ZASTOSOWANIE US UG SMS W TRANSPORCIE

Transkrypt

1 PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 92 Transport 2013 Zbigniew Kasprzyk, Mariusz Rychlicki Wydzia Transportu, Politechnika Warszawska ZASTOSOWANIE USUG SMS W TRANSPORCIE Rkopis dostarczono, kwiecie 2013 Streszczenie: W artykule zaprezentowano moliwoci zastosowania usug SMS w transporcie. Zaproponowano system ledzenia lokalizacji pojazdów wykorzystujc krótkie wiadomoci tekstowe do informowania o stanie adunku znajdujcego si w pojedzie. Zwrócono równie uwag na problem wyduonego czasu oczekiwania na placach poboru opat znajdujcych si na autostradach objtych manualnym systemem poboru opat. Tworzenie si zatorów na placach poboru opat bezporednio przekada si na standard jakoci obsugi uytkowników systemu i koszty eksploatacyjne systemu poboru opat. Rozwizaniem tego problemu moe by zwikszenie przepustowoci placów poboru opat poprzez ich rozbudow lub stworzenie uniwersalnego systemu informacyjnego o czasie oczekiwania na placach poboru opat, tak by kierowca mia moliwo optymalnego wyboru trasy z moliwoci uniknicia kongestii w ruchu autostradowym. Sowa kluczowe: usugi SMS, serwer SMS, usuga ledzenia pojazdów, autostradowe systemy informacyjne 1. WSTP Rozwój sieci dróg patnych w Polsce powoduje zwikszenie znaczenia kwestii poboru opat, który powinien odbywa si w sposób pynny i bezpieczny dla uczestników ruchu drogowego. Czsto jednak proces poboru opat zakócony jest przez tworzenie si zatorów w ruchu autostradowym przed placami poboru opat bdcymi wskimi gardami autostrad. Najprostszym rozwizaniem problemu zatorów jest rozbudowa oraz wymiana sucych do poboru opat urzdze na placach poboru opat. Przykadem jest modernizacja placu poboru opat w Mysowicach na autostradzie A4 gdzie oddano do ruchu dwa nowe pasy w kadym kierunku. Dostpnych jest teraz dziewi stanowisk poboru opat dla kadego kierunku ruchu. Koszt inwestycji pochon ponad 12 mln zotych. Dodatkowo wymiana urzdze poboru opat na tym placu poboru opat umoliwi wprowadzenie nowych metod patnoci umoliwiajcych przejazd przez plac poboru opat bez zatrzymywania pojazdu. Koszt tego przedsiwzicia pochonie kolejne 20 mln zotych. Jest to jednak inwestycja bardzo kosztowna i niejednokrotnie niemoliwa do wykonania w krótkim okresie czasu. Dlatego te mona szuka innych rozwiza systemowych pozwalajcych na zredukowanie czasu podróy wykorzystujc analiz ruchu pojazdów na punktach poboru opat w celu wyboru optymalnej drogi.

