Komunikační jednotky WiFi, LTE a V2X

Vozidlové komunikační jednotky WiFi, LTE a V2X

Univerzální vozidlové komunikační jednotky UCU (Universal Communication Unit)zajišťují propojování prvků ve vozidle nadřazenými systémi či servery přes sítě GSM/UMTS/LTE . Jejich součástí jsou obvykle i Wifi jednotky (wifi router) pro cestující zprostředkovávající cestujícím ve vozidlech veřejné dopravy osob (MHD i VLD) přístup na veřejný internet. Proto vždy obsahují výkonnou wifi jednotku a současně i LTE modem (součást GSM komunikací). Tím je zaručena velká průchodnost dat a dobrá dostupnost internetu či jiných aplikací ve vozidle. Všechny jednotky UCU mohou být začleněny do systému dálkového dohledu. Jednotka může mít připojení i na další sběrnice ve vozidle (Ethernet, RS 485, IBIS, CAN, apod.). Vybrané jednotky umožňují komunikovat přes radiové rozhraní V2X.

Základní vlastnosti routerů

Univerzální vozidlové komunikační jednotky (UCU) zajišťují komunikaci z vozidla přes sítě GSM/UMTS/LTE do veřejného internetu, do soukromých APN či na různé typy dohledových serverů včetně vytváření statistik provozu. Základem provozu je chování jako LTE/UMTS router. Jejich součástí jsou obvykle i Wifi jednotky pro cestující (Wi-Fi router) zprostředkovávající cestujícím ve vozidlech veřejné dopravy osob (MHD i VLD) přístup na veřejný internet. Proto vždy obsahují výkonnou wifi jednotku a současně i LTE/UMTS přepinatelný modem (součást GSM komunikací). Tím je zaručena velká průchodnost dat a dobrá dostupnost internetu či jiných aplikací ve vozidle.

Dodáváme řešení GSM /Wi-Fi/V2X routerů:

Všechny komunikační vozidlové jednotky UCU mohou být začleněny do systému dálkového dohledu a mohou sledovat či řídit dobu připojení, množství přenesených dat, dynamicky měnit úvodní stránku, chovat se jako GNSS (GPS) server pro vozidlové komponenty, apod..

V současné době dodáváme následující řešení univerzálních komunikačních jednotek s podporou wifi pro cestující:

  • komunikační jednotka UCU 5.0 (až 2x GSM modem s automatickým výběrem typu sítě LTE či UMTS sítě, znalost polohy GNSS (GPS, Glonas, Galileo), až 2x WiFi s možností více jak 50 současných připojení a V2X) a sloužící mimo jiné i jako router (směrovač) ve vozidle oddělující počítačové sítě ve vozidle – přední/zadní tramvaj či sítě informační/kamerový systémy. Jednotka splňuje mimo jiné i požadavky MSK na výbavu vozidel veřejné linkové dopravy a odesílá statistiky do “WiFi centra”. Vyrábí se v 14 provedeních.
  • integrované do LCD s podporou komunikací (VCS xxx či tabla), kdy wifi do vozidel je součástí vnitřního LCD. Výhodou řešení je i snadná aktualizace dat (reklamních či dopravních) v LCD pomocí systému dálkového dohledu.
  • vícefunkční univerzální komunikační jednotkou UCU 5.0x (2x LTE/WiFi/V2X router), která obsahuje velmi výkonnou wifi (více jak 50x současné připojení). Jednotka nahrazuje výběhový typ UCU 4.0 (výroba bude ukončena 2020).

Obr. č. 2: Princip nejnovějšího řešení jednotek UCU 5.0x, která obsahuje router (směrovač) pro dvě nezávislé počítačové sítě, 2x LTE modem s inteligentním vyhledáváním GSM sítě, výkonnou WiFi se současným připojením více jak 50 cestujících a technologické připojení na sběrnici CAN vozidla, RS 485 či má další senzory a GNSS modul (GPS, Glonas, Galileo).

Typy vozidlových jednotek

Univerzální komunikační vozidlové jednotky (UCU) – vozidlové routery – vznikly z potřeby zajistit vozidlu nezávislou komunikaci přes GSM sítě s veřejným internetem nebo uvnitř APN na nadřazené servery, přičemž logickým řešením bylo využít tuto jednotku i pro veřejnost a zprovoznit přístup cestujících na veřejný internet provozováním veřejné wifi ve vozidlech MHD či linkové dopravy.

Protože univerzální komunikační jednotka musí obsahovat výkonné řízení a operační systém, byla i logicky doplněna o směrovač dat do/z vozidel, čímž je možno využít jednu SIM kartu pro více potřeb nebo použít více SIM karet. Přitom je třeba dbát na vhodné nastavení priorit provozu jednotlivých zdrojů dat (QoS) a potřebné zabezpečení přístupu (SSH spojení).

Všechny komunikační jednotky UCU mají schválení Drážním úřadem.

