Zapojení EPIS 4.0x ve vozidlech

Zapojení systému EPIS 4.0x ve vozidlech MHD

Palubní systém EPIS 4.0x (sestava děleného palubního počítače) lze zapojit do všech typů vozidel MHD, přičemž nejnovější je řešení dle RIS II. Standardní provedení palubních počítačů je pro “sólo” vozy (autobusy, trolejbusy a jednostranné tramvaje s jednou kabinou řidiče – tj. s jedním řídicím systémem). Dle požadavků na dopravní prostředky, zvláště tramvaje, lze použít palubní počítač i následující rozšíření se dvěma řídícími kabinami, spřaženými vozy a s vlečnými vozy.

Obecné zapojení „odbavovacího, řídicího a informačního systému vozidla ve veřejné dopravě“ je uvedeno v následujícím v přehledovém schématu, a to nově včetně možnosti integrace kamerových systémů vozidel do palubní informatiky. Tato integraci v praxi napomohla k vytvoření další vozidlové palubní sítě Ethernet – tentokrát pro kamerový systém a to z důvodu, aby se datové toky od kamer oddělily od běžného provozu na standardní vozidlové sběrnici. Toto uspořádání pak vypadá následovně:

Obr. č.1: Nové obecné uspořádání palubního systému ve vozidlech veřejné dopravy doplněného o kamerový systém.

Obr. č. 1:  Nové principiální uspořádání palubního systému vozidla EPIS 4.0x veřejné dopravy doplněné o kamerový systém a univerzální komunikační komunikační jednotku UCU.

Na obrázku je ještě uvedeno zpřesnění sběrnic způsobu propojení LTE modemu a veřejné Wi-Fi ve vozidlech. Toto oddělení se běžně používá a to z důvodu bezpečnosti systému a omezení napadení vnitřní sítě vozidla hackery. Dalším důvodem je, že rychlá sběrnice 1 Gbit/s umožňující propojení mezi palubním počítačem EPIS 4.0c a universální komunikační jednotkou UCU 2L2WVG umožní skutečně rychlé datové přenosy mezi serverem v dopravním podniku a SSD diskem v palubním počítači. Tento princip např. umožňuje i dálkové stahování kamerových záznamů z vozidel, aktualizovat fotky pro odbavovací systém, a mnoho dalšího (videospoty pro LCD ve vozidlech).

Celkem jsou možné následné zapojení palubního systému ve vozidlech a vybavení kabin:

  1. Samostatné vozidla s jednou řídicí jednotkou EPIS
  2. Obousměrné tramvaje s adaptéry kabin A a B
  3. Spřažené tramvaje s plnou výbavou v obou vozech
  4. Spřažené tramvaje bez plné výbavy – vlečené vozy s omezenými funkcemi

Řešení samostatných vozidel MHD

Příklad zapojení palubního počítače EPIS 4.0x (“sólo vůz”) ve vozidlech MHD v případě, že obsahuje základní prvky informačního systému a s napojenými ostatními systémy. Palubní počítač umožňuje ovládat:

  • informační systém vozidla (vnější a vnitřní tabla) pomocí sběrnice IBIS, RS 485 nebo ethernet,
  • interní akustický systém vozidla (vnitřní reproduktory),
  • LCD pro cestující ve vozidle (nový způsob jejího řízení),
  • vnější akustický systém s možností rozdělení hlášení pro nevidomé (hraje pouze přední reproduktor) a pro cestující vně vozidla (hrají všechny vnější reproduktory na straně, kde se otevírají dveře),
  • komunikační systém na dispečink a na řadiče křižovatek realizovaný hlavní radiovou stanicí ve vozidle,
  • komunikační systém na zastávkové panely pro přímou komunikaci s nimi (ISM pásmo),
  • odbavovací systém vozidla poskytováním důležitých informací pro odbavení (zóna či tarify)
  • řízení výhybek pro ruční či automatické stavění výhybek či jiný pomocný lokalizační systém (např. BSV),
  • kamerový systém,
  • technologická zařízení ve vozidle (tachograf, měření izolačního odporu, chodu motoru, řízení topení ve vozidlech závislé trakce, apod.).
Příklad zapojení vozidla MHD s palubním počítačem EPIS 4.0x.
Obr. č.2: Příklad zapojení vozidla MHD s palubním počítačem EPIS 4.0x (zapojení roku 2015).