2 76 Zbigniew Kasprzyk, Mariusz Rychlicki 2. PRZYKADY ZASTOSOWA USUG SMS W TRANSPORCIE 2.1. CHARAKTERYSTYKA USUG SMS Jednym z rozwiza mogcych wspomóc proces redukcji czasu podróy jest wykorzystanie usug SMS (ang. Short Message Service) do informowania kierowców o sytuacji na drodze. Krótkie wiadomoci tekstowe SMS charakteryzuj si kilkoma unikalnymi cechami pozwalajcymi na wykorzystanie ich do celów informacyjnych w prosty i szybki sposób. Pojedynczy SMS moe zawiera do 160 znaków tekstu skadajcego si z sów, cyfr lub kombinacji alfanumerycznych. Krótka wiadomo tekstowa wysyana jest zawsze za porednictwem centrum SMS co gwarantuje dorczenie wiadomoci nawet w przypadku gdy odbiorca jest chwilowo nieosigalny w sieci komórkowej [1], [2]. Kada sie GSM posiada jedno lub wicej centrów SMS. Wysanie kadej krótkiej wiadomoci tekstowej wymaga potwierdzenia jej dostarczenia do odbiorcy. Wiadomoci SMS mog by wysyane i odbierane jednoczenie z danymi gosowymi wysyanymi w sieci GSM. Moliwe jest to dziki zastosowaniu dedykowanego kanau radiowego w czasie trwania poczenia w sieci GSM. Istnieje moliwo wysyania wielu wiadomoci tekstowych jednoczenie, czenie ich i kompresja umoliwiajca wysyanie wicej ni 160 znaków w jednej wiadomoci tekstowej. Zasady kompresji zostay wprowadzone i okrelone w standardach GSM SMS [3]. Istnieje wiele przykadów zastosowa tego typu rozwiza w transporcie. Poniej przedstawiono dwa przykady zastosowania usug SMS w systemach informacyjnych. Pierwszy przykad dotyczy systemu GPS wykorzystujcego usug SMS do ledzenia pojazdów, drugi to zastosowanie krótkich wiadomoci tekstowych do informowania kierowców o sytuacji na drodze patnej w celu zmniejszenia kongestii w ruchu autostradowym szczególnie na placach poboru opat SYSTEM GPS WYKORZYSTUJCY USUG SMS Prezentowany przykad dotyczy scenariusza w którym klient ledzi okrelon liczb pojazdów ciarowych za pomoc GPS a SMS jest wykorzystywany w obszernej sieci telefonicznej do informowania o stanie adunku znajdujcego si w pojedzie. Rozwizanie to umoliwia wysyanie informacji dotyczcej lokalizacji adunku z czstotliwoci 2 lub 4 razy na godzin, co w porównaniu z cigym procesem monitorowania przewoonego adunku wydaje si bardzo oszczdnym rozwizaniem [4]. Moliwe jest take ledzenie lokalizacji pojazdów wykorzystujc krótkie wiadomoci tekstowe i dynamiczne wykrelanie pozycji pojazdów na mapie Google w interfejsie WWW. Rozwizanie umoliwia aktualizacj procesu zarzdzania flot pojazdów przez wprowadzenie systemu, który jest w stanie dynamicznie ledzi pooenie adunków w

3 Zastosowanie usug SMS w transporcie 77 pojazdach. System GPS wykorzystujcy usugi SMS posiada zatem nastpujce moliwoci: umoliwia ledzenia ruchu pojazdów w czasie rzeczywistym; umoliwia zapis wszystkich danych lokalizacyjnych pojazdów w bazie danych w postaci wspórzdnych okrelajcych pooenie pojazdów w czasie rzeczywistym; umoliwia wizualizacj ruchu pojazdów na mapie Google w czasie rzeczywistym. Prezentowany system wykorzystuje rozwizanie bazujce na wysyaniu wiadomoci SMS z bezporednim dostpem do baz danych (rys. 1). Rys. 1. Wysyka wiadomoci SMS z bezporednim dostpem do baz danych ródo: strona internetowa Wysyka wiadomoci odbywa si równie poprzez API. W tym celu wykorzystywana jest aplikacja znajdujca si na serwerze SMS (rys. 2). Rys. 2. Wysyka wiadomoci SMS poprzez API ródo: strona internetowa Funkcje API mog zosta wykorzystane przez dowolne narzdzia ActiveX/COM w dowolnym rodowisku programistycznym i jzyku programowania, takim jak VBScript, Javascript, Visual Basic, Visual Basic.NET, Visual Basic, Visual C++, ASP, ASP.NET, PHP, Delphi i inne. Kady pojazd obsugiwany w tym systemie wyposaony jest w urzdzenie GPS z obsug SMS. Urzdzenie to wysya wiadomoci SMS zawierajce identyfikator ledzonego pojazdu w odpowiednim formacie (rys. 3) z czstotliwoci 4 wiadomoci na godzin. Proces tworzenia wiadomoci z wykorzystaniem API przedstawiono na rysunku 4. Serwer SMS, znajdujcy si w firmie transportowej, odbiera wysyane wiadomoci SMS a odpowiednio napisany skrypt analizuje otrzymywane komunikaty i zapisuje je w bazie danych na serwerze (rys. 5). Message body (syntax): [truckid] [latitude] [longitude] Sample: Explanation: Truck sends his identifier number and current latitude/longitude values Rys. 3. Format wiadomoci SMS wysyanej z monitorowanego pojazdu ródo: strona internetowa

