Repository of the Faculty of Transport and Traffic Sciences
Not a member yet
3131 research outputs found
Sort by
Logistics Centres and their Role in the Urban Areas Supply
No full textOvim radom analizirat će se karakteristike robno-transportnih centara koje mogu unaprijediti učinkovitost gradskog teretnog prijevoza. Rad će se usredotočiti na strategije alternativnih rješenja za gradski teretni prijevoz i gradsku logistiku, u smislu implementacija robno-transportnih centara. Objasnit će se pojmovi gradske logistike, opskrbnih lanaca, proces gradskog planiranja prijevoza tereta i utjecaj implementacije robno-transportnih centara na iste, uz nekoliko primjera uspješno implementiranih gradskih robno-transportnih centara u Europi.This paper will analyze whether cargo-transport centers have characteristics that can improve the efficiency of urban freight transport. The main focus of this paper will focus on the strategies and alternative solutions for urban freight transport and urban logistics, in terms of the implementation of cargo-transport centers. The concepts of urban logistics, supply chains, the process of urban freight transport planning and how the implementation of cargo-transport centers affects them will be explained, along with several examples of successfully implemented urban cargo-transport centers in Europe
Collective Transport Operations
No full textOrganizacija zbirnog transporta robe predstavlja iznimno učinkovit proces u logistici, gdje se manje pošiljke kombiniraju u veće, zbirne pošiljke s ciljem smanjenja ukupnih troškova prijevoza. Ključnu ulogu u ovom procesu imaju špediteri, stručnjaci koji svojim znanjem i vještinama usmjeravaju organizaciju prijevoza, odabirući optimalne prijevozne kapacitete i rute. U ovom radu, počevši s objašnjenjem pojma špedicije, istražit će se i različiti zadaci i odgovornosti špeditera. Analizirat će se važnost carine i carinskih pojmova unutar ovog konteksta, ističući njihovu ulogu u osiguravanju sigurne isporuke usklađene s propisima. Fokus će biti na elementima i subjektima zbirnog prijevoza, razmatrajući ključne čimbenike koji utječu na njihovo uspješno provođenje. Osim toga, bit će istaknute bitne stavke vezane uz zbirni transport, naglašavajući prednosti i razloge zbog kojih sve više kompanija prepoznaje njegovu važnost. U radu će biti detaljno razjašnjene faze organizacije zbirnog prijevoza, pružajući uvid u pripremu, sakupljanje i konsolidiranje tereta radi efikasnog iskorištavanja resursa. Na primjeru iz prakse, analizirat će se konkretan postupak organizacije i praćenja zbirnog prijevoza robe, čime će se prikazati stvarni izazovi i koraci koji se poduzimaju kako bi se osigurala uspješna isporuka.The organization of collective transport of goods represents an extremely efficient process in logistics, where smaller shipments are combined into larger, collective shipments with the aim of reducing total transport costs. A key role in this process is played by freight forwarders, experts who, with their knowledge and skills, direct the organization of transport, choosing optimal transport capacities and routes. In this paper, starting with an explanation of the concept of freight forwarding, the different tasks and responsibilities of freight forwarders will be explored. The importance of customs and customs terms within this context will be analysed, highlighting their role in ensuring safe and compliant delivery. The focus will be on the elements and subjects of collective transport, considering the key factors that influence their successful implementation. In addition, important items related to collective transport will be highlighted, highlighting the advantages and reasons why more and more companies recognize its importance. The paper will explain in detail the phases of collective transport organization, providing insight into the preparation, collection and consolidation of cargo for the efficient use of resources. Using an example from practice, the concrete process of organization and monitoring of the collective transport of goods will be analyzed, showing the real challenges and the steps taken to ensure a successful delivery
Innovative Concepts for Road Traffic Management
No full textDiplomski rad istražuje upravljanje cestovnim prometnim sustavom, gdje je fokus na inovativnim i inteligentnim sustavima upravljanja. Ukratko su prikazani tradicionalni pristupi upravljanja pomoću znakova, svjetlosne signalizacije s fiksnim ciklusom, te sustavima obavještavanja. Opisano je funkcioniranje inteligentnih transportnih sustava i njihovo korištenje u upravljanju prometom. Prikazani su inovativni koncepti upravljanja cestovnim prometom u urbanim područjima pomoću prometno ovisne prometne signalizacije, sustava pametnog parkiranja, sustava davanja prednosti žurnim službama, te sustava za određivanje ruta. Kod inovativnog upravljanja cestovnim prometom na autocestama proučeni su sustavi upravljanja priljevnim tokovima, upravljanje ograničenjem brzine, elektronska naplata cestarine, te sustavi virtualnih cestovnih vlakova. Završno je istražena razina implementacije inovativnih sustava upravljanja cestovnim prometom