5/24/2018 Curs 7 Telematica 2010-2011

1/6

Curs 7 TELEMATICA RUTIERA

Telematica ruriera - analiza stadiului actual si perspective

Masina privita ca un calculator performant: senzori din domeniul

industriei automoilului !automotive"

In ultimii cativa ani, a avut loc o evolutie importanta a tehnologiilor bazate pe senzori si

actuatori, purtand numele de sisteme micro-electromecanice sau MEMS. Industriaautomobilistica a fost unul dintre initiatorii acestor sisteme. Alte industrii care folosesc

aceste tehnologii sunt cea medicala, industria militara, cea chimica si cele implicate in

managementul energetic.

MEMS reprezinta senzoti si actuatori care sunt realizati folosind placute de silicon.Avantajul unor astfel de dispozitive este acela ca detectorii si actuatorii mecanici,

reactoarele chimice, etc pot fi realizate impreuna folosind memorii P!M si "P#-uri depe aceeasi placuta. E$emple de tehnologii MEMS sunt detectorii, valvele si pompele

integrate intr-un singur pachet pentru microdozajul in medicina, camerele video

completate cu micro-lentile pe un singur cip de silicon, micro-spectrometre pentru analizechimice, etc.

#n e$emplu de dispozitiv MEMS este cel descris in figura %, folosit pentru controlulautomat al cladirilor&

Figura 1. Un exemplu de dispozitiv MEMS

"urs ' ( )elematica rutiera ( *+%+*+%% %

5/24/2018 Curs 7 Telematica 2010-2011

2/6

Sistemul este compus din * parti& detectorul si controlul retelei neurale. "ea din urma

colecteaza toate masuratorile realizate de detector si calculeaza un raport al situatiei care

este trimis apoi catre controller prin intermediul Internetului. etectorul contine senzoricare furnizeaza date despre climatul cladirii. /iecare camera a cladirii poate avea unul sau

mai multe dispozitive de detectie.

Industria automobilistica este cea mai mare industrie care foloseste dispozitive MEMS.

ispozitive care deja sunt produse pentru aplicatii pe masini sunt urmatoarele&

- Accelerometru pentru airbag0

- Aparat pentru masurarea presiunii uleiului de motor0

- )ermometre pentru masurarea temperaturii din interior si e$terior0

- ispozitiv pentru masurarea nivelului de carburant.

ispozitive care vor fi dezvoltate pe viitor si dispozitive care sunt deja testate&

- Aparat pentru masurarea nivelului si presiunii lichidului de frana si a lichidului detransmisie

- Masurarea contaminarii uleiului de motor si a gazelor emise0

- Monitorizarea pozitiei arborelui cotit, arborelui cu came etc0

- Monitorizarea vibratiilor motorului0

- Managementul optim al sistemului de injectie si al sistemului de aprindere0

-Monitorizarea caracteristicilor de siguranta& suspensie, ocuparea locurilor,

comportamentul dinamic al vehiculului, radarul anti-coliziune si sistemul de evitare a

obstacolelor

- Multe alte functii.

"eal mai important lucru de observat este faptul ca masina devine o platforma

computerizata, asa cum este prezentat in figura *. Masin va contine o retea locala in care

toti senzorii 1S2 sunt interconectati cu procesoare 1p 3 microprocesor2, actuatori 1A2, sidispozitive de comunicare si navigatie.

Aceasta evolutie este condusa de catre industria automobilistica si de catre industriasemi-conductorilor& industria automobilistica prin producerea masinilor mai eficiente si

mai sigure si industria semiconductorilor prin dezvoltarea componentelor MEMS mici,

ieftine si sigure.

In sistemele automotive, comunicatiile sunt necesare pentru monitorizarea de la distanta,

do4nloadarea de noi soft-uri pentru computer si mentenanta preventiva aautovehiculului. Acest fapt necesita comunicatii cu compuerele in fabrica producatorului

sau in garajul dealer-ului.

"urs ' ( )elematica rutiera ( *+%+*+%% *

5/24/2018 Curs 7 Telematica 2010-2011

3/6

Figura 2. Autovehiculul ca si platforma computerizata si de comunicare

#cience $iction% Masini fara sofer si internet de-a lun&ul autostrazilor

In principiu, constructia de masini care sa nu fie conduse de catre un sofer este posibila.

5u este mai comple$a decat dispunerea unor senzori de-a lungul drumului in asa fel incat

vehiculul sa ii poata urmari pentru a-si putea mentine cursul pe banda corespunzatoare,si, ca si o masura suplimentara de siguranta, echiparea tuturor vehiculelor cu radara anti-

coliziune si sisteme de evitare a obstacolelor pentru a evita trecerea vehiculelor peste

obiecte, pietoni,biciclisti sau animale aflate pe drum. Sistemul necesita de asemeneasoft4are si algoritmi care pot administra locurile de traversare a strazii, iesiri, stopuri,

devieri, blocaje in trafic si parcari.

Aceste probleme sunt dificile, insa sunt rezolvabile de catre computerele din ziua de

astazi daca alocam suficiente resurse pentru dezvoltarea sistemului, algoritmilor si

programarii.

