Získali jsme certifikaci ISO 27001

Rádi bychom informovali naše zákazníky a partnery, že jsme získali certifikaci ISO 27001, která potvrzuje shodu našeho systému řízení bezpečnosti informací s mezinárodními standardy. Tento certifikát je důkazem našeho přístupu k ochraně citlivých údajů a zajištění bezpečnosti informací.

Děkujeme za důvěru a těšíme se na další spolupráci v souladu s osvědčenými bezpečnostními postupy.

Certifikát: ISO-27001-CZ 

Preference vozů MHD a IZS pomocí v2x technologie

Uplatnění C-ITS řešení v dopravě

Ing. Ivo Herman, CSc., Ing. Ivo Herman, Ph.D.

Ing. Ivo Herman, CSc. / Future Technologies s.r.o. / Herman systems s.r.o.

ABSTRAKT

Příspěvek se zabývá zkušenostmi z nasazení technologie C-ITS s komunikací V2X  pro preferenci vozů jak veřejné dopravy, tak i složek integrovaného záchranného systému. Hlavní část se zabývá způsobem řízení požadavků na preferenci, zejména určení vjezdového a výjezdového ramene křižovatky a také času příjezdu do křižovatky. Je zde zmíněno i použití jednotek OBU na straně vozidel. Jsou zde zmíněny způsoby instalace do vozů a základní chování jednotek obou typů. Pro veřejnou dopravu jsou uvedeny možnosti získání dat z palubního počítače. Vše bude ilustrováno konkrétními příklady nasazení této užitečné technologie.

ÚVOD

Základní parametry preference vozidel MHD a IZS:

Cíl preference:

• pro MHD - rychlejší, plynulejší a úspornější průjezd vozu veřejné dopravy křižovatkou;
• pro IZS – bezpečnější a rychlejší průjezd.

Kratší jízdní doba:

• nižší náklady na provoz;
• pro MHD méně vozidel pro danou dopravní obslužnost linek;
• pro MHD vyšší atraktivita veřejné dopravy -> vyšší příjmy z jízdného.

Úspora paliva/energie, snížení opotřebení vozidel – platí pro MHD i IZS. Navíc pro MHD:

• řízený odjezd ze zastávky na křižovatku – úspora energie a opotřebení;
• obecně méně rozjezdů na křižovatkách – méně emisí;
• Plynulejší průjezd díky „zveřejnění“ signálního plánu křižovatky.

Vyšší komfort cestujících pro MHD:

• koordinovaný odjezd ze zastávky –> delší čas na přestup;
• méně rozjezdů a brzdění – méně otřesů ve vozidle.

Historie preference

Historie preference v ČR: 

A: Proprietární radiové protokoly (počáteční vývoj preference ČR)

• 2001 – 2003 – „RIS I“ – DPMB a.s. – jednoduchý protokol současně komunikující pouze s jednou křižovatkou dle komunikačních bodů pomocí speciálního radiomodemu. 
• 2011 – „Dynamický dispečink PMDP a.s.“ – jednoduchý a jednosměrný protokol z jednotné radiostanice vozidla (hovory na dispečink a preference na křižovatkách) na řadič křižovatky – dosažené zrychlení 2-3 minuty na lince.
• 2012 – „Preference a plošná koordinace MHD ve Zlíně a Odbavovací, řídící a informační systém MHD“ – zrychlení veřejné dopravy až o 8 minut jedním směrem a 4 minuty opačným směrem přes město Zlín pomocí jedné radiostanice a definovaných komunikačních bodů. Projekt již obsahoval preferenci s řízeným staničením. Obdobné projekty pak proběhly v roce 2014 – DP Jihlava a v roce 2015 – DP Ostrava. 

B: Projekty využívající již jednotný evropský standard pro C-ITS systémy (protokoly přímé komunikace mezi vozidly nebo mezi vozidly a infrastrukturou):

• Rok 2016 – interní zahájení vývoje a výzkumu pro preferenci vozidel MHD a IZS - vývoj řešení HW i SW - na základě komunikace dle evropského standardu V2X.
• Rok 2018 – RIS II – DPMB a.s. – První opravdu masové nasazení preference V2X v Evropě (instalovaných 759 jednotek s V2X na vozidlech MHD a 81 RSU na křižovatkách) a testováno na interoperabilitu v rámci projektu CROADS řešeného BKOM. 
• Rok 2021 – testováno a zprovozněno řízení staničení pomocí V2X v DP Ostrava. Současně zde probíhá od té doby preference vozidel MHD paralelním způsobem – tam, kde není RSU na křižovatce, tam probíhá pomocí proprietárního radiového protokolu, tam, kde je pak pomocí komunikace V2X.
• Rok 2022 – Hradec Králové – komplexní řešení pomocí V2X ve městě včetně dohledu a propojení dohledového dopravního systému s backoffice (obdrželo evropské ocenění C-ROADS jako komplexní projekt C-ITS ve společnosti projektů měst jako je Hamburg, Paříž apod.).
• Rok 2024 – v DP Plzeň došlo v rámci projektu „„Jednotky C-ITS s úzkopásmovou hlasovou a datovou komunikační sítí pro Plzeňské městské dopravní podniky“ došlo k rozdělení řízení křižovatek a radiové komunikace na vozidla. Nicméně, ne všechny křižovatky mají jednotku RSU, takže původní komunikační protokol z roku 2011 zůstal v provozu, ale tentokrát přes radiovou síť TETRA.
• Rok 2025 – zprovoznění preference vozidel dle způsobu GLOSA v městě Ludwigsburg s řadiči Swarco a s (viz. níže).