Řešení “sólo” vozidla nebo kloubového vozidla

Tento typ vozidla má pouze jednu řídicí jednotku vozidla EPIS 4.0x a rozvody jsou provedeny vcelku jednoduše – není třeba řešit spojku mezi vozidly. Základem je sběrnice IBIS a sběrnice Ethernet (pro LCD a validátory).

Obr. č.3: Zapojení kloubového trolejbusu.

Obr. č.3: Zapojení sólo autobusu se čtyřmi dveřmi.

V tomto případě obsahuje vozidlo páteřní síť sběrnice ethernet s jednoduchými switchi ECU 05L.2P (žlutý). V případě použití jednotek pro sledování počtu cestujících UCP-02, je použit switch pro řízené napájení PoE – ECU 08P.6P (šedý). Dalším použitým switchem je ECU 08P3.1F5P, který obsahuje napájení PoE pro čelní kameru (48V). Současně zajišťuje i napájení elektronických kurzovek VLP 0835.

Řešení obousměrné tramvaje s adaptéry kabin A a B

U obousměrných tramvají je provedeno zapojení informačních systémů s jedním řídícím a komunikačním centrem (udržují se pouze jedna data na vozidle a je obsažena pouze jedna radiostanice a jedna WiFi sestava), tj. s řídicí jednotkou palubních počítačů EPIS 4.0 a radiostanicí (TAIT, Motorola, …), WiFi jednotkou a to z důvodu jednotného ovládání při střídavé jízdě mezi konečnými (pro směr A je použita kabina A, směr B je použita kabina B). Ovládací a informační prvky systému spojené s kabinou – ovládací LCD terminály řidiče EPT 4.07, EPT 4.08 nebo nově EPT 4.08B či EPT 4.08c, mikrofony, reproduktory příposlechu, přijímače polohy GPS, vybraná tlačítka (klíčování radiostanice, stavění výhybek, apod.) a přijímače nevidomých jsou umístěny v obou kabinách řidiče.

Výše uvedeného principu umožňuje použití adaptérů kabin A a B zajistit shodné použití dotykových LCD terminálů řidiče v obou kabinách. Video signály pro LCD displej řidiče kabiny B jsou přes obousměrnou tramvaj přenášeny pomocí signálů LVDS kabelem FTP CAT7. Toto řešení je vhodné především z ekonomického důvodu, kdy není potřeba dvou palubních počítačů, dvou radiostanic a dvou kombinovaných anténních jednotek – EPW-58  či komunikačních jednotek UCU 5.0 v jednom vozidle a dvou servisů pro udržování dat.

Princip systému oboustranné tramvaje je uveden na následujícím obrázku a s jednotkami UCU 5.0x anebo s jednotkami EPW 58:

Obr. č. 3:

Obr. č. 4: Princip zapojení systému v oboustranné tramvaji  KT-8 za použití  adapterů kabin, přičemž obě kabiny se chovají z pohledu řidiče naprosto stejně a využívají jednotek UCU 5.0.

Pro správnou funkci je nad každou kabinou samostatná jednotka UCU 5.0 a to nad kabinou řidiče A je c entrální jednotka UCU 5.0 2L2WVG, zajišťující kompletně všechny LTE přenosy a WiFi přenosy vozidla včetně veřejné WiFi a nad kabinou B je pak zjednodušená komunikační jednotka UCU 5.0 VG, který zajišťuje při jízdě dopředu kabinou B GPS pozici vozidla  a preferenci vozidla na křižovatkách pomocí komunikace V2X (C2X).

Obr. č.8: KOmpletní schéma zapojení oboustranné tramvaje KT-8.

Obr. č.5: Kompletní schéma zapojení oboustranné tramvaje KT-8 včetně akustických linek a přenosu jednobitových signálů z kabiny B do kabiny A – verze s použitím EPIS 4.0C.

Protože je nutno řídit v kabině B stavění výhybek, příjem povelů od nevidomých a současně přenášet tlačítka z kabiny B do kabiny A – toto je zajištěno pomocí EPNEV 3.18E.

Schéma zapojení systému EPIS 4.0 v oboustranné tramvaji za použití adapterů kabin.

Obr. č.6: Schéma zapojení systému EPIS 4.0x v oboustranné tramvaji za použití adapterů kabin a jednotek EPW 58.

Aby systém správně pracoval a nevznikl nový “speciální” palubní počítač se speciálním SW pro oboustranné tramvaje, navrhli jsme a zrealizovali řešení pomocí speciálních adaptérů kabin A a B. Adaptéry včetně LCD terminálů EPT 4.0x lze dálkově přeprogramovat, přičemž tyto prvky není třeba nikde zadávat a konfigurovat. Tuto činnost provede systém automaticky. Adaptéry kabin A a B pro oboustranné tramvaje řeší následující problémy:

  • Rozdělení video signálu pro dva LCD terminály řidiče EPT 4.0x.
  • Zesílení a přenos video signálu z kabiny A do kabiny B a to až do vzdálenosti cca 70 m (standardní vzdálenost mezi kabinami je 40 m až 50 m).
  • Obousměrný přenos akustických signálů mezi kabinami A a B (reproduktory příposlechu řidiče a mikrofony řidiče) včetně řešení priorit hlášení či hovorů.
  • Cílený rozvod vnějších hlášení až pro 6 vnějších tlakových reproduktorů (viz. zapojení obr. č. 3). Adaptér kabiny A obsahuje reléovou matici spínaní akustických výstupů s automatickým řešením výběru strany a reproduktoru nad konkrétními dveřmi.
  • Správné použití řídicích tlačítek – systém tak samostatně zpracovává vstupní signály tlačítek (klíčování, alarm, stavění výhybek, apod.) a uděluje jim prioritu dle aktivní kabiny.
  • Přenos signálu GPS – při aktivitě kabiny B poskytuje adapter kabiny B data GPS o poloze tramvaje do systému. Dispečer tak může na podrobné mapě na dispečinku (viz. např. náš dispečerský informační a řídicí systém SPRINTER) přesně rozlišit polohu aktivní kabiny (např. při vykolejení, apod.).
  • Obdobně může (ale nemusí) fungovat přímá komunikace s inteligentními zastávkami.
  • Adaptéry mohou taktéž řešit aktivitu příslušného povelového přijímače EPNEV 3.14 či dnes nevyráběné EPNEV 3.04 (kabina A či kabina B).
  • Adaptéry mohou taktéž řešit aktivitu příslušného výhybek vysílače automatického stavění BSV. Propojovací vodiče adaptérů slouží i pro přenos řídicích signálů systému BSV (není třeba budovat novou komunikační linku).
Schéma zapojení oboustranného vozu - rozložení prvků.

Obr. č.7: Schéma zapojení oboustranného vozu – rozložení prvků pro systém EPIS 4.08B.

Pro snadnější montáž systému či rozpojení částí vozidel v kloubech a případnou jednoduchou výměnu datových kabelů mezi adaptéry kabin dodáváme jednoduché i zdvojené UTP propojky určené k montáži v prostoru kloubu vozidla.

Adaptér kabiny A.

Obr. č.8: Adaptér kabiny A.

Adaptér kabiny B.

Obr. č.9 Adaptér kabiny B.

Adaptéry kabin A a B nelze použít mimo palubní počítače EPIS 4.0x. Lze je přizpůsobit i jiným řešením (přenos některých tlačítek z kabiny do kabiny, přenos signálu z mikrofonu).

Objednací kód Název produktu CENA
72125.AK_A_10 AK_A_10 – Adaptér kabiny A systému EPIS 4.0x na dotaz
72125.AK_B_10 AK_B_10 – Adaptér kabiny B systému EPIS 4.0x na dotaz

Spřažené tramvaje s plnou výbavou informačních systémů

V zapojení spřažených tramvají existují dvě různá zapojení, tj. když obě tramvaje mají plnou výbavu vozidla – typ tramvají A-C nebo C-C včetně informačních systémů, tj. včetně palubních počítačů, nebo když druhý a další vůz je vlečený (viz. dále). Typ tramvaje A má propojení pouze dozadu, typ C má propojení vpředu i zadu.

Propojení tramvají pomocí ethernetu

Při propojení pomocí sběrnice ethernet nesmí dojít ve vozidle k přímému propojení počítačových sběrnic ethernetu. Proto je do systému zapojena komunikační jednotka UCU, která se chová jako vozidlový “router” (směrovač) a “přeposílá” pakety z jednoho vozu do druhého dle IP adres a portů. Tím je zaručena synchronizace požadovaných dat a vozidla mohou mít jednotnou adresaci.

Obr

Obr. č.10: Princip zapojení  tramvají typu A-C (nebo C-C) pomocí sběrnice ethernet.

Propojení tramvají vlakovou sběrnicí

Při plné výbavě obou tramvají musí být zapojen vstup “AKTIVITA” palubního počítače, který poté rozhoduje, která tramvaj je nadřazená (pokud tento signál neexistuje, je nutno systém MASTER-SLAVE nastavit ručně).

U spřažených tramvají jsou palubní počítače mezi jednotlivými tramvajemi propojeny tzv. “vlakovou sběrnicí“, po které jsou příslušné příkazy přenášeny (založeno na vlastnostech izolované sběrnice RS 485). Pro vnitřní rozvod jsou poté překládány adresy zařízení tak, aby byly vždy shodně adresovány v obou vozidlech (platí i pro sběrnici IBIS). Kdyby nebylo tohoto překladu, pak by shodná selektivní adresa (tabla, označovačů, povelových přijímačů) způsobila v různých vozech poškození odpovědí na lince odpovědí při provozu a i při nahrávání a přeprogramování jednotek ve vozidlech. Nebylo by tak možno zjistit jejich funkčnost a správnost. V tomto případě vstup “AKTIVITA” určuje řídicí počítač, neaktivní pak slouží spíše jako překladač adres, případně řeší jiné aktivity (např. hlídání neoprávněného otevření dveří (vniknutí) v kabině tramvaje B).

Zapojení soupravy spřažených tramvají - obě tramvaje mají plnou výbavu.

Obr. č.11: Zapojení soupravy spřažených tramvají – obě tramvaje mají plnou výbavu s propojením pomocí vlakové sběrnice RS 485.

Protože ne vždy je možné přes spojku mezi vozy přenášet i hlasová hlášení samostatně (navíc by bylo nutno zapojit 4 piny) a náklady na budování zapojení dle obrázku č. 6 jsou značně vysoké (je nutno protáhnout přes vozidlo a spojku 4 vodiče pro přenos akustického signálu), přistoupili jsme k realizaci digitálního přenosu zvuku po vozidlové řídicí sběrnici. Tyto přenosy budou realizovány poprvé u EPIS 4.0B, ale je možné je zpětně integrova i do předchozích palubních počítačů EPIS 4.0x.

Nové řešení komunikace mezi spřaženými tramvajemi pro EPIS 4.0B.

Obr. č. 12: Nové řešení komunikace mezi spřaženými tramvajemi pro EPIS 4.0B.

Spřažené tramvaje bez plné výbavy – vlečené vozy

V případě zapojení soupravy spřažených tramvají – vlečených vozů – typ A – B, kde tramvaje B jsou bez plné výbavy (nemají palubní počítač), se používají dva způsoby řešení:

  • všechny sběrnice jsou protaženy přes spojku mezi vozy (obvykle pouze IBIS a akustické sběrnice). V zadním voze tak není třeba dělat úpravy a zadní vůz nejde automaticky identifikovat.
  • další způsob je protažení sběrnice ethernet a akustické sběrnice (do vozu, vně vozu) z předního do zadního vozu. V tomto případě je nutné doplnit zadní vůz speciálně navrženým eth. switchem  ECU 08P1.04P s převodníkem Ethernet / IBIS, který bude umět přeložit data z jednoho protokolu (ethernet) do protokolu IBIS a zpět včetně nahrávacích režimů jiných firem. Eth. switch obsahuje řídicí procesor pro identifikaci tramvaje (evidenční číslo) v palubním počítači EPIS 4.0C.
Obr. č.

Obr. č.13: Řešení soupravy spřažených tramvají bez plné výbavy – vlečené vozy.

Řešení tramvají T13

U tramvají T13 je nahrazena linka IBIS  ethernetovou linkou. V každém článku pak existuje switch ECU 08P1.04P, který převádí linku ethernet na IBIS a zpět a tím jsou poté řízeny příslušné komponenty na sběrnici IBIS (tabla, označovače, …).  Tento princip současně značně usnadňuje instalaci jednotek UCP 02 pro sledování obsazenosti vozidla.

Obr. č. 8:

Obr. č. 14: Principiální schéma zapojení tramvaje 13T včetně uspořádání komponentů IBIS a eth. v jednotlivých článcích.

Podívejte se také na ostatní související stránky:

  • EPC 4.0 – řídicí jednotky systému EPIS 4.0
  • EPC 4.0A - řídicí jednotka systému EPIS 4.0A
  • EPC 4.0B – řídicí jednotka systému EPIS 4.0B
  • EPC 4.0x – obecný popis řídicích jednotek EPC systému EPIS 4.0x