Figura 3. rum cu parapet electronic

"urs ' ( )elematica rutiera ( *+%+*+%% 6

5/24/2018 Curs 7 Telematica 2010-2011

4/6

Sisteme computerizate pot fi mult mai sigure decat sistemele conduse cu ajutorul

computerelor. ispozitivul este preocupat numai de indeplinirea sarcinilor definite decatre programele soft-ului0 atentia umana nu poate fi distrasa de la drum de catre devieri

sau anumite disturbante pentru a se putea produce un accident. "u toate acestea,

majoritatea prefera ca la conducerea unui avion, tren sau autobuz sa se afle o persoana.5u luam niciodata in considerare faptul ca de obicei conducerea unui avion este realizata

de catre un pilot automat ( in multe dintre aeroporturi pana si aterizarea este automatizata

si coordonata de computere ( si de faptul ca computerele sunt cele care conduc )78-ul,Shin9ansen si alte trenuri de mare viteza.

"onceptul de a introduce Internetul de-a lungul soselelor este ilustrat in figura :. !data

ce vehiculele devin platforme computerizate avand capacitati de comunicare, platformafiecarui autovehicul poate fi folosita ca si o statie de transmisie utilizata pentru inaintarea

informatiei de la masina la Internet. Punctele de acces la Interne pot fi amplasate pe

stalpii de iluminat. ;aza stalpului poate contine statia electronica.

Figura !. "nternet de#a lungul autostrazilor

Problemele tehnologice comple$e sunt asociate cu procedura si algoritmii necesari pentrutransmiterea apelurilor de la o masina catre alta din cadrul acestui sistem dinamic. In

cazul in care diametrul unei celule din acest sistem este de % 9m si masina merge cu o

viteza de %++ 9mora, masina se afla in cadrul unei astfel de celule pentru o perioada deapro$ 6 secunde astfel incat transmiterea trebuie sa fie efectuata mai des. oua masini

care se intalnesc la aceasta viteza pot comunica doar cel mult %< secunde. 5e putem

astepta ca in astfel de cazuri timpul dintre transmiteri succesive de apeluri de la o masinala cealalta sau de la o masina catre statia baza sa fie doar de cateva secunde facand ca

"urs ' ( )elematica rutiera ( *+%+*+%% :

5/24/2018 Curs 7 Telematica 2010-2011

5/6

sistemul sa fie foarte dinamic si e$trem de comple$ pentru a fi produs. 1/igura =

ilustreaza dinamica unei astfel de retele2.

Motivul pentru care masinile fara sofer si comunicarea intre vehicule sunt importante este

acela ca drumurile sunt infrastructuri care pot fi dezvoltate pentru oferirea de sevicii de

telecomunicatie nu numai utilizatorilor de drumuri, ci si comunitatilor in general. #nmotiv evident este acela ca drumurile conduc catre locuintele oamenilor si catre locatiile

industriale. In cazul in care serviciile de telecomunicatie sunt necesare pentru operarea

drumurilor si pentru oferirea de servicii telematice, aceste sisteme pot fi e$tinse cuusurinta pentru a oferi servicii locuintelor, locatiilor industriale si societatii in general,

acestea devenind in consecinta un competitor al operatorilor telecom care aleg sa nu

coopereze cu autoritatile rutiere.

Figura $. inamica graficului conectivitatii

#isteme de plata pe sosele

Infrastructura telematica a soselelor este necesara si pentru altfel de aplicatii decat cele

prezentate anterior. In figura sunt reprezentate componentele principale ale unui drum

cu ta$a. Sistemul contine un detector folosit la citirea dispozitivului de plata din masina,verificarea validitatii acestuia , retragerea banilor si transferul acestora cu ajutoarul retelei

bancare. In cazul in care masina nu este echipata cu un astfel de dispozitiv, sau acesta nu

este valid, este realizata o fotografie a placutei cu numarul de inmatriculare al masinii siapoi transferata autoritatilor competente. Sistemele de parcare, sistemele de bilete si altfel

de sisteme pentru plata altor ta$e de drum sunt realizate intr-un mod similar. Majoritatea

sistemelor e$istente sunt locale0 acest lucru insemnand ca deservesc o singura statie de

ta$are sau parcare, sau mai multe statii de ta$are sau parcari ale unei zone. Subscrierea siplata automata sunt din acest motiv realizate intre proprietarul autovehiculului si un

"urs ' ( )elematica rutiera ( *+%+*+%% =

5/24/2018 Curs 7 Telematica 2010-2011

6/6

proprietar sau operator al unor astfel de sisteme, in asa fel incat plata manuala sa fie

necesara in alta parte. "u toate acestea, o evolutie ar fi dezvoltarea unui sistem european

comun pentru plata ta$elor de drum cu transfer automat al banilor intre autoritateasubscrisa si detinatorul statiei de ta$are. ispozitivul poate fi asemanat cu un portofel

electronic, iar micro-cardurile de plata pot oferi plati sigure si anonime.

Problema majora referitoare la realizarea si operarea sistemelor distribuite de ta$are este

reprezentata de necesitatea cooperarii mai multor companii si organizatii din acest

domeniu. Aici sunt incluse autoritati rutiere, banci si institutii de credit, proprietari sioperatori ai statiilor de ta$are si ai parcarilor, producatori de echipamente, instalatii,

companii de mentenanta si operatori de telecom.

Figura %. Sistem de plata a taxelor de drum

"urs ' ( )elematica rutiera ( *+%+*+%%