u Republic Hrvatskoj.The thesis researches the management of the road transport system, where the focus is on innovative and intelligent management systems. Traditional control approaches using signs, light signaling with a fixed cycle, and notification systems are briefly presented. The functioning of intelligent transport systems and their use in traffic management are described. Innovative concepts of road traffic management in urban areas using traffic-dependent traffic signals, smart parking systems, systems for giving priority to urgent services, and systems for determining routes are presented. In the case of innovative road traffic management on highways, ramp metering system, variable speed limit control, electronic toll collection, and virtual road train systems were studied. Finally, the level of implementation of innovative road traffic management systems in the Republic of Croatia was investigated
Analysis and Performance of Penetration Testing for Increasing the Security of the Information and Communication System
No full textOvaj diplomski rad temelji se na istraživanju penetracijskog testiranja kao ključne komponente za osiguravanje kibernetičke sigurnosti u različitim okruženjima. Analizirane su različite vrste penetracijskih testova, uključujući crne, bijele i sive kutije, te su uspoređene njihove prednosti i nedostaci. Istražene su različite tehnike napada i metode zaštite od njih, analizirajući ranjivosti i propuste te pružajući strategije za otklanjanje tih rizika. Rad se također bavi primjenom metodologije penetracijskog testiranja u organizaciji, naglašavajući važnost identifikacije ciljeva testiranja, uloge tima i izradu plana testiranja. Proučavanjem primjene penetracijskog testiranja u oblaku, identificirane su ranjivosti i sigurnosni mehanizmi specifični za tu domenu. Analiziran je utjecaj različitih modela u oblaku i razmatrane su metode zaštite u oblaku. Također, istražena je automatizacija penetracijskog testiranja te je napravljena usporedba između automatiziranog i ručnog testiranja i analizirani su različiti alati.This thesis is based on the research of penetration testing as a key component for ensuring cyber security in different environments. Different types of penetration tests, including black, white and gray boxes, are analyzed and their advantages and disadvantages are compared. Various attack techniques and methods of protection against them are explored, analyzing vulnerabilities and flaws and providing strategies to eliminate these risks. The paper also deals with the application of penetration testing methodology in the organization, emphasizing the importance of identifying testing objectives, the role of the team and creating a test plan. By studying the application of penetration testing in the cloud, vulnerabilities and security mechanisms specific to that domain were identified. The impact of different cloud models is analyzed and cloud protection methods are discussed. Also, the automation of penetration testing was investigated and a comparison was made between automated and manual testing and different tools were analyzed
Meteorology services within the Air Navigation Service Provider
No full textOvaj diplomski rad temelji se na definiranju meteoroloških usluga kao dijela usluga u zračnoj plovidbi. Služba za pružanje meteoroloških usluga pruža usluge zrakoplovne meteorologije kao jednu od pet glavnih usluga koje se pružaju u zračnoj plovidbi. Ukratko, zadatak Službe je pružati pravovremene i ažurne meteorološke informacije koje mogu koristiti svi sudionici u zračnome prometu. Piloti i kontrolori zračnog prometa samo su neki od korisnika koji koriste informacije koje pruža Služba (prognoze, motrenja i upozorenja) za sigurnu plovidbu zrakoplova. Jedan od zadataka Službe za pružanje meteoroloških informacija je razviti i održavati potrebne sustave za prikupljanje takvih informacija. U posljednje vrijeme, napretkom sustava, moguće je predvidjeti određene meteorološke pojave te tako smanjiti njihov utjecaj na sami zračni promet, odnosno, smanjiti kašnjenja uzrokovana meteorološkim pojavama. Diplomski obrađuje ulogu Službe zrakoplovne meteorologije koja pruža važan dio usluga Hrvatske kontrole zračne plovidbe. Analizirane su pojedine meteorološke pojave kao što je turbulencija, grmljavinska oluja, zaleđivanje zrakoplova, jak vjetar i ostale te se prikazuju produkti pružanja meteoroloških usluga.This thesis is based on the definition of meteorological services as part of air navigation services. The Meteorological Service - MET is one of five services. The task of MET is, in short, to provide timely and up-to-date meteorological information which is used by all participants in air traffic. Pilots and air traffic controllers are few of those participants who use information provided by MET (forecasts, observations and warnings) for safe air navigation of the aircraft. One of the tasks of MET is to ensure all the necessary systems for collecting such information. Recently, with the progress of the system, it is possible to predict certain meteorological phenomena and thus reduce their impact on air traffic itself, and reduce delays caused by meteorological phenomena. The thesis presents the role of the Meteorology Service (Aeronautical Meteorology), which is part of the Croatian Air Navigation Services (Croatia Control Ltd) and Eurocontrol. Individual meteorological phenomena such as turbulence, thunderstorms, aircraft icing, strong wind and others will be analysed and the products of providing meteorological services are presented