Základní schéma přímé komunikace pro preferenci

Realizace preference vozidel MHD a IZS značí změnu řízení křižovatky na základě pokynu z vozidla v C-ITS systémech pomocí přímé krátkodosahové komunikace protokolem V2X v pásmu 5,9 GHz (dále již není popisováno řešení s proprietárním radiovým protokolem). Typická reakce je pro vozidla:

• MHD – prodloužení zelené, zkrácení červené, vložení nového cyklu zelené – pokud to jde a vždy s ohledem na ostatní vozidla MHD na příjezdu do křižovatky;
• IZS – okamžité nastavení zelené do směru příjezdu – vždy (absolutně).

Dalším konzumentem mohou být vozidla individuální dopravy, které přijímají signální plán či jiné varovné zprávy a tyto mohou zobrazovat řidiči na displeji.

Základní schéma komunikace s řadičem křižovatky.

Preference MHD

Dnešní způsob realizace preference MHD je obecně definován:

• Pomocí sekvence bodů v okolí křižovatky (před i za), tj. pomocí definice vjezdového a výjezdového ramena.
• Jedním směrem – vjezdové a výjezdové rameno je vždy stejné (není možné odbočení do jiného směru – vhodné obvykle pro kolejová vozidla).

Ukázka možnosti preference MHD – obecné řešení a řešení styl „metro“.

Řízené staničení

Speciální způsob preference MHD je řízené staničení. Toto je založeno na pokynu od řadiče křižovatky, který řidiče informuje o budoucí zelené a to s takovým předstihem tak, aby vozidlo odjelo se zastávky před křižovatkou a v křižovatce již mělo zelenou a nebylo nuceno brzdit nebo dokonce zastavovat. Plynulý průjezd křižovatkou ušetří pohonné hmoty a zvýší plynulost dopravy. Prodloužené stání v zastávce je taktéž komfortnější pro cestující.

Možné výsledky řízeného staničení v městě Brně spočítané v DPMB a.s.:

• Řízený odjezd tramvaje z jediné křižovatky je schopen uspořit i 150 000 Kč/rok (r. 2020) - Brno – křižovatka Mendlovo nám x Pekařská (viz. obrázek níže).
• Obecně méně rozjezdů na křižovatkách – např. rozjezd autobusu = 5 Kč (r. 2020)

Celková možná úspora na energiích v městě Brně počítaná pro všechna vozidla MHD v roce 2020 by mohla činit až 10 mil. Kč.

Ukázka možnosti preference MHD na Mendlově náměstí v Brně pomocí řízeného staničení.

Dění v okolí vozidla snímané pomocí protokolu V2X může být řidiči prezentováno buď na standardním palubním počítači nebo pomocí speciálního HMI displeje (Human machine interface). Ten může být přímo napojen na jednotku UCU v podobě tabletu nebo na proprietárně vyráběné jednotky (naše řešení pro Třebíč či Mladou Boleslav).

Ukázka zobrazení řidiči vozidel hromadné či linkové dopravy. Vlevo – výzva pro stání v zastávce při řízeném staničení, vpravo – informace o průjezdu vozidla IZS.

Preference IZS v praxi

Vybavení zásahových vozů IZS zajišťuje preferenci na křižovatkách a současně umožňuje i vysílání varování vozidlům v okolí. 

Dle výsledků v rámci praktického nasazení v Ústí nad Labem může vozidlo IZS v průměru ušetřit 5 a více sekund na jedné křižovatce.

Preference pro vozidla IZS je preference realizována jako okamžité nastavení zelené do směru příjezdu – vždy (absolutně). Pokud křižovatka obsahuje snímač (strategický detektor) počtu stojících vozidel ze směru příjezdu, lze uplatnit inteligentní řízení „absolutní“ zelené tak, aby vozidla ze směru příjezdu vozidla IZS opustily křižovatku (vyklidily) s předstihem a vozidlo IZS pak projelo již bez zbytečného zdržení. Tím se eliminuje „chaos“ vzniklý průjezdem vozidla IZS městem.

Na níže uvedené dvojici obrázků je vidět, jakým způsobem je nutno řešit absolutní preferenci vozidel IZS v případě navazujících křižovat pro případ, kdy vozidlo IZS nezná cílovou trasu na zásah.

Ukázka řízení více křižovatek při „absolutní preferenci“ vozidel IZS.