4 78 Zbigniew Kasprzyk, Mariusz Rychlicki Rys. 4. Tworzenie wiadomoci poprzez API ródo: strona internetowa Rys. 5. Przetwarzanie przychodzcej wiadomoci przez serwer SMS ródo: strona internetowa

5 Zastosowanie usug SMS w transporcie 79 Baza danych jest równie dostpna za porednictwem witryny internetowej WWW a wspórzdne z GPS s odwzorowywane w czasie rzeczywistym i prezentowane na mapie Google (rys. 6). Rys. 6. Wizualizacja dziaania aplikacji na mapie Google ródo: strona internetowa Zaprezentowany przykad w niewielkim stopniu przedstawia obszerne moliwoci wykorzystania usug SMS w zastosowaniach transportowych. Przykad poniej prezentuje zastosowanie krótkich wiadomoci tekstowych w autostradowych systemach informacyjnych w celu zminimalizowania dugoci kolejek tworzcych si na placach poboru opat ZASTOSOWANIE USUG SMS W AUTOSTRADOWYCH SYSTEMACH INFORMACYJNYCH Czstym przypadkiem z jakim spotykaj si kierowcy na autostradzie to dugie kolejki na placach poboru opat, szczególnie blisko duych aglomeracji miejskich, gdzie znaczcy jest udzia ruchu wzbudzonego. Problem ten szczególnie dotyczy manualnych systemów poboru opat w wikszoci stosowanych na autostradach w Polsce. Zgodnie z nomenklatur w systemach masowej obsugi, jakim jest pobór opat, rozrónia si nastpujce pojcia skadajce si na szacunkowy czasu oczekiwania na obsug w systemie poboru opat [5]:

6 80 Zbigniew Kasprzyk, Mariusz Rychlicki czas zgoszenia to czas przyjazdu pojazdu na plac poboru opat PPO i zajcie miejsca w kolejce do stanowiska poboru opat SPO; czas pocztku obsugi to czas podjechania do SPO i rozpoczcia procesu poboru opaty; czas koca obsugi to czas zakoczenia procesu poboru opaty i opuszczenia SPO, a tym samym i PPO; czas obsugi (transakcji patnoci) to rónica czasu koca obsugi i czasu pocztku obsugi; czas oczekiwania (na obsug) to rónica czasu pocztku obsugi i czasu zgoszenia; czas pobytu to rónica czasu koca obsugi i czasu zgoszenia lub suma czasu obsugi i czasu oczekiwania. Zastosowanie usug SMS w autostradowych systemach informacyjnych umoliwio na stworzenie aplikacji realizujcej usug udostpniajc dane o szacunkowym czasie oczekiwania na obsug w systemie poboru opat. Rozwizanie to umoliwia wybór optymalnej drogi przez uytkowników autostrady na podstawie danych o szacunkowym czasie oczekiwania na obsug w systemie poboru opat. Narzdzie to pozwala pobiera dane automatycznie przez serwer podmiotu, bez udziau uytkownika. Metoda ta pozwala na przekazywanie danych o czasach oczekiwania na obsug z wykorzystaniem usugi Web Service. Na rysunku 7 przedstawiono schemat ideowy prezentowanego rozwizania. Rys. 7. Schemat ideowy zastosowania usug SMS w autostradowych systemach informacyjnych ródo: opracowanie wasne