Inventory Management with Monte Carlo Simulation
No full textUpravljanje zalihama predstavlja jedan od ključnih elemenata pri poslovanju nekog poduzeća što rezultira smanjenjem troškova i oslobađanjem prostora za skladištenje viška zaliha. Korištenje Monte Carlo simulacije korisno je u upravljanju zalihama jer omogućuje precizno određivanje ključnih parametara za daljnje unapređenje poslovanja. Upravljanje zalihama je od velike važnosti za efikasno poslovanje svakog poduzeća. Analiza koja je prezentirana u ovom radu pruža bolji uvid u mogućnost optimizacije zaliha, što rezultira smanjenjem troškova i maksimizacijom raspoloživog prostora za skladištenje. Primjenom Monte Carlo simulacije, dobivaju se precizniji podaci i parametri koji su ključni za donošenje informiranih poslovnih odluka. Uspješno upravljanje zalihama nije statičan proces, već zahtijeva kontinuirano praćenje, analizu i prilagodbu strategija. Ova metoda omogućuje poduzećima da uspješno upravljaju zalihama, čime postižu veću učinkovitost i konkurentsku prednost na tržištu.Inventory management is one of the key elements in running a business. It leads to cost reductions and frees up storage space for excess inventory. The use of Monte Carlo simulation is of great value for inventory management as it allows the accurate determination of key parameters for further operational improvements. Efficient inventory management is essential for the effective operation of any business. The analysis presented in this paper provides a deeper insight into inventory optimisation that leads to cost reduction and maximisation of available storage space. By applying Monte Carlo simulation, more accurate data and parameters are obtained, which are essential for making informed business decisions. Successful inventory management is not a static process, but requires continuous monitoring, analysis and adjustment of strategies. With this method, companies can effectively manage their inventories to achieve greater efficiency and a competitive advantage in the market
Air Navigation Charges Methodology
No full textPružanjem usluga u zračnoj plovidbi, nastaju određeni troškovi, koje pružatelji usluga u zračnoj plovidbi naplaćuju rutnim i terminalnim naknadama. U diplomskom radu opisat će se način na koji funkcionira sustav naplate, te će biti dani primjeri izračuna naknada za pružanje usluga u zračnoj plovidbi u Republici Hrvatskoj. Cilj istraživanja je ustanoviti na koji se način utvrđuju naknade za pružanje usluga u zračnoj plovidbi prema Međunarodnoj organizaciji civilnog zrakoplovstva (eng. International Civil Aviation Organization - ICAO) te principe utvrđivanja naknada pružatelja usluga u zračnoj plovidbi u Europi i uspostave baze troška za rutne i terminalne naknade. Nadalje ukratko će se objasniti koje su zadaće država članica, pružatelja usluga u zračnoj plovidbi i EUROCONTROL-ovog Centralnog ureda za naplatu troškova.The provision of air navigation services incurs certain costs, which are charged by air navigation providers by charging route and terminal fees. This thesis describes how the charging system works, and few examples of calculated fees for the provision of air navigation services in the Republic of Croatia will be given. The aim of this research is to establish how the fees for the provision of air navigation services are determined according to the International Civil Aviation Organization and the principles of determining the Air Navigation Services fee in Europe and establishing a cost base for route and terminal fees. Furthermore, the tasks of Member States, air navigation service providers and EUROCONTROL's Central Route Charges Office will be briefly explained
Application of Explosives Detection Systems and Eyuipment in Aviation Security
No full textUloga zaštite u zračnom prometu je zaštita posade, zemaljskog osoblja, putnika i imovine od nezakonitih aktivnosti tijekom leta ili unutar granica zračne luke. Eksplozivi su kemijski spojevi koji se mogu podvrgnuti vlastitoj razgradnji što rezultira naglim oslobađanjem topline i tlaka. Sustavi za otkrivanje eksploziva su složeni tehnološki sustavi osmišljeni s ciljem otkrivanja prisutnosti eksploziva ili eksplozivnih komponenti u različitim okruženjima. Ova tehnologija igra ključnu ulogu u zaštiti ljudi, imovine i infrastrukture od potencijalnih prijetnji i aktivnosti nezakonitog ometanja. Sustavi za detekciju eksploziva se sastoje od više ključnih komponenti, te svaki ima posebnu ulogu. Sustavi za detekciju eksploziva su postavljeni na strateškim mjestima kako bi registrirali specifične znakove eksplozivnih materijala. Oni koriste različite tehnologije kao što su rendgenski snimci, radiofrekvencije, infracrvene kamere i kemijske senzore kako bi detektirali