V případě, že vozidlo IZS bude znát trasu jízdy, může komunikovat pouze s křižovatkami, které jsou v cestě jízdy vozidla – viz. následující obrázek. Zde vozidlo žádá o preferenci pouze ve směru zásahu – body č. 1 a č. 2. Křižovatka č. 3 funguje normálně.

Ukázka ovládání křižovatek v případě, že vozidlo IZS zná směr svého zásahu (toto umí i predikovat SW Anbos).

Principy komunikace V2X a metody Glosa a ETA

Základní přehled zpráv v rámci komunikace protokolem V2X:

• CAM (Cooperative Awareness Message) pro přenos základních stavových informací o vozidle (poloha, rychlost, směr) a 20 bajtů informací o veřejné dopravě (použití v ČR a Holandsku);
• DENM (Decentralized Environmental Notification Message) pro přenos informací o vzniklých událostech (výjezd ze zastávky, křížení s běžnou dopravou, dopravní nehoda, kolona, práce na silnici apod.);
• IVI (In-Vehicle Information) pro přenos informací ohledně dopravního značení a symbolů přímo do vozidel;
• SPaT (Signal Phase and Time) pro přenos informací ohledně signálních plánů světelného signalizačního zařízení (červená/zelená a doba jejich trvání) – vozidlo si tak může dopočítat dobu příjezdu ke křižovatce a optimalizovat rychlost. Co se stane, pokud se objeví vozidlo s preferencí? Změní se signální plán – proto je nutno zasílat informace ohledně řízeného staničení, kdy již řadič rozhodl o udělení zelené v daném čase. Změnit to může pouze vozidlo s absolutní předností;
• MAP (Map Data) pro přenos informací o topologii a geometrii lokalit (zejména křižovatkové úseky);
• SRM (Signal Request Message) pro požadavek na preferenci z vozu;
• SSM (Signal Status Message) pro odpověď od řadiče/RSU.

Ukázka příjmu zprávy SPAT a její zobrazení na HMI terminálu řidiče (zobrazí signální plán).

V rámci nového způsobu řízení preference MHD a IZS se používají metody:

• ETA (Estimated Time of Arrival) – předpokládaný čas dojezdu do křižovatky – je vypočítána na základě rychlosti , intenzity provozu a vzdálenosti od křižovatky.
• GLOSA (Green Light Optimized Speed Advisory) - jedná se o systém doporučení rychlosti pro plynulý průjezd křižovatkou. Díky komunikaci V2X (C2X) jsou do vozidla předávány v předstihu informace z řadiče (vysílané RSU) o aktuálním stavu světelné signalizace a zároveň informace o času do změny jednotlivých fází. Vozidlo tak díky znalosti své rychlosti, polohy a akceleraci dokáže vypočítat optimální rychlost pro plynulý průjezd vozidla křižovatkou či celou oblastí - systém ETA. Alternativně může být doporučená rychlost pro průjezd křižovatkou vypočítána pro jednotlivá příjezdová ramena na straně RSU a následně distribuována do vybavených vozidel.

Ukázka použití zpráv SREM (žádost o preferenci) a odpovědi od řadiče křižovatky SSEM.

Existují dva způsoby řízení preference:

• Pomocí bodů průjezdu vozidla (nutno udržovat na straně vozidla) – systém nyní platný v ČR a v zahraničí a vycházející z protokolu R09.
• Pomocí zpráv SREM / SSEM – založený na zprávách MAPEM, přičemž zpráva SREM obsahuje informaci o cílové křižovatce, vjezdovém a výjezdovém rameně, očekávané doby příjezdu (ETA) a informacích o vozidle.

Správné řešení preference dle norem – jednotka OBU (V2X komunikace) získává z palubního počítače kompletní polohové údaje o trase a zpoždění a tyto předává do řadiče a na druhé straně dopravní inženýři nachystají řešení konfigurace.

Při použití SREM a SSEM není třeba na straně VD nic konat – pouze palubní počítač musí být schopen předat do jednotky OBU základní údaje o trase, tj. geografickou polohu jízdy danou dostatečné hustými body GPS tak, aby jednotka OBU byla schopna vypočítat průjezdy křižovatkami. Preference se řeší pomocí zpráv MAP a zadáním se provádí vzdáleně v RSU nebo v řadiči. Tím se docílí jednotného řešení pro veřejné dopravy (MHD a VLD). 

Jednotky V2X do vozidel a RSU

Po komunikace protokolem V2X se používají následující typy jednotek:

1. Vestavná vozidlová jednotka OBU – potřeba externích antén (2x V2X, GNSS, LTE)
2. Jednotka na střechu vozidla OBU – všechny antény integrovány dovnitř jednotky
3. Jednotky k řadičům RSU a pro jiné aplikace (např. jednokolejné úseky, výhybky, zastávky či zastávkové panely, vjezdové systémy, …)

Ukázka provedení jednotek OBU pro vozidla (vlevo a uprostřed) a pro křižovatky (vpravo).

Ukázka zapojení jednotky OBU ve vozidle – jednotka může čerpat data ze sběrnic IBIS či RS 485 (