Vozovny a nahrávání vozidel

Systémy pro vozovny a principy komunikačních systémů ve vozovnách

Komponenty vozoven

Komunikační systémy s vozidly ve vozovnách jsou určeny pro:

  • postupné vyčítání dat z vozidel po příjezdu na středisko (do vozovny) např. z odbavovacích systémů (informace o prodaných jízdenkách a použitých bezkontaktních čipových kartách), logů o činnosti řidiče, logů se všemi záznamy komunikace přes radiovou síť, zatížení vozidla či počítání počtu cestujících, sledování teploty, spotřeby paliva, off-line vyčítání polohy, apod.
  • nahrávání aktuálních a budoucích dat do vozidel, zejména pro informační systémy (jízdní řády do palubních počítačů MHD, palubních počítačů pro linkovou dopravu, data pro vnější a vnitřní LED panely a LCD pro cestující, zvuky pro digitální hlásiče, data pro stavění výhybek, preference na křižovatkách, apod.).
  • dálkové vyčítání z tachografů o velikostech souboru řádově MBajtů.
  • nově i dálkové vyčítání záznamů z vozidlových kamer o velikostech souborů řádově stovek MBajtů.

Proč se tato komunikace v rámci vozoven zavádí?
Odpověďi jsou v podstatě dvě a to dle typu provozu:

  • u MHD obvykle existuje privátní radiová síť pro hlasovou a datovou komunikaci s vozidlem a tato radiová síť nemá dostatečně široký datový kanál, aby jím bylo možno výše uvedená data přenášet. Zde má komunikační síť ve vozovně nezastupitelné místo.
  • u VLD komunikace s vozidly již probíhá minimálně pomocí GPRS (takže mnohé data by se již dala přenášet), ale provozovatel dopravy platí za množství přenesených dat a aktualizací ve vozovnách snižuje poplatek mobilnímu operátorovi.

V současné době vstupuje i třetí faktor a to jsou přenosy video sekvencí do vozidel pro LCD displeje pro cestující (reklamy, dopravní upoutávky, filmy) a naopak se přenáší videa z bezpečnostních kamer či tachografů. To znamená, že i přes snižující se ceny stálých plateb u mobilních operátorů nároky na datové přenosy stoupají a výhoda komunikačního systému ve vozovně zůstává zachována.
Komunikační systém vytváří vysokorychlostní obousměrný datový přenos mezi vozidly MHD či VLD (veřejná linková doprava) umístěnými ve vozovně a jeho výpravnou. V praxi se používají dva základní systémy komunikace:

  • aktualizace prováděné při příjezdu a odjezdu vozidla na bráně
  • aktualizace prováděné na vyžádání (vozidlo musí být možno se vzbudit)

Nové systémy vozoven s WiFi komunikací

Jak již bylo uvedeno, dnes je pro řešení komunikací ve vozovnách v podstatě možná jen komunikace pomocí sítí WiFi. Tato komunikace (neuvažujme pouze komunikaci při příjezdu vozidla na bráně) přináší:

  • více komunikačních kanálů, tj. lze současně aktualizovat data ve více vozidlech,
  • zabezpečení přenosu dat proti nežádoucím odposlechům a jejich záměnám,
  • snadné, rychlé a levné pokrytí prostoru vozoven.

Námi dodané řešení může podporovat, kterýkoliv níže uvedený způsob aktualizace dat ve vozovnách či garážích.

Aktualizace prováděná při příjezdu/odjezdu vozidla na bráně vozovny či střediska

Aktualizace prováděná pouze na bráně vozovny vyžaduje použití WiFi sítí a to z důvodu rychlosti přenosu dat. Systém obvykle funguje tak, že jakmile vozidlo rozpozná, že se blíží k vjezdové bráně, zapne WiFi a vyhledává přístupový bod na bráně. Poté se k němu připojí a nastane omezený přenos dat.
Proč nastane omezený přenos dat?
Protože, pokud vozidlo bránou projíždí, bude přenos dat trvat po dobu dosahu signálu z antény vozidla na anténu vozovny nebo do doby, dokud řidič systém nevypne. Aby se tomu zabránilo, je jednou z možností je pozdržet vozidlo na bráně, než se data vymění. Tam, kde je větší provoz, může být toto problém. Navíc systém neřeší skutečnost nahrávání pomalých periferií na vozidle (pokud jsou přítomny).

Poznámka: zde je nutno si uvědomit, že i WiFi jednotky se vyrábějí v mnoho provedeních, např. ty jednoduché mají komunikační rychlost s řídicí jednotkou (palubním počítačem) pouhých 115 kbit/s, čímž dojde ke značné degradaci datového toku, protože standardně WiFi komunikace může dosahovat řádově desítek Mbit/s.