prisustvo eksploziva. Svrha ovog istraživanja je prikazati primjenu sustava i uređaja za detekciju eksploziva u zaštiti zračnog prometa. Sustavi za detekciju eksploziva postali su ključni za otkrivanje eksploziva te se instaliraju na terminalima zračnih luka. Sustavi za otkrivanje eksploziva predstavljaju zaštitnu mjeru od iznimne važnosti gdje postoji rizik od potencijalnih napada ili drugih radnji nezakonitog ometanja uporabom eksplozivnih materijala. Važnost sustava za otkrivanje eksploziva proizlazi iz potrebe za zaštitom života i imovine te očuvanjem javne sigurnosti u zračnom prometu.The role of aviation security is to protect the crew, ground staff, passengers and property from illegal activities during the flight or within the airport boundaries. Explosives are chemical compounds that can undergo their own decomposition resulting in a sudden release of heat and pressure. The explosive detection systems are complex technological systems designed to detect the presence of explosives or explosive components in different environments. This technology plays a key role in protecting people, property and infrastructure from potential threats and acts of unlawful interference. Explosive detection systems consist of several key components, each with a special role. Explosive detection systems are placed in strategic locations to register specific signs of explosive materials. They use different technologies such as X-rays, radio frequencies, infrared cameras and chemical sensors to detect the presence of explosives. The purpose of this research is the show the usage of systems and equipment designed for explosive detection in aviation security. Explosive detection devices have become key to the explosive detection, and they are installed at airport terminals. Explosive detection systems represent extremely important security measure where there is a risk of potential attacks or other acts of unlawful interference using explosive substances. The importance of explosive detection systems stems from the need to protect life and property, and to preserve public safety in aviation
Klasifikacija stanja prometne mreže primjenom modela zasnovanoga na prijelaznoj matrici brzina
No full textThe accelerated development of communication technologies in this decade has allowed the use of large spatiotemporal traffic datasets for research related to intelligent transport systems (ITS). ITS applications based on large sets of traffic data enable the solution to problems arising from the growth of urban centers around the world. Some of the problems of increasing traffic demand in urban centers are manifested through traffic congestion that leads to increased travel time on the transport network and environmental pollution due to increased exhaust gases leading to reduced quality of life. The aim of this doctoral thesis is to develop methods for classifying different states of the traffic network using the proposed traffic data representation named the Speed Transition Matrix (STM). The thesis will present three methods of classifying the state of road traffic networks based on the proposed STM traffic data representation. The methods relate to classifying traffic network congestion in urban areas, detecting anomalies in traffic patterns on the urban transport network, and detecting bottlenecks on motorways due to increased traffic demand. The result indicates that STM can be used for mentioned tasks with high accuracy. Obtained methods can be used in traffic monitoring and control systems in a variety of use cases like bottleneck prevention, traffic lights optimization, and delivery vehicles routing.Ubrzani razvoj komunikacijskih tehnologija u ovom desetljeću omogućava korištenje velikih skupova prostorno-vremenskih prometnih podataka za istraživanja vezana za inteligentne transportne sustave (ITS). ITS aplikacije zasnovane na velikim skupovima prometnih podataka omogućavaju rješavanje problema koji nastaju zbog rasta urbanih centara diljem svijeta. Neki od problema povećanja prometne potražnje u gradskim središtima se očituju kroz prometna zagušenja koja dovode do povećanja vremena putovanja na prometnoj mreži i zagađenja okoliša zbog povećane količine ispušnih plinova što dovodi do smanjenja kvalitete života. Cilj doktorskog rada je razviti metode za klasifikaciju različitih stanja prometne mreže modeliranjem prometnih podataka prijelaznim matricama brzina (eng. SpeedTransition Matrix - STM). U radu će se prikazati tri metode klasifikacije stanja cestovne prometne mreže koje se temelje na predloženom STM prikazu podataka. Metode se odnose na klasifikaciju zagušenja prometne mreže u gradskim sredinama, detekciju anomalija u prometnim uzorcima na gradskoj prometnoj mreži i detekciju uskih grla na autocestama zbog povećane prometne potražnje. STM je nova metoda prikaza prometnih podataka koja se ovom disertacijom predlaže kao vizualizacijska metoda i ulazni podatak za metode klasifikacije stanja prometne mreže. STM se zasniva na matrici koja prikazuje vjerojatnost prijelaza (promijene) između ulazne i izlazne brzine na promatranoj tranziciji, gdje tranzicija predstavlja kretanje vozila