάλλον
και τις Μεταφορές. Στο πρόγραμμα συμμετέχουν 4 πόλεις της Ευρωπαϊκής
Κοινότητας, η Αθήνα, το Μπέρμπινγχαμ, το Τορίνο και η Στουτγάρδη. Στόχος
του είναι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος που θα
ενσωματώσει τις συμβατικές μεθόδους με προηγμένες εφαρμογές της τηλεματικής
σε ένα Ολοκληρωμένο Περιβάλλον Οδικών Μεταφορών. Το πρόγραμμα-πιλότος για
την Αθήνα ονομάζεται APOLLON και έχει στόχο να δοκιμάσει και να αξιολογήσει
τις στρατηγικές περιορισμού της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, μέσω ελέγχου της
κυκλοφορίας των οχημάτων, εφαρμοζόμενες εγκαίρως πριν την εμφάνιση του
προβλήματος. Στο πρόγραμμα για την Αθήνα συμμετέχουν υπό τη μορφή
κοινοπραξίας οι εξής φορείς:
- Δήμος Αθηναίων
- Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο
- Οργανισμός Αστικών Συγκοινωνιών
- INTPAKOM A.E.
- ΠΑΝ-ΝΤΡΑΪΒ A.E.
- Castle Rock Consultants (CRC)
- PLANET S.A.
και οι συνεργαζόμενες με αυτούς εταιρίες:
- ΙΝΤΡΑΣΟΦΤ A.E.
- SECURITE ET SIGNALISATION
- CAA
- TRENDS.
TO ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ
Μετά από εκτεταμένες έρευνες οι ευρωπαίοι επιστήμονες κατέληξαν σε ένα
απλοποιημένο δισδιάστατο μαθηματικό μοντέλο που συνδέει τις κυκλοφοριακές
συνθήκες με τη ρύπανση της ατμόσφαιρας. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο το
μέγεθος των εκπομπών ρύπων ενός οχήματος είναι συνάρτηση της ταχύτητας του
οχήματος σε κάθε χρονική στιγμή και του γινομένου της ταχύτητας επί την
επιτάχυνση του οχήματος. Το μοντέλο αυτό είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο
για την πρόβλεψη της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε συνάρτηση με τις συνθήκες
κυκλοφορίας με χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή. Αν ο υπολογιστής προβλέψει
επεισόδιο ατμοσφαιρικής ρύπανσης θα πρέπει να ληφθούν μέτρα ελέγχου της
κυκλοφορίας. Τις συνθήκες της κυκλοφορίας ο υπολογιστής τις προβλέπει με
βάση τα πραγματικά δεδομένα της συγκεκριμένης χρονικής στιγμής λαμβάνοντας
υπόψη και στατιστικά στοιχεία που υπάρχουν για την προϊστορία των
κυκλοφοριακών συνθηκών στην υπό έλεγχο περιοχή.
Απαραίτητη προϋπόθεση για να λειτουργήσει αποτελεσματικά το μαθηματικό
μοντέλο του υπολογιστή είναι, εκτός από τα στατιστικά στοιχεία προϊστορίας,
η συνεχής τροφοδοσία του υπολογιστή με δεδομένα σε πραγματική χρονική βάση.
Τα δεδομένα αυτά, εκτός από τις συνθήκες κυκλοφορίας, πρέπει να
περιλαμβάνουν και τα ατμοσφαιρικά δεδομένα της κάθε στιγμής, καθώς επίσης
και μετεωρολογικές προβλέψεις. Από τα αποτελέσματα του ηλεκτρονικού
υπολογιστή εξαρτάται ο τρόπος ρύθμισης της κυκλοφορίας. Πιο αναλυτικά ο
τρόπος λειτουργίας του προγράμματος APOLLON φαίνεται στην εικόνα 1.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ TOY ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ APOLLON
H συλλογή δεδομένων κυκλοφορίας προσφέρει στο σύστημα πλήρη πληροφόρηση
σχετικά με τον όγκο κυκλοφορίας σε εξαιρετικά λεπτομερή χρονική και τοπική
βάση. H συλλογή περιβαλλοντικών και μετεωρολογικών δεδομένων προσφέρει
συνεχείς πληροφορίες για τις επικρατούσες συνθήκες ρύπανσης και τις
μετεωρολογικές παραμέτρους που επηρεάζουν απευθείας τα επίπεδα συγκέντρωσης
ρύπων.
