1. ELEMENTE INTRODUCTIVE

1.1. Tematică, particularităţi tehnice şi funcţionale. Clasificare generală

Tematica acestei discipline este, în primul rând, studiul tehnicii dirijării traficului rutier, inclusiv al managementului corespunzător. Din punct de vedere structural, sistemele de dirijare a traficului rutier corespund, la modul general, unui sistem tehnic: ansamblu organizat de elemente componente, dependente între ele şi formând un întreg funcţional în scopul realizării unui anumit proces. Prin dirijare se înţelege o conducere de proces, care poate fi manuală, automată sau mixtă. Traficul rutier reprezintă totalitatea transporturilor de călători sau mărfuri care se face pe căi rutiere, într-un interval de timp dat şi în condiţii precizate. Sistemele de reglare a traficului rutier, în dezvoltarea lor, trebuie să corespundă evoluţiei localităţilor din zona geografică respectivă. Unele studii de estimare, realizate relativ recent conduc la concluzia că, în anii următori, va avea loc o mutare importantă a populaţiei în marile oraşe. Pentru exemplificare se dau câteva valori estimate pentru anul 2015, ce corespund unor mari localităţi din spaţiul Uniunii Europene:

Tabel 1.1. Localitate Milioane locuitori

Paris 9,7Londra 7,6Essen 6,6Milano 4,3Madrid 4,1Frankfurt 3,7Katovice 3,7Düsseldorf 3,4

Pe de altă parte, la nivel mondial, în anul 2025, se estimează că în lume vor exista mai mult de 100 de oraşe cu peste 5 milioane de locuitori. Rezultă, evident, că în legătură cu aceste creşteri va fi necesară o creştere pe măsură a traficului şi, în consecinţă, o dezvoltare a sistemelor de dirijare a traficului rutier. Un prim indicator care trebuie luat în calcul este capacitatea unui sistem de transport rutier, CR:

∑

unde i este variabila de rang, CARi reprezintă capacitatea autovehiculului de rang i (număr călători, tone, metri cubi etc.), iar T este intervalul de timp considerat (secunde, minute, ore, zile etc.).

După criterii specifice, în continuare, se face o clasificare generală a acestor sisteme de dirijare a traficului rutier.

I. După mediul de circulaţie: R1. Circulaţie pe teren (la sol) cu drumuri amenajate corespunzător, care cumulează o

foarte mare majoritate a distanţelor de deplasare. În figura 1.1 este reprezentată, în secţiune, o porţiune din globul terestru; redus numai la nivelul oceanelor, acesta are forma (teoretică) a unui geoid (cota zero).

Figura 1.1.

În circulaţia rutieră unele drumuri sunt situate, în multe cazuri, la altitudini mari faţă de

cota zero (peste 3000m). R2. Circulaţia pe poduri sau viaducte (traversarea la mare înălţime a unor văi); acestea din

urmă sunt situate, de regulă, în zone muntoase înalte – alpine. R3. Circulaţie pe drumuri subterane sau subacvatice: tuneluri şi parcări subterane.

Tuneluri subacvatice sunt de dată relativ recentă (Franţa – Anglia, Danemarca, Japonia etc.).

II. După zona sau distanţa de circulaţie: 1. urbane (la distanţe mici sau medii); 2. interurbane (distanţe mici, mari sau foarte mari).

III. După modul de interconectare funcţională: 1. autonome (independente); 2. neautonome (cu interdependenţă funcţională).

IV. După procedeul folosit: 1. automatizate (fără să necesite manevrări umane); 2. neautomatizate (prin operaţii de manevrare umană); 3. parţial automatizate (mixte).

V. După locul de funcţionare: 1. la sol (fixe);

2. la bord (mobile). Aceste sisteme de dirijare trebuie să aibă greutate, volum şi consum de energie electrică la valori minime posibile;

3. mixte (amplasate la sol şi la bord).

1.2. Scurt istoric. Caracteristici generale. Stadiul actual şi tendinţe de dezvoltare

Unele descoperiri arheologice au dat la iveală existenţa, în antichitate, a unor drumuri – carosabile în Babilon şi Damasc; pe continentul european primele drumuri antice au fost realizate de romani (Roma), iar ulterior de greci (Atena).