između dva cestovna segmenta na prometnoj mreži u određenom vremenskom intervalu. Svaka tranzicija sadrži dva povezana cestovna segmenta, označenih kao ulazni i izlazni, ovisno o smjeru kretanja vozila. Vjerojatnosti prijelaza brzine prikazani STM-om vizualno se grupiraju u prometne uzorke koji se mogu koristiti za klasifikaciju stanja prometne mreže procjenom njihove relativne pozicije u STM-u. Stoga je najvažniji parametar za određivanje stanja prometne mreže korištenjem STM prikaza centar mase (engl. Center of Mass - CoM) prikazanog prometnog uzorka. Parametar CoM prikazuje poziciju uzorka na temelju kojeg se klasificira stanje prometne mreže temeljem vjerojatnosti prijelaza brzine na promatranoj tranziciji. Ova disertacija pisana je prema takozvanom Skandinavskom modelu u sklopu koje je objavljeno tri znanstvena rada koji prikazuju originalni doprinos u području prometa i transporta. Prvi rad prikazuje razvoj metode detekcije prometnih zagušenja na temelju STM prikaza prometnih podataka . U ovom dijelu istraživanja, atributi koji predstavljaju položaj prometnog uzorka prikazanog STM-om, bit će izdvojeni ekstrakcijom koordinata CoM-a. Izdvojeni atributi će se zatim koristiti kao ulaz u model za klasifikaciju stanja prometne mreže na razini grada. Za ovaj dio istraživanja koristit će se skup podataka koji sadrži GNSS pozicijske podatke. Grad Zagreb je izabran za eksperimentalno područje kao europski grad srednje veličine s velikim brojem prikupljenih podatkovnih točaka. Temeljem relevantne literature i domenskog znanja, svakoj izračunatoj STM je dodijeljeno jedno od stanja prometne mreže i to “slobodni prometni tok”, “stabilni prometni tok” ili “prometno zagušenje”. Nakon provedene validacije nad stvarnim označenim prometnim podacima i podacima označenim pomoću stručnog priručnika Highway Capacity Manual (HCM), metoda je ostvarila vrijednosti točnosti od 97%, odnosno 91%. U ovom radu metoda je primijenjena za analizu stanja prometne mreže na Zagrebačkim mostovima. Rezultati istraživanja ukazuju na neefikasnu prometnu signalizaciju i upravljanje prometnim tokovima. Drugi rad prikazuje razvoj metode detekcije neočekivanih događaja (anomalija) u velikom skupu podataka o gradskom prometu. Ovaj dio istraživanja ima za cilj klasificirati prometne uzorke prikazane STM-ovima kao očekivane ili ne, na temelju atributa izdvojenih izračunavanjem CoM-a. Glavna pretpostavka je da se anomalija može otkriti promatranjem promjena u položaju CoM-a unutar STM-a. Povećavanjem Euklidske udaljenost između CoM-a i glavne dijagonale STM-a, raste vjerojatnost da će prometni uzorak biti klasificiran kao neočekivan. Na pozicijama koje su udaljenije od glavne dijagonale, mogu se uočiti dvije vrste prostornih prijelaza: (i) prijelazi s visokih izvorišnih na niske odredišne brzine, koji predstavljaju nagla kočenja vozila (donji lijevi kut STM-a), i (ii) prijelazi s niske izvorišne brzine do visokih odredišnih brzina koje predstavljaju intenzivna ubrzanja (gornji desni kut STM-a). Predložena metoda detekcije anomalija temeljit će se na modelu dekompozicije tenzora. Ulazni tenzori će se formirati pomoću STM-a unutar promatranih vremenskih intervala, koji će rezultirati tenzorom dimenzija × × , gdje predstavlja duljinu dimenzije STM-a, broj promatranih prijelaza i broj promatranih vremenskih intervala. Zatim će se dekompozicija tenzora koristiti za izdvajanje prometnih uzoraka na razini cijelog gradskog područja. Metoda je uspješno korištena za detektiranje pozicija u gradskom području koja imaju najveći potencijal za stvaranje zagušenja uzrokovanih anomalijama u prometnim tokovima. Također, rezultat metode je pokazao lokaciju i vrijeme kada se navedena zagušenja mogu očekivati. Treći rad prikazuje razvoj metode detekcije uskih grla na autocestama, koja predstavlja proširenje predložene metode za detekciju anomalija. Ovo je prirodni nastavak jer su uska grla često uzrokovana neočekivanim događajima na autocestama. Glavni cilj je izdvojiti STM atribute zasnovane na CoM-u i koristiti ih kao ulazni parametar metode strojnog učenja za procjenu vjerojatnosti uskog grla. Algoritam zasnovan na primjeni neizrazite logike, dodatno optimiziran genetskim algoritmom, korišten je za procjenu vjerojatnosti nastanka uskog grla. Glavne varijable korištene za algoritam su izdvojene iz STM-a, a predstavljaju udaljenost CoM-a od glavne dijagonale i udaljenost istog od izvorišta STM-a. Za ovaj dio istraživanja korišten je sintetički skup prometnih podataka izdvojen iz mikrosimulacijskog softvera. Metoda je evaluirana na različitim prometnim scenarijima koji uključuju stvaranje uskih grla na autocestama. Scenariji uključuju sudar na autocesti, visok dotok vozila s ulazne rampe koji dovodi do stvaranja uskog grla i takozvano pomično usko grlo uzrokovano velikim brojem vozila teške kategorije vozila na autocesti. Objavljeni radovi zajednički čine cjelinu i znanstveni doprinos u području prometa i transporta u smislu prijedloga tri metode zasnovane na korištenju nove metode prikaza prometnih podataka naziva STM. Znanstveni doprinosi su sljedeći: 1. Razvoj metode klasifikacije stanja prometne mreže zasnovane na matrici prijelaznih brzina. 2. Razvoj metode detekcije anomalija na prometnoj mreži zasnovane na matrici prijelaznih brzina. 3. Razvoj metode detekcije i procjene vjerojatnosti nastanka uskih grla na autocestama zasnovane na matrici prijelaznih brzina