Στην κεντρική μονάδα (εικόνα 2) λαμβάνονται, επεξεργάζονται και
αποθηκεύονται τα δεδομένα, εφαρμόζονται οι μέθοδοι προβλέψεων (εικόνα 3),
υλοποιούνται οι στρατηγικές και γίνεται ο έλεγχος της μετάδοσης πληροφοριών
στα περιφερειακά μηχανήματα.
H ανακατανομή της κυκλοφορίας, για την αποφυγή κυκλοφοριακής συμφόρησης ή
επεισοδίου ατμοσφαιρικής ρύπανσης υλοποιείται με τη χρήση δύο
συμπληρωματικών τεχνολογιών. H πρώτη είναι οι πινακίδες μεταβλητών
μηνυμάτων κατά μήκος του δρόμου (VMS -Variable Message Signs- εικόνα 4),
που δίνουν σε όλους τους οδηγούς πληροφορίες για την κυκλοφοριακή
στρατηγική που βρίσκεται σε εφαρμογή και τις εναλλακτικές διαδρομές που
μπορούν να ακολουθήσουν. H δεύτερη τεχνολογία αφορά τα αυτοκίνητα που έχουν
εγκατεστημένο σύστημα αυτόματης πλοήγησης με δέκτη λήψης πληροφοριών από
εξωτερικούς πομπούς. Σε αυτά τα αυτοκίνητα μεταδίδονται πληροφορίες που
αξιοποιούνται από το σύστημα πλοήγησης που τελικά επιλέγει την επιθυμητή
πορεία λαμβάνοντας υπόψη και την εφαρμοζόμενη κυκλοφοριακή στρατηγική. Για
τις ανάγκες του πιλοτικού προγράμματος APOLLON χρησιμοποιείται το
εξελιγμένο στην Ελλάδα σύστημα Pan Drive (εκόνα 5), στο οποίο οι 4T έχουν
αναφερθεί σε μεγάλη έκταση στο παρελθόν. Το σύστημα αυτό καθορίζει το
διάδρομο κίνησης του αυτοκινήτου ως μία αλληλουχία διασταυρώσεων.
Μέχρι τώρα αναφερθήκαμε στην πρώτη φάση του προγράμματος APOLLON που αφορά
τη στρατηγική ανακατανομής της κυκλοφορίας με βάση το επίπεδο της
ατμοσφαιρικής ρύπανσης και τα κυκλοφοριακά δεδομένα. Σε δεύτερη φάση θα
δοκιμαστεί και μία άλλη στρατηγική που θα καθιερώνει περιβαλλοντικά
ελεγχόμενες περιοχές. H στρατηγική αυτή θα απαγορεύει την είσοδο μη φιλικών
προς το περιβάλλον οχημάτων στην ελεγχόμενη περιοχή. Αυτό θα επιτυγχάνεται
με τη χρήση διατάξεων επικοινωνίας οχήματος και συσκευών κατά μήκος του
δρόμου (RVC - Roadside Vehicle Communication), που εξασφαλίζουν τον
εντοπισμό του ανεπιθύμητου οχήματος από πομποδέκτες τοποθετημένους στα όρια
της ελεγχόμενης περιοχής. Ένα ειδικό σήμα θα μεταδίδεται μέσα στο όχημα και
θα ειδοποιεί τον οδηγό του, στον οποίο θα προτείνεται αλλαγή διαδρομής με
κάποια από τις μεθόδους που περιγράψαμε στην προηγούμενη φάση.
Σπονδυλική στήλη του όλου συστήματος αποτελεί το δίκτυο τηλεπικοινωνιών που
το υποστηρίζει. Συνδέει την κεντρική μονάδα επεξεργασίας και τα
υποσυστήματα με ενσύρματες και ασύρματες γραμμές μεταφοράς δεδομένων με
χρήση κατάλληλου λογισμικού και κωδικών μετάδοσης.
H ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΜΗΝΥΜΑΤΩΝ ΠΟΥ ΘΑ ΔΕΧΕΤΑΙ O ΟΔΗΓΟΣ
Ένα από τα προβλήματα που απασχολεί τους ερευνητές που συμμετέχουν στο
πρόγραμμα είναι η φύση των μηνυμάτων που θα δέχονται οι οδηγοί και ο τρόπος
που οι τελευταίοι θα αντιδρούν σε αυτά.