Při odjezdu je možno aktualizovat jen krátké soubory, protože jinak může dojít k tomu, že vozidlo „odjede ze signálu“ a přenesené soubory/adresáře nebudou aktualizovány celé.
Základní výhoda: jednoduchá výstavba systému – jeden komunikační bod.
Základní nevýhoda: možnost přenášet soubory jen do několika Mbajtů – omezeno dobou trvání komunikace

Aktualizace prováděná po příjezdu do vozovny (střediska)

Aktualizace prováděná po příjezdu vozidla do vozovny musí udržet vozidlo při „životě“ do doby (např. 1 hodinu – dle konfigurace), než budou nahráta veškerá požadovaná data do vozidla. Komunikační systém tak musí být vybudován po celé vozovně, protože poloha odstaveného vozidla může být nezávislá na komunikačním systému.
Nevýhodou systému aktualizace po příjezdu do vozovny je, že po nahrátí dat do vozidla do doby jeho odjezdu uplyne „jistý čas“, který způsobí, že vozidlo může mít na odjezdu neaktuální data (vozidlo přijede v pátek a aktualizuje se, výjezd má až v neděli, kdy jsou již k dispozici jiná data).
Výše uvedená nevýhoda se dá odstranit ručním nastartováním vozidla, které je poté automaticky aktualizováno a automaticky vypnuto. Systému musí obsahovat inteligentní jednotky napájení IJN
Obdobný systém, ale bez WiFi provozujeme dle popisu v kapitole III. této stránky.

Aktualizace dat ve vozidlech na vyžádání

Pod pojmem aktualizace dat na vyžádání chápeme takový způsob aktualizace, dat, kdy vozidlo je vzbuzeno komunikačním systémem vozovny, který chce do vozidla data nahrát anebo jej z něj získat. Výhodou systému je, že lze provádět aktualizace kdykoliv dle potřeby, a to bez lidského zásahu.
Tento způsob aktualizace dat ve vozidlech provozujeme v několika dopravních podnicích. Z důvodu úspory energie věnované na buzení vozidel je komunikační systém doplněn o nízkopříkonovou komunikaci, která budení vozidel zajišťuje.
Podrobnější způsob popisu HW pro aktualizaci dat na vyžádání je uveden zde a je založen na námi vyvinutých jednotkách ECU 01.
Komunikační prvky pro realizaci komunikační sítě ve vozovně a ve vozidle je uveden zde.

Aktualizace dat ve vozidlech na vyžádání (hybridní)

Pod pojmem aktualizace dat na vyžádání (hybridní) chápeme takový způsob aktualizace, dat, kdy ve vozidle je vzbuzen komunikačním systémem vozovny pouze palubní počítač, do kterého jsou nahrány data pro ostatní komponenty ve vozidle. Tyto data jsou z palubního počítače do ostatních jednotek distribuována po zapnutí vozidla. Výhodou systému je, že lze provádět aktualizace dat bez nutnosti úprav napájecích rozvodů vozidla, ale aktualizace musí proběhnout rychle, tj. všechny komponenty musí být připojeny pomocí rychlé sběrnice – ethernetu. Nevýhodou je pozdní odezva na správnost dat či schopnost jejich přehrátí.

Systémy vozoven roku 2000 (bez WiFi) pomocí vysokorychlostních modemů

Toto jsou systémy, které umožňují nahrávat vozidla pomocí vysokorychlostních radiových modemů o rychlostech 90 – 230 kbit/s a to buď jednotlivě nebo pomocí hromadného nahrávání dat (náš systém v DPO a.s.). Tento systém již dnes překonaný a je zde uveden pouze z historických důvodů, protože je ještě stále funkční. Byl vyvinut po roce 2000, kdy ještě WiFi sítě byly značně drahé a obtížně dostupné pro masové nasazení ve všech vozidlech dopravních podniků. Firma Herman se účastnila budování tohoto typu systému v rámci RIS (řídicí a informační systém) v DPMB a.s. a samostatně jej vybudovala v DPO a.s.
Jádrem systému ve vozidle DP je námi vyráběná jednotka digitálního hlásiče EPIS 2.45 UIR s podporou radiových komunikací (dnes již výrobně nedostupná) doplněná o komunikační modul KM 2.45 (taktéž již výrobně nedostupný) zajišťující rychlé datové komunikace. Součástí jednotky EPIS je „Flash disk“ o velikosti 4 Mbajty pro dočasné uložení dat před jejich distribucí po vozidle. Další podmínkou pro úspěšnou činnost systému byl i firemní protokol pro hromadné nahrávání dat do vozidel, který současně umožňuje nahrávat např. i 50 vozidel (čímž se výrazně zvýšil přepočítaný datový tok na vozidlo – např. až na 5 Mbit/s). Každý přenesený soubor a informace je kontrolována pomocí CRC s potvrzením správnosti přenosu. Teprve po tomto potvrzení je možno šířit data nahraná do FLASH disku jednotky EPIS 2.45 do příslušného zařízení – digitální hlásič, palubní počítač, tabla a další periferie.
Nahrávací systém vozovny tak umožňuje dálkově komunikovat ve vozidle po sběrnicích RS 485 nebo IBIS s:

  • jednotkou EPIS 2.45 UIR,
  • vnějšími a vnitřními tably pomocí programovací jednotky IBIS – PJI 01 rychlostí až 19,2 kbit/s a nahrát do nich aktuální soubory,
  • námi vyráběnou vysílací jednotkou pro stavění výhybek BSV-TR 12,
  • palubním počítačem,
  • inteligentní napájecí jednotkou IJN pro udržování napájení požadované větve a šetřit tak akumulátory vozidla.

Další informace o tomto systému nahrávání ve vozovnách bez WiFi sítí jsou v následujcích odkazech:

  1. přehled prvků komunikace na střední vzdálenosti ve vozidle
  2. sledování příjezdů a odjezdů vozidel z a do vozoven pomocí systému BSV
  3. SW pro nahrávání vozidel
  4. prostorové uspořádání komunikačních systému ve vozovnách