Povećanje operativnoga kapaciteta autocesta dinamičkom prilagodbom zona promjenjivoga ograničenja brzine zasnovanim na kooperativnim učećim agentima
No full textContinuously increasing demand for mobility, especially in road transport, and new transport policies that prioritize optimizing the capacity of existing roads over building new ones, pose major challenges in the field of traffic control towards a competitive and resource-efficient transport system. This thesis is primarily concerned with urban motorways and their characteristic problems, the presence of bottlenecks. Variable speed limit (VSL) as an effective traffic control strategy is used to optimize traffic on motorways. Due to the stochastic nature of traffic congestion, static VSL zones, i.e., the VSL application area remains unchanged, may not always respond accurately to spatiotemporal spreading congestion. Accordingly, a model for dynamic spatiotemporal adaptation of VSL zones that complements the prevailing VSL with static zones is proposed. To address the control problem for the proposed dynamic VSL zones, a novel distributed multi-agent reinforcement learning VSL (DWL-ST-VSL) controller, capable of dynamically adapting the length and position of VSL zones during VSL operation, is suggested. To ensure rigorous evaluation of the controller, a novel paradigm in motorway traffic modeling is proposed and demonstrated by using the continuously synchronized digital twin (DT) model of the Geneva motorway (DT-GM). Thus, DWL-ST-VSL applicability is verified through a virtual field test, which uses DT-GM microscopic simulation of actual traffic received in real-time from the Geneva motorway. Such functional integration presents a novelty in evaluating learningbased traffic controllers using traffic scenarios that more closely reflect the uncertainty in real traffic. Accordingly, DT-GM advances technological capabilities of traffic simulations to a more sophisticated and accurate level by enabling simulation-based control optimization during system run-time. Furthermore, DWL-ST-VSL outperforms all baseline control approaches with static VSL zones. Different VSL zones configurations per traffic scenarios are, thus, learned without requiring a manual setup. This is of practical relevance as it can guide traffic engineers in optimizing VSL zones design in complex motorway environments. Thus, demonstrated functional integration of the DWL-ST-VSL with the DT technology provides the basis for further development of predictive real-time analytics of complex autonomous control processes as a step toward safety-critical decision-making in a nonstationary traffic setting and provides an experimental environment for developing control system prototypes in the context of emerging connected vehicles technologies.Stalno rastuća potražnja za mobilnošću, posebno u cestovnom prometu, i nove prometne politike koje daju prednost optimizaciji kapaciteta postojećih cesta u odnosu na izgradnju novih, predstavljaju veliki izazov u području upravljanja prometnim tokovima prema konkurentnom i resursno učinkovitom prometnom sustavu. Ovaj doktorski rad prvenstveno se bavi gradskim autocestama i njihovim karakterističnim problemima. Najistaknutiji problem je pojava uskih grla koja uzrokuju prekid prometa. Stoga je glavni cilj aktivnog upravljanja prometom spriječiti takve događaje, odnosno spriječiti aktiviranje uskog grla ako je moguće. Upotrebom promjenjivog ograničenja brzine (eng. Variable Speed Limit, VSL) glavni tok prometa može biti podvrgnut nižim ograničenjima brzine, i na taj način se protok iz područja obuhvaćenog VSL djelovanjem može privremeno ili čak trajno ograničiti. Dakle, postavljanjem odgovarajućih ograničenja brzine volumen prometnog toka koji se kreće u smjeru uskog grla može se prilagoditi tako da ostane unutar vrijednosti ograničenog (narušenog) kapaciteta uskog grla. Na taj način se sprječava preopterećenje uskog grla.
Međutim, postoji nekoliko zahtjeva za dizajn VSL-a koji se moraju odgovarajuće riješiti kako bi se osiguralo učinkovito upravljanje prometnim tokom na autocesti. Na primjer, mora se odabrati odgovarajuća strategija upravljanja na osnovu koje će se izračunavati ograničenja brzine ovisno o stanju prometa. Osim toga, važno je odrediti odgovarajuće lokacije za postavljanje znakova s promjenjivim porukama (eng. Variable Message Signs, VMS) putem kojih se informiraju vozači o ograničenjima brzine. Oni bi trebali biti strateški postavljeni kako bi se postigao željeni učinak upravljanja prometnim tokom na određenim segmentima autoceste, uzimajući u obzir ograničenja kao što su sigurnost, učinkovitost, troškovi itd. Dizajneru VSL sustava je na ta pitanja teško odgovoriti budući da efiksnost sustava ovisi o mnogim vanjskim i unutarnjim varijablama. Na primjer, poznato je da učinkovitost VSL-a ovisi o duljini područja primjene VSL-a i njegovoj udaljenosti od područja uskog grla.