7 Zastosowanie usug SMS w transporcie 81 Wykorzystanie usugi SMS w autostradowych systemach informacyjnych odbywa si w nastpujcy sposób, zaprezentowany na rysunku 7: 1. Kierowca pojazdu objtego patnoci za przejazd droga patn, czy si wykorzystujc technik pakietowego przesyania danych w sieciach GSM z serwerem SMS podmiotu; 2. Serwer SMS podmiotu wysya zapytanie do serwera SMS stacji poboru opat udostpniajcego usug udostpniajc dane o szacunkowym czasie oczekiwania na obsug na placu poboru opat PPO; 3. Serwer SMS stacji poboru opat przekazuje odpowied z danymi informacjami do serwera podmiotu; 4. Kierowca otrzymuje informacje dotyczce szacunkowych czasów oczekiwania na obsug na PPO bdce podstaw do wyboru optymalnej trasy przejazdu drogami patnymi; 5. Kierowca jedzie przez wybrane stacje poboru opat gdzie szacunkowe czasy oczekiwania na obsug s najkrótsze w danym momencie. Korzystanie z usugi SMS jest moliwe po zainstalowaniu aplikacji na serwerze wykorzystujcej oparty na XML jzyk definiowania usug sieciowych WSDL (ang. Web Services Description Language). Dane udostpniane przez usug SMS to informacje o czasach oczekiwania na obsug pojazdów zarówno osobowych jak i ciarowych na wybranych stacjach poboru opat. Zapytanie aplikacji do serwera SMS stacji poboru opat musi zawiera nazw stacji poboru opat, dat oraz godzin. Szacunkowy czas oczekiwania na obsug pojazdów znajdujcych si na placu poboru opat PPO wyznaczone jest wg wzoru: n 1 PPO SPO i (1) n SPO L i1 12 godz. p i (2) L p gdzie: PPO szacunkowy czas oczekiwania na obsug pojazdów znajdujcych si na analizowanym placu poboru opat; n liczba analizowanych pasów stacji poboru opat SPO; SPO i szacunkowy czas oczekiwania na obsug na kolejnym i-tym pasie SPO; L p czna liczba pojazdów znajdujcych si na i-tym pasie SPO; L p - rednia liczba pojazdów znajdujcych si na i-tym pasie SPO obsugiwanych na jednej zmianie; 12 [godz.] czas trwania zmiany.

8 82 Zbigniew Kasprzyk, Mariusz Rychlicki 3. PODSUMOWANIE W artykule przedstawiono zastosowanie usug SMS do ledzenia lokalizacji pojazdów oraz zastosowanie tych usug w autostradowych systemach informacyjnych do wspomagania decyzji o wyborze optymalnej trasy przejazdu drogami patnymi. Zaproponowano system ledzenia lokalizacji pojazdów wykorzystujc krótkie wiadomoci tekstowe do informowania o stanie adunku znajdujcego si w pojedzie. Zwrócono równie uwag na problem wyduonego czasu oczekiwania na placach poboru opat znajdujcych si na autostradach objtych manualnym systemem poboru opat. Zaprezentowane rozwizania ukazuj szerokie moliwoci wykorzystywania usug SMS w zastosowaniach transportowych. Bibliografia 1. Hillebrand F., Short Message Service (SMS): The Creation of Personal Global Text Messaging, John Wiley & Sons, West Sussex 2010, 2. Short Message Peer to Peer Protocol Specification v3.4, SMPP Developers Forum 1999, 3. Tagg C., Discourse of Text Messaging: Analysis of SMS Communication, Deanta Global Publishing, Chennai 2012, Filipowicz B., Modele stochastyczne w badaniach operacyjnych - analiza i synteza systemów obsugi i sieci kolejkowych, WNT, Warszawa THE USE OF SMS SERVICES IN TRANSPORT Summary: The paper presents the possibility of using SMS in transport. Proposed vehicle location tracking system using short text messages to inform about the state of the cargo in the vehicle. It also drew attention to the problem of prolonged waiting times at toll plazas located on the highways of manual toll collection system. Create a congestion toll plazas directly translates to quality standard system support and maintenance costs tolling system. The solution to this problem would be to increase the capacity of toll plazas with their development or to create a universal information system while waiting for toll plazas so that the driver is able to choose the optimal route with the ability to avoid congestion on the motorway traffic. Keywords: SMS, SMS server, the service vehicle tracking, motorway information systems