V2X pro veřejnou dopravu

Komunikace V2X ve veřejné dopravě

Obr. č.1: Dělená varianta komunikační jednotky na autobusu DPO, a.s.

Obr. č.1: Dělená varianta komunikační jednotky na autobusu DPO, a.s.

Technologie V2X přináší do veřejné dopravy jednak úplně nové možnosti, jednak integruje stávající funkce komunikace do blízkého okolí do jedné radiové technologie. Jedna komunikační jednotka tak nově zajistí funkce, které dříve dělalo několik zařízení. Navíc to vše je realizováno dle mezinárodních standardů, takže je zajištěna interoperabilita mezi jednotlivými výrobci.

Možnosti jednotek V2X pro veřejnou dopravu

Většina možností, které V2X pro veřejnou dopravu nabízí, je možné realizovat jen na základě interakce jednotky OBU (jednotka UCU 5.0 v našem provedení) s palubním počítačem (palubní počítače EPIS 4.0x nebo EPIS 5.0x). Díky tomu, že dodáváme jak palubní počítače, tak i OBU, jsme schopni tuto těsnou spolupráci zajistit, a to i návaznosti na všechny potřebné přípravné SW - EPCOMP a BOS v obecnějším pojetí.

Pro veřejnou dopravu osob (VD – a to jak MHD, tak i VLD) s V2X nabízíme řešení následujících situací:

  • Preference vozidel na křižovatkách – jednotka OBU, instalovaná na voze VD, na základě pokynu z palubního počítače EPIS odešle přes V2X pokyn k preferenci vozidla na křižovatce. Tento pokyn přijme RSU na křižovatce, která jej dále předá do řadiče křižovatky. Ten požadavek vyhodnotí a přes RSU odešle do vozidla odpověď. Více o preferenci vozidel veřejné dopravy na samostatné stránce. Máme připraveno i řešení s cizími palubními počítači.
  • Optimalizace rychlosti před křižovatkou – pokud je křižovatka vybavena jednotkou RSU, může tato jednotka vysílat signální plán řadiče. Vůz na jeho základě může řidiči doporučit rychlost průjezdu tak, aby zbytečně nestál na červenou.
Obr. č.1: Stavy dvou křižovatek tak, jak je vidí vůz veřejné dopravy. Kromě aktuálního stavu se vysílá i stav budoucí včetně času, kdy začne. Je tak možné přizpůsobit rychlost jízdy a projet bez zastavení. Tmavě modré pásy jsou jízdní pruhy tak, jak jsou vysílány RSU na křižovatce.

Obr. č.2 :Stavy dvou křižovatek tak, jak je vidí vůz veřejné dopravy. Kromě aktuálního stavu se vysílá i stav budoucí včetně času, kdy začne zelená/červená. Je tak možné přizpůsobit rychlost jízdy a projet bez zastavení. Tmavě modré pásy jsou jízdní pruhy tak, jak jsou vysílány RSU na křižovatce.

  • Zajištění návazností – přes V2X každé vozidlo odesílá svou polohu, rychlost, směr jízdy. Vozidla veřejné dopravy navíc mohou vysílat i údaje o své lince, kurzu, cíli, zpoždění a případně i provozovateli. Tyto informace OBU na vozidle přijímá a může tak předat do palubního počítače EPIS informace o poloze a vzdálenosti vozů v okolí. Na základě těchto informací pak palubní počítač zobrazí řidiči informace o návazných spojích.
Obr. č.2: Výřez mapy s okolními vozy tak, jak se hlásí přes V2X. Výhodu je, že přes V2X se řidič může dozvědět o voze v okolí, aniž by naněj přímo viděl.

Obr. č.3: Výřez mapy s okolními vozy tak, jak se hlásí přes V2X. Výhodu je, že přes V2X se řidič může dozvědět o voze v okolí, aniž by na něj přímo viděl (možná alternativa k LTE komunikaci).

  • Data pro inteligentní zastávky – inteligentní zastávka vybavená jednotkou s V2X přijímá zprávy od okolních vozů a může tak přesně zobrazovat odhadovaný čas příjezdu a po odjezdu vůz přestat zobrazovat.
  • Informace o mimořádných událostech v provozu – přes V2X je možné formou specifických zpráv posílat varování o mimořádných událostech v provozu. Příkladem je třeba prudké brzdění tramvaje (aktivace brzd), varování o prokluzu kol vozidla vpředu, varování o řidiči, který vystoupil přehodit výhybku atd.
Obr. č.4: Ukázka varování na terminálu řidiče při urgentním výjezdu vozidla IZS.

Obr. č.4: Ukázka varování na  LCD terminálu řidiče při urgentním průjezdu vozidla IZS. Řidič je současně informován i  zvukovým signálem. Informace může být zpřesněna  označením směru, odkud  zpráva přichází.