Kako bi se opravdala potreba za razvojem modela dinamičkom prilagodbom zona promjenjivoga ograničenja brzine, u ovom doktorskom radu iznosi se nova pretpostavka o tome zašto je pristup VSL-a s promjenjivim zonama vrijedan daljnjeg istraživanja. Konkretno, koriste se teorijske spoznaje iz teorije prometnog toka iz kojih slijedi da se kapacitet autoceste mijenja u ovisnosti o položaju i vremenu. Prvo, na njega utječe geometrija prometnice. Drugo, na njega utječu latentne varijable kao što su vremenski uvjeti ili ponašanje samih vozača, itd. Potonje dovodi do nesigurnosti u kapacitetu definiranom kao funkcija vjerojatnosti nastanka prekida u normalnom odvijanju prometa čija vjerojatnost nastanka raste s povećanjem volumena prometa. Stoga se ne može pretpostaviti da je kapacitet (i pad kapaciteta) uskog grla konstantna varijabla, kao ni kapacitet prometnice prije mjesta zagušenja.
To znači da dodatno akumuliranje vozila (manifestirano povećanjem gustoće prometa) koje stvara VSL zona mora biti pažljivo postavljeno, uzimajući u obzir ograničeni kapacitet neposredno prije područja uskog grla, kako se ne bi stvorio novi prekid prometa uzvodno od uskog grla zbog samog djelovanja VSL-a. Iznesena činjenica implicira da VSL sa statičkom zonom možda neće moći prihvatiti dodatni promet u određenom vremenskom periodu kako bi se rasteretilo ili spriječila aktivacija uskog grla. Štoviše, VSL sa statičkim zonama može stvoriti ili ubrzati stvaranje dodatnih uskih grla uzvodno. Stoga ima smisla dinamički proširiti ili smanjiti, preraspodjeliti ili aktivirati dodatne VSL zone kako bi se zadovoljile trenutne potrebe prostorno i vremenski ograničenog kapaciteta kako bi se odgovarajuće odgovorilo na uska grla, a da se ne naruši cjelokupna dinamika prometa.
Kako bi se potvrdila gore navedena hipoteza, provodi se dubinska analiza koja uključuje temeljito ispitivanje postojećih istraživanja na temu optimalnih lokacija za VSL zone. U drugoj fazi provodi se analiza zasnovana na simulaciji s različitim unaprijed definiranim konfiguracijama VSL zona u odnosu na lokaciju uskog grla kako bi se dobila indikacija korelacije između dizajna VSL zone i performansi prometa. Osim toga, provodi se višekriterijska analiza za određivanje optimalne VSL zone uzimajući u obzir performanse uskog grla zajedno s performansama cijele simulirane mreže autoceste kao kriterij. Na osnovu pruženih dokaza zasnovanih na simulacijama o podoptimalnom radu VSL sustava s fiksnim VSL zonama u okruženju s promjenjivim prometnim zagušenjem opravdava potrebu za razvojem VSL-a s dinamičkim zonama. Koristeći rezultate i spoznaje drugih istraživača, verificirana je potreba za adaptivnim VSL zonama, te je stoga predložen model dinamičke prostorno-vremenske prilagodbe VSL zona koji nadopunjuje do sada prevladavajući VSL sa statičkim zonama.
Kako bi se riješio problem upravljanja za predloženu dinamičku prostorno-vremensku prilagodbu VSL zona, predlaže se novi distribuirani prostorno-vremenski višeagentni VSL (DWLST- VSL) regulator koji je sposoban uz prilagodbu ograničenja brzine dinamički prilagođavati duljinu i položaj VSL zona tijekom rada VSL-a. Kako bi se nadopunila prilagodba ograničenja brzine u trenutnim VSL upravljačkim sustavima, DWL-ST-VSL je modeliran kao algoritam distribuiranog W-učenja (DWL) koji je u osnovi algoritam strojnog učenja zvan potporno učenje (eng. Reinforcement Learning, RL). Stoga DWL kao tehnika strojnog učenja za samooptimizaciju zasnovana na suradničkim učećim agentima omogućuje učenje tj. optimiranje sustava primjenom višestrukih nehomogenih upravljačkih politika. Uz svoje lokalne politike, kroz koncept udaljenih politika predloženih u DWL algoritmu, agenti također uče kako njihovi postupci (odabir akcija) utječu na neposredne susjedne agente i koja politika ili radnja se preferiraju u određenoj situaciji. Međutim, prije bilo kakve implementacije sustava upravljanja prometom (posebice onog koji se zasniva na učenju, a ima sposobnost prilagoditi svoje ponašanje tijekom vremena rada na ne nužno predviđajući način), potrebno je osigurati njegovu rigoroznu evaluaciju. Stoga je potrebno razviti odgovarajući model fizičkog sustava (procesa) koji omogućuje logičku manipulaciju kako bi se odgovorilo na pitanja kako se ponaša sustav upravljanja i kako se sam proces ponaša pod sustavom upravljanja, tj. istražiti međusobni utjecaj jednog na drugog.