Aceste drumuri erau marcate cu tăbliţe în formă de săgeată care serveau la orientare rutieră. Tot atunci s-au construit primele drumuri cu regim de circulaţie special pentru vehicule cu două sau patru roţi folosite în lupte, jocuri şi ceremonii sau de către autorităţi. Şi astăzi se poate vedea, în localitatea Pompei – Scave (Italia), un astfel de drum construit cu mici ziduri transversale, prevăzute cu câte două tăieturi pe verticală, depărtate riguros între ele la o anumită distanţă; numai vehiculele „autorizate” aveau această distanţă între roţi (din construcţie) şi, prin urmare, număr acestea aveau „acces permis”.

În continuare sunt prezentate, cronologic, unele realizări care au permis evoluţia circulaţiei rutiere până la cea actuală. 1771: a fost inventată trăsura autopropulsată cu ajutorul unui motor cu aburi („replică” la barca cu motor a lui J. Watt). 1801: în timpul domniei lui Alexandru Moruzi, în Ţara Românească – Muntenia, este introdus un „cod rutier” pentru circulaţia călăreţilor, căruţelor, faetoanelor (vehicule cu două roţi) şi birjelor. 1872: apare primul tramvai cu cai în Bucureşti, care circulă între Gara de Nord şi Piaţa Sf. Gheorghe. 1873: este brevetat un autovehicul electric (electromobil, realizat industrial abia în zilele noastre). 1875: a fost introdus, pentru agenţii de circulaţie, bastonul-săgeată:

poziţie verticală – „stop”, poziţie orizontală – „liber în direcţia indicată”.

1889: prima cursă rutieră oficială performantă Paris – Versailles 1894: în Bucureşti este introdus primul tramvai electric, având capetele de linie la Uzina Grozăveşti şi la Obor. 1895: se înfiinţează primul automobil-club din lume (Paris). 1903: au fost introduse primele semne fixe („vestitoare”) pentru automobilişti (Paris). 1904: în România este elaborat un regulament de circulaţie rutieră şi a fost înfiinţat Automobil Clubul Român – ACR. 1913: apar primele indicatoare rutiere moderne în Bucureşti şi pe Şoseaua Bucureşti – Ploieşti (actualul DN1 şi E60). 1968: la Viena a fost semnată Convenţia internaţională asupra semnelor de circulaţie standardizate. Astfel este generalizată o semnalizare – actuală, bazată pe desene simbolice care sunt mai ergonomice decât cele scrise. 1996: la Istanbul ia fiinţă Uniunea Internaţională a Transporturilor Publice.

Trebuie remarcat faptul că, aşa cum se întâmplă şi în alte domenii inginereşti, în ingineria traficului rutier progresul tehnic prin dezvoltarea tehnologică, în etapa actuală, nu este posibil fără „injectarea” inteligenţei artificiale. Aceasta deoarece parametrii de proces nu pot suferi ameliorări esenţiale fără completarea inteligenţei naturale cu elemente de inteligenţă artificială. Pentru susţinerea acestui aspect, în continuare, sunt precizate principalele caracteristici tehnice şi funcţionale ale traficului rutier.

1. Existenţa unui foarte mare număr de parametri cu dispersii valorice, între limite largi sau foarte largi, conduce la modele matematice de calcul dezvoltate cu algoritmi care, fără aplicarea inteligenţei artificiale, ar face imposibilă funcţionarea sistemelor respective în timp real.

2. Nu există un teritoriu propriu de organizare şi circulaţie; inevitabil, se produc puternice perturbări, nu de puţine ori, cu consecinţe grave sau foarte grave.

3. Implicarea funcţională în proces, largă şi intensă, a factorului uman cu selecţionare şi pregătire mai puţin riguroase ca în alte domenii de transport; numărul foarte mare a personalului implicat, direct sau indirect, în desfăşurarea traficului rutier este un dezavantaj esenţial. Numărul de operatori umani, implicaţi direct în procesul de circulaţie rutieră, este mai mare decât cel însumat al tuturor celorlalte ramuri de transport (feroviar, naval, aerian, spaţial).

4. Numărul de vehicule este de asemenea foarte mare, iar caracteristicile acestora sunt extrem de variate.

5. Perturbaţiile specifice de proces în ambianţă, numeroase şi aleatoare, sunt adesea intense şi agresive: ninsori, îngheţ, ploi, ceaţă, pietoni, animale etc.