  • Řešení mimořádných situací – pokud dojde k mimořádné události, dispečer může, mimo fónického spojení do vozu, posílat i zprávy V2X (například omezení rychlosti, odklon, …). Ty může odeslat z mobilního RSU nebo přímo z dispečerského vozu. Tyto zprávy se pak zobrazí na palubním počítači.
  • Varování řidiče před hrozící srážkou tramvají – na základě komunikace V2X vůz „ví“ o voze před ním a pokud řidič nezačne včas brzdit, na palubním počítači se zobrazí varování. O brzdění se dozví s tachografu nebo ze sběrnice CAN či z akcelerometru. Podrobný popis test najdete zde.

Základní výbava jednotek

Naše jednotky UCU 5.0V  (V značí vozidlovou jednotku) nabízíme pro potřeby veřejné dopravy v několika variantách s různou mechanickou konfigurací a s různou výbavou. Typická výbava jednotek UCU 5.0V je:

  • Komunikace V2X – podpora anténní diverzity pro lepší příjem, nebo přímo dvoukanálový provoz.
  • Mobilní internetové připojení – LTE – pro spojení s centrálním serverem a pro aktualizaci certifikátů pro zabezpečenou komunikaci V2X. Možnost až dvou nezávislých modemů.
  • Senzor pozice – GNSS (GPS, Galileo a Glonass) – pro přesnou pozici a čas
  • Akcelerometr a gyroskop pro lepší odhad pozice a pro detekci nestandardních situací
  • Wi-Fi přístupový bod – je navíc připraven pro poskytování Wi-Fi přístupu pro cestující. Více o Wi-Fi zde.
  • Jednotka se chová jako router, takže může zpřístupnit mobilní internetové připojení pro jakýkoliv další prvek palubní informatiky.

Pro spojení s palubním počítačem je použit 1 Gbit Ethernet. Volitelně je jednotka vybavena i druhým ethernetem pro napojení do palubní sítě ve voze (např. kamerový systém). Kromě této sběrnice je ještě možné pro potřeby veřejné dopravy využít následující sběrnice:

  • RS-485, RS-232 – pro připojení ke starším technologiím na voze, například starším tachografům
  • CAN – pro vyčítání dat o jízdě vozidla – naše jednotka podporuje standard J1939 pro použití na autobusech a nákladních automobilech. Je tak možné získat informace o rychlosti jízdy, tlaku v pneumatikách, otáčkách motoru, spotřebě, …
  • Jednobitové vstupy – pro informace o dalších signálech na vozidle – detekce prokluzu kol, dveře, … dle potřeb konkrétního zákazníka.

Naše jednotky mají povolení pro montáž jak na silniční vozidla, tak i na vozidla drážní (máme povolení drážního úřadu).

Mechanická konfigurace jednotek UCU

Kvůli často omezenému místu ve vozech VD nabízíme jednotku ve třech mechanických konfiguracích (podrobnější popis zde):

  • Kompaktní pro montáž do vozu – k jednotce je třeba připojit externí multi-anténu (2xV2X, 1xLTE a 1xGNSS), která je na střeše. Jednotka je pak instalována ve skříni elektroniky. K ní jsou pak dovedeny anténní kabely od antény. Výhodou je jednoduchá konfigurace a pohodlné připojení veškerých dalších sběrnic (Ethernet, …). Nevýhodou je nutnost přivést anténní kabely, které jsou relativně tlusté.
  • Kompaktní pro montáž na střechu – jednotka je typu „vše v jednom“ – elektronika i antény jsou v jednom krytu, který se montuje na střechu. K jednotce je třeba přivést pouze Ethernet a napájení. Výhodou je dobrá kvalita signálu, jednoduchá montáž a dobrá přístupnost jednotky. Nevýhodou může být obtížnější konektivita pro další vozidlové technologie – hůře se přivádí kabely (RS-485, …).
  • Dělená varianta – na střeše vozu je jednotka, která se stará o veškerou bezdrátovou komunikaci (V2X, LTE, GNSS), včetně antén. Tato jednotka je propojena jedním kabelem s druhou jednotkou, která se stará o napojení na vozidlové technologie (Ethernet, napájení, …). Tato varianta kombinuje výhody obou předchozích možností – dobrá kvalita signálu, jednoduchá montáž a dobrá konektivita na sběrnice ve voze. Nevýhodou je horší servis – servis dvou jednotek místo jedné.

Zpracování dat

Jednotky v sobě mohou mít mapové podklady. To umožní například správné vygenerování varovných zpráv. Kromě toho je možné vozidla lokalizovat přímo na cestu nebo zejména na koleje, a to navzdory ne úplně přesné pozici z GNSS. Jednotka OBU také dovede pracovat přímo s měřenou rychlostí, kterou získá buď ze sběrnice CAN, nebo z tachografu.

Máme funkční komunikaci s tachografy společnosti Mesit – verze TT32 a TT62. Navíc pro autobusy umíme zpracovat sběrnici CAN s normou J1939. Pro bezpečné připojení k CANu nabízíme i oddělovač sběrnic.