U prometnom inženjerstvu model procesa prometnog sustava često se odgovarajuće nadomješta pomoću simulacijskih modela. Pojava široko rasprostranjene informacijske tehnologije, posebice dostupnost podataka o prometu u stvarnom vremenu, daje temelj za dopunu prevladavaju ćih (izvanmrežnih) pristupa mikroskopskoj simulaciji stvarnim podatcima kako bi se stvorio detaljan digitalni prikaz fizičkog prometa u stvarnom vremenu. Međutim, upotreba stvarnih prometnih podataka u analizi autocesta u stvarnom vremenu još nije istražena. Razlog je to što ne postoje prateći modeli za primjenjivost podataka u stvarnom vremenu u kontekstu mikroskopskih simulacija te primjena takvih simulacijkih modela nije još razmatrana i prepoznata u kontekstu simulacija prometa na autocestama. Stoga je u ovom doktorskom radu fokus na mikroskopskoj simulaciji autoceste s integracijom prometnih podataka u stvarnom vremenu tijekom rada sustava. Kao rezultat toga, predložena je i demonstrirana nova paradigma u modeliranju prometa na autocesti korištenjem kontinuirano sinkroniziranog digitalnog blizanca modela ženevske autoceste (DT-GM). Analizirana je primjena mikroskopskog simulatora SUMO u modeliranju, simulaciji i umjeravanju u hodu sinkroniziranih digitalnih replika stvarnog prometa korištenjem tokova detaljnih stvarnih podataka o prometu s brojača prometa na autocestama kao ulaznih podataka za DT-GM. Na taj način se stvarni podatci o prometu izravno integriraju u DT-GM koji se kontinuirano izvodi tj. kontinuirano se umjerava kako se fizički pandan mijenja. Uz minutnu rezoluciju simulirani promet se vrlo približava stvarnoj distribuciji prometa na analiziranom segmentu autoceste. S kontinuiranim ažuriranjem novim dostupnim podatcima o prometu i kontinuiranim procesom umjeravanja, DT-GM stvara umjerene simulacijske okvire (gotovo točne replike stvarnog prometa) u stvarnom vremenu tijekom životnog ciklusa simulacije. U skladu s tim, DT-GM se koristi za procjenu ponašanja i performansi DWL-ST-VSL u fazama dizajna, učenja i evaluacije.
Dakle, primjenjivost DWL-ST-VSL provjerena je na (virtualnom) terenskom testu korištenjem 24-satne DT-GM simulacije stvarnog prometa generiranog u stvarnom vremenu na ženevskoj autocesti u Švicarskoj. Time ovaj pristup predstavlja novost u procjeni regulatora zasnovanih na RL-u korištenjem scenarija koji mnogo bliže odražavaju neizvjesnost u stvarnom prometu u usporedbi s konvencijlnim (offline) simulacijama. Dakle, DT-GM se može precizno umjeriti u stvarnom vremenu korištenjem stvarnih podataka o prometu s osjetila autoceste. Sukladno tome, DT-GM podiže tehnološku dimenziju u mikroskopskoj simulaciji prometa na autocesti na sljedeću razinu omogućavajući simulacijski zasnovanu optimizaciju upravljanja prometom tijekom rada fizičkog sustava koja je prije bila neizvediva. Drugo, pokazalo se da predloženi model dinamičkih prilagodljivih VSL zona nadmašuje sve testirane pristupe upravljanja VSLom sa statičkim VSL zonama u simulacijskim eksperimentima na sintetičkim modelima te na realističnom scenarijiu prometa generiranim pomoću DT-GM.
Zaključno, provedeni eksperimenti daju uvid u novi koncept upravljanja VSL-a. Konkretno, primjena DT tehnologija u mikrosimulacijama bi mogla biti okidač za daljnja istraživanja o korištenju naprednih digitalnih tehnologija zasnovanih na učenju za razvoj nove generacije prilagodljivih sustava upravljanja prometom koji ispunjavaju zahtjeve rada u nestacionarnom okruženju u kontekstu nadolazećih novih tehnologija i tehnologija povezanih vozila općenito. Prikazani rezultati su stoga od praktične važnosti jer mogu poslužiti kao vodilja inženjerima prilikom dizajniranja autocesta te nadležnim tijelima kao nit vodilja u implementaciji i opremanju autocesta naprednim upravljačkim sustavima. Integracija regulatora prometa zasnovanih na učećim algoritmima u stvarnom vremenu s tehnologijama digitalnih blizanaca čini temelj za evoluciju i mogućnost prediktivne analitike složenih upravljačkih procesa u stvarnom vremenu kao korak prema sigurnijem donošenju odluka kritičnih za sigurnost prometa u upravljanju prometom općenito