6. Reţelele de dirijare a traficului conţin puncte fixe şi puncte mobile, necesitând transmisiuni de informaţie în permanenţă şi în mari cantităţi; aceasta conduce la elaborarea unor echipamente cu structuri complexe dedicate, bazate pe electronică, informatică, automatică, telecomunicaţii, cibernetică tehnică şi cibernetică economică, ergonomie etc.

7. Semnalele de proces (mărimi fizice purtătoare de informaţie) utilizate strict funcţional, cuprind practic toată multitudinea de frecvenţe existente în tehnologiile actuale (Hz, kHz, MHz, GHz, THz).

8. Procesarea semnalelor, atât din benzi de bază cât şi din benzi transpuse, după necesităţile de transmisiune, se realizează prin modulaţii – demodulaţii de tipurile:

MA/MDA – modulaţie / cu deplasare de amplitudine; MF/MDF – modulaţie / cu deplasare de frecvenţă; MP/MDP – modulaţie / cu deplasare de fază.

Aplicând aceste procedee sunt asigurate transmisiunile tuturor mesajelor de tip fundamental:

a) voce (în audiofrecvenţă); b) imagine (în videofrecvenţă); c) transmisiuni de date în benzi de frecvenţă alocate corespunzător (ISDN –

Integrated Service Digital Network). 9. Pentru evitarea sau atenuarea incidentelor şi, mai ales, a accidentelor de circulaţie, sunt

utilizate unele procedee specifice de protecţie funcţională faţă de coliziuni, blocaje etc. Totodată, ca în toate domeniile inginereşti, în dirijarea traficului rutier se urmăreşte

optimizarea principalilor parametri de circulaţie:

a – viteza de circulaţie – maximă posibilă; b – densitatea vehiculelor – maximă posibilă; c – capacitatea de transport – maximă posibilă (legată de parametrii a, b); d – cost – minim posibil (legat de ceilalţi parametri a, b, c).

Toate aceste considerente trebuie avute în vedere ca fiind subordonate condiţiilor de siguranţă a circulaţiei rutiere.

Pentru o abordare a problematicii dirijării traficului rutier se dau, în introducere la nivel macroscopic, câteva realizări de maximă performanţă:

- Cea mai lungă şi mai înaltă autostradă se află în Statele Unite ale Americii (4500 km lungime, la altitudini de peste 3000 m).

- Cea mai largă autostradă este cea dintre oraşele New York şi Chicago cu câte 8+1 benzi de circulaţie pe sens.

- Tunelul rutier la cea mai mare altitudine se află în Munţii Stâncoşi la înălţimea de 3300 m, cu o lungime de 2,5 km.

- În Europa, tunelul pe sub Mont Blanc are lungimea de 11,5 km şi leagă Franţa de Italia.

- Podul canal (Germania) traversează valea râului Rednitz, fiind parte integrantă din Canalul Rin-Main-Dunăre: autovehiculele circulă pe drumul din fundul văii, iar navele se deplasează la înălţime, pe apă, deasupra autovehiculelor (zonă montană).

În condiţiile globalizării, în transporturi, se desfăşoară o dezvoltare fără precedent – de

ordin cantitativ, dar şi calitativ – în cadrul căreia transportul rutier are un ritm de evoluţie exploziv. Concret, azi s-a ajuns la existenţa în circulaţie a peste 500 de milioane de autoturisme şi mai mult de 175 de milioane de autovehicule mari (autobuze, autocare, camioane etc.).

Acest ritm este impus de progresul tehnologic, dar şi de concurenţa acerbă dintre producătorii de automobile şi de echipament de infrastructură; în această privinţă, în prima linie se găsesc Statele Unite, Japonia şi Uniunea Europeană. Se fac mari eforturi (ştiinţifice, economice etc.) pentru realizarea unor coridoare inteligente (vehicule şi autostrăzi), pilotarea automată fiind un obiectiv de strictă actualitate.

Aceste eforturi sunt susţinute şi concretizate prin organisme de stat sau particulare. Un astfel de exemplu este Organizaţia Federală I.V.H.S. – Intelligent Vehicle Highway Society of America; acest organism coordonează realizarea unui plan strategic de dezvoltare a automobilelor şi echipamentelor bazate pe inteligenţă artificială. La realizarea acestui complex program de cercetare-proiectare-implementare participă unele firme de prestigiu, dar şi Universitatea din California.