Οι οδηγίες αλλαγής διαδρομής που θα δίνονται μέσω των πινακίδων VMS δεν
μπορούν παρά να έχουν γενικό χαρακτήρα και να αναφέρονται στην κατεύθυνση
(π.χ. βοριάς, νότος κλπ.), την περιοχή (π.χ. κέντρο, ονόματα συνοικιών
κλπ.) ή το πολύ ονόματα κεντρικών αρτηριών. Τόσο συμπυκνωμένες πληροφορίες
δεν θα μπορούν να τις χρησιμοποιήσουν παρά μόνον όσοι έχουν πολύ καλή γνώση
της γεωγραφίας της περιοχής και μπορούν να αναγνωρίσουν γρήγορα ποια
διαδρομή τους υποδεικνύεται. Με άλλα λόγια, οι πινακίδες VMS απευθύνονται
στους κατοίκους της πόλης ή στους τακτικούς χρήστες του οδικού της δικτύου.
Αυτοί είναι και οι πιο δύσκολοι «πελάτες» του συστήματος αφού, με τη γνώση
του οδικού δικτύου στο οποίο κινούνται, θα μπορούν να αξιολογούν την
ποιότητα και την αξιοπιστία των οδηγιών που τους δίνονται και η συμμόρφωσή
τους προς αυτές θα είναι συνάρτηση των συμπερασμάτων τους. Γι? αυτό
χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή στην ακρίβεια και την αξιοπιστία αυτών των
μηνυμάτων. Αντίθετα οι οδηγίες μέσω συστημάτων αυτόματης πλοήγησης μπορούν
να είναι χαμηλότερου επιπέδου (π.χ. οδηγίες του τύπου «στρίψε δεξιά» κλπ.)
και μπορούν να απευθύνονται και σε οδηγούς που δεν γνωρίζουν τόσο καλά την
περιοχή στην οποία κινούνται.
Μία άλλη διαφορά της επίδρασης των πινακίδων VMS από τα συστήματα πλοήγησης
είναι ότι την πινακίδα ο οδηγός την βλέπει στα όρια της ελεγχόμενης
περιοχής και σε εκείνο το σημείο επαναπροσδιορίζει το δρομολόγιό του
σύμφωνα με τις γενικές κατευθύνσεις που του δίνει η πινακίδα. Όμως με το
σύστημα πλοήγησης η ροή οδηγιών προς τον οδηγό είναι συνεχής και έτσι
επιτυγχάνεται με μεγαλύτερη ακρίβεια η τήρηση του βέλτιστου, σύμφωνα με το
σύστημα ελέγχου της κυκλοφορίας, δρομολογίου.
Το βέλτιστο αυτό δρομολόγιο πρέπει, σύμφωνα πάντα με τους ερευνητές, να
είναι αποτέλεσμα συμβιβασμού ανάμεσα στο συμφέρον του κοινωνικού συνόλου
(λιγότερη κυκλοφοριακή συμφόρηση και ατμοσφαιρική ρύπανση) και του ατομικού
συμφέροντος του κάθε οδηγού (μικρότερη απόσταση και κόστος μετακίνησης),
αλλιώς το πιο πιθανό είναι οι οδηγοί να μην ακολουθούν τις οδηγίες που τους
δίνονται.
Όλα δείχνουν πως η εποχή που η οδήγηση των αυτοκινήτων στις πόλεις θα
θυμίζει τον τρόπο πλοήγησης των αεροπλάνων, που πετούν με πιστή εφαρμογή
των οδηγιών των ελεγκτών εναέριας κυκλοφορίας δεν είναι μακριά. Όταν θα
έρθει εκείνη η εποχή, η αναβάθμιση του περιβάλλοντος στο οποίο ζούμε είναι
θέμα της κοινωνικής ευαισθησίας του καθενός από εμάς._Π.Σ.
Εικόνα 1: H αρχή λειτουργίας του προγράμματος APOLLON.
Εικόνα 2: H αίθουσα ελέγχου της κεντρικής μονάδας του συστήματος.
Εικόνα 3: Γραφική απεικόνιση των εκτιμώμενων επιπέδων ατμοσφαιρικής
ρύπανσης.
Εικόνα 4: Πληροφόρηση στο δρόμο με πινακίδες μεταβλητών μηνυμάτων (VMS).
Εικόνα 5: Το σύστημα αυτόματης πλοήγησης Pan Drive.
PARCMAN: ENA KOINOTIKO ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΓΙΑ THN ΑΝΑΠΤΥΞΗ «ΕΞΥΠΝΩΝ» ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΘΕΣΕΩΝ ΣΤΑΘΜΕΥΣΗΣ
Εκτός από τον έλεγχο της κυκλοφορίας, σημαντικό ρόλο στην ομαλή λειτουργία
μιας μεγαλούπολης παίζει και ο τρόπος διαχείρισης των θέσεων στάθμευσης.