Existují následující možnosti řešení – samostatné a vestavné:


  • samostatné řešení UCU 5.0 - preferovaný typ komunikační jednotky – LTE/Wi-FI/V2X routeru, který je dále rozšířena o komunikace s jednotkami ve vozidle včetně veřejné wifi pro cestující (vícenásobné SSID), může obsahovat GNSS server, snímání pohybu pomocí senzorů a komunikovat pomocí V2X.

.

  • vestavná jednotka UCU do vnitřních LCD s podporou komunikací (např. typ VCS 215LW), kde je komunikační jednotka integrována do těla LCD displeje a využívá jeho řídicí jednotky,
  • vestavná jednotka UCU 2.0 - samostatný typ komunikační jednotky určený vestavbu do  jiných zařízení, zejména pak tabel VLP, kde umožňuje jejich přímé ovládání z dispečinku (vhodné řešení tam, kde není palubní počítač ve vozidle). Podrobnější popis na vyžádání.

  • samostatné řešení UCU 4.0 (popis viz. dále), kde je základním výstupem wifi pro cestující až s 40 Mbit/s datovým tokem a nezávislým výstupem sběrnice ethernet 100 Mbit/s do vozidla. Je založena na technologii PC. Výroba byla ukončena počátkem 2020.

Princip zapojení

Obr. č. 3: Zapojení jednotky WiFi UCU 4.0x při použití v GSM sítích používajících připojení pomocí APN bodu.

Obr. č. 3:  Ukázka zapojení jednotky WiFi UCU 5.0 LWG (routeru LTE/Wi-Fi/GNSS (GPS, Glonas, Galileo a 2x Ethernetu) ve vozidle veřejné dopravy.

Zapojení WiFi routeru (jednotky UCU x.x) ve vozidle – ukázka:
Ve vozidle je možno WiFi jednotku pro cestující připojit buď na:

  • rozvod +24V (+12V) a aktivovat vždy po startu vozidla (nezávislé řešení – viz. obr. č. 3)
  • speciální výstup řízený z palubního počítače, např. EPIS 4.0x . Aktivace je poté řízena zapnutím příslušného výstupu palubního počítače a to dle typu jízdy s cestujícími.
  • jednotku ethernetovského přepínače (switche) ECU 0x.x a je řízena zapínáním přes rozhraní PoE.

Obr. č. 4: Ukázka samostatného zapojení jednotky UCU 4.0L (nově UCU 5.0LW) v tramvaji (povoleno DÚ).

Dálková správa systému

Správa WiFi – statistika o připojených uživatelech

Komunikační jednotky UCU x.x je možno spravovat dálkově pomocí námi dodávaného SW Mediaserver určeného pro správu WiFi a vozidlových LCD či jiných nástrojů (např. dohledový SW BOS určený nejen pro odbavení). V rámci těchto programů je možno dálkově vyměnit aplikaci jednotky či změnit nastavení úvodní reklamy. Současně jednotka je schopna provádět a ukládat na Mediaserveru následující údaje:

  • statistiky přihlášení cestujících,
  • poměr unikátních uživatelů,
  • TOP navštívených domén,
  • poměr operačních systémů,
  • poměr prohlížečů,
  • dobu pobytu uživatele,
  • počet přenesených dat,
  • GPS polohu přihlášení
  • zajistit rooming cestujícího při přestupu.

V případě potřeby lze WiFi jednotku do vozidla dále rozšířit o SW funkci:

  • šíření reklamního sdělení, tj. po připojení cestujícího na Wi-fi ve vozidle se např. uživateli zobrazí reklamní banner s možností volby vstoupit a odejít. Při volbě možnosti vstoupit se uživatel dostane na reklamou požadované stránky, při volbě odejít má možnost volně surfovat na internetu.
  • on-line přístupu pro vzdálené nastavení reklamních sdělení na první stránce.
  • možnost sledování funkčnosti na dálku – on-line dohled nad zařízením s možností vypnutí zařízení do dalšího spuštění napájení jednotky.
  • sledování zpětné vazby činnosti, tj. vyhodnocování statistik o připojení (kolik lidí se připojilo, z jakých zařízení, v jakou dobu atd..).

Správa komponentů ve vozidle

Přes vnější přistup  ze serveru je možno ovládat a nastavovat komponenty ve vozidle. Jednou z možností je vyčítání dění před či ve vozidle přes samostatnou sít ethernet.

Obr.

Obr. č.5: Ukázka vyčítání dění z čelní kamery vozidla přes jednotku UCU 5.0 xx.

Další rozšiřitelné HW funkce
V případě potřeby lze jednotku dále rozšířit o HW funkci:

  • GNSS serveru pro ostatní systémy ve vozidle. Přesnost systému 2,5 m – typ SiRF STAR 4 (na vyžádání).
  • Senzory pro snímání pohybu a otřesů ve vozidle.
  • čtení vozidlových sběrnic CAN a RS485 (např. od teploměru ve vozidle), jednotek sledování počtu cestujících, apod….