Prin programul P.A.T.H. – Program on Advanced Technology for the Highway se urmăreşte realizarea, practic totală, a automatizării dirijării traficului pe autostrăzi.

În cadrul Uniunii Europene, în anul 1992, la Maastricht – Olanda s-au pus bazele creării unor magistrale transeuropene, contribuind astfel la procesul de integrare: practic, traficul de persoane şi mărfuri se dublează în fiecare 25 de ani.

O contribuţie extrem de importantă pentru orientare în traficul rutier, a adus-o introducerea G.P.S. – Global Positioning System, care permite localizarea oriunde pe glob: informaţia este redată la bordul autovehiculelor prin mesaje de tip voce sintetică şi afişaj color pe hartă. Bazat pe existenţa a 24 de sateliţi circumtereştri, sistemul asigură o funcţionare în timp real, atât în localităţi cât şi în zone nelocuite.

La noi, în România, spre deosebire de ţările central şi vest europene unde există reţele extinse de drumuri, infrastructura rutieră se află în inferioritate. Această deficienţă va dispărea odată cu realizarea în întregime a coridoarelor transeuropene prioritare IV şi IX (fig. 1.2), decizie luată la Helsinki în anul 1997.

Coridorul IV, având o lungime mai mare de 4000 de km, leagă nord-vestul cu sud-estul Europei şi străbate ţările:

D – Germania (pleacă din oraşul Hamburg); CZ – Cehia; SK – Slovacia; A – Austria; H – Ungaria; RO – România; BG – Bulgaria, unde se racordează, spre est, cu autostrada, în funcţiune, care merge la

Istambul (TR – Turcia); GR – Grecia, până la Atena. Totodată, prin acest coridor se realizează unele legături rutiere cu următoarele ţări: N, S, DK – Norvegia, Suedia, Danemarca; NL, B, L – Olanda, Belgia, Luxemburg; CH, F, I, E, P – Elveţia, Franţa, Italia, Spania, Portugalia; HR, YU, SLO – Croaţia, Serbia, Slovenia; AL – Albania; PL, EST, LV – Polonia, Estonia, Letonia.

Figura 1.2. Coridorul IX, cu lungimea de peste 6000 de km, leagă nord-estul şi sud-estul Uniunii

Europene şi întâlneşte coridorul IV pe teritoriul României, străbătând ţările: FIN – Finlanda (pleacă de la Helsinki); ROS – Rusia; LT – Lituania; BER – Bielorusia; UA – Ucraina; MD – Republica Moldova, ajungând în final la Atena.

Autostrada Bucureşti-Constanţa (A2) permite o legătură rutieră cu Portul Constanţa – CT. Şi în restul drumurilor noastre există multe deficienţe: unele construcţii neterminate, durate de exploatare depăşite, lipsa unor reparaţii etc. Cu toate aceste rămâneri în urmă, faţă de situaţia generală din Uniunea Europeană, transportul rutier se realizează într-un volum – călători şi mărfuri – care depăşeşte cu mult

volumul realizat, prin cumulare, în toate celelalte ramuri de transport. Dezvoltările făcute în deceniul 1990 – 2000 s-au materializat prin triplare globală (infrastructură, autovehicule). Pentru comparaţie, în tabelul 1.2. sunt reproduse valorile statistice pe toate cele patru ramuri de transport. Tab. 1.2.

Tip de transport Călători (%) Mărfuri (%)Rutier 71,4 81,1

Feroviar 28,3 13,1Aerian 0,2

5,8 Naval 0,1Prin conducte -

De asemenea, transportul urban organizat – public s-a dezvoltat în condiţiile deficienţelor, numeroase şi intense, care se manifestă în circulaţia urbană, cuprinzând toate cele şase tipuri:

tramvai, metrou uşor (la suprafaţă), metrou subteran (numai în Bucureşti), troleibuz, autobuz, microbuz.

O problemă, practic total deficitară, o constituie circulaţia bicicletelor; decalajul, în raport

cu majoritatea ţărilor Uniunii Europene, este enorm.