Ένα πρώτο μέτρο βελτιστοποίησης της χρήσης των θέσεων στάθμευσης είναι η
ενημέρωση των οδηγών με στατικές πινακίδες για το που βρίσκονται αυτές. Το
μεγαλύτερο κενό αυτής της μεθόδου είναι ότι δεν ενημερώνει τον οδηγό για τη
διαθεσιμότητα αυτών των θέσεων, με αποτέλεσμα πολλές φορές οι πινακίδες
αυτές να στέλνουν αυτοκίνητα μπροστά σε γεμάτα γκαράζ αναγκάζοντας τους
οδηγούς τους να κάνουν άσκοπους κύκλους στο κέντρο της πόλης επιβαρύνοντας
την κυκλοφορία.
Ένας πιο σύγχρονος τρόπος είναι η χρήση πινακίδων μεταβλητών μηνυμάτων
(VMS), που ενημερώνουν τους οδηγούς όχι μόνο για τη θέση των θέσεων
στάθμευσης, αλλά και για τη διαθεσιμότητα θέσεων σε κάθε γκαράζ που
υποδεικνύουν. Οι πινακίδες ενημερώνονται περιοδικά με αυτόματο τρόπο από τα
ίδια τα γκαράζ. Και πάλι όμως τα αποτελέσματα δεν είναι ικανοποιητικά διότι
το σύστημα δεν προλαβαίνει τον κορεσμό ενός γκαράζ αλλά απλά πληροφορεί
τους οδηγούς για το τι συμβαίνει. Έτσι μπορεί για μεγάλο χρονικό διάστημα
ένα γκαράζ να μένει μπλοκαρισμένο για πολλές ώρες αναγκάζοντας τα
αυτοκίνητα που έρχονται να πραγματοποιούν παραπάνω χιλιόμετρα για να
σταθμεύσουν πιο μακριά. Επίσης λείπει από αυτό το σύστημα και το στοιχείο
της πρόβλεψης. Αν για παράδειγμα στα επόμενα πέντε λεπτά πρόκειται να
ελευθερωθούν θέσεις, το σύστημα εξακολουθεί να πληροφορεί τους οδηγούς ότι
το συγκεκριμένο γκαράζ είναι γεμάτο και να τους στέλνει σε ένα άλλο πιο
μακρινό, το οποίο μπορεί έτσι να γεμίσει και αυτό χωρίς λόγο, ενώ θα
μπορούσε με ένα κίτρινο σήμα αναμονής να ενθαρρύνει ορισμένους οδηγούς να
πλησιάσουν προς το γκαράζ, στο οποίο πρόκειται να ελευθερωθούν θέσεις.
Οι πινακίδες VMS λοιπόν, από μόνες τους, κάνουν κακή διαχείριση των θέσεων
στάθμευσης, αφήνοντας για αρκετή ώρα ελεύθερες θέσεις ανεκμετάλλευτες.
Στόχος του προγράμματος PARCMAN είναι η ανάπτυξη ενός έμπειρου συστήματος
διαχείρισης θέσεων στάθμευσης, το οποίο θα είναι τροφοδοτημένο με
στατιστικά στοιχεία για την προϊστορία της διαθεσιμότητας κατά ημέρα και
ώρα των θέσεων στους χώρους που διαχειρίζεται, ενώ ταυτόχρονα θα
τροφοδοτείται σε πραγματική χρονική βάση με στοιχεία για την πληρότητα των
γκαράζ που ελέγχει, καθώς και με στοιχεία για τη ροή της κυκλοφορίας προς
την περιοχή του. Έτσι, με τη χρήση κατάλληλων αλγορίθμων, θα μπορεί να
κάνει προβλέψεις για τη διαθεσιμότητα των θέσεων στο άμεσο μέλλον και σε
προκαθορισμένο «παράθυρο» χρόνου και τελικά να κατευθύνει τους οδηγούς,
μέσω κατάλληλων σημάτων στις πινακίδες VMS, στους χώρους με ήδη διαθέσιμες
θέσεις ή που θα έχουν σύντομα διαθέσιμες θέσεις. Με αυτό τον τρόπο
ελπίζεται ότι θα επιτυγχάνεται μέχρι και 100% κάλυψη των υπαρχόντων θέσεων
στάθμευσης. Το ερευνητικό πρόγραμμα PARCMAN έχει ήδη ολοκληρωθεί και τα
συμπεράσματά του έχουν δημοσιευτεί. Από ελληνικής πλευράς στο πρόγραμμα
συμμετείχαν το Ε.Μ.Π., το ΠΕΡΠΑ και η Ιντρακόμ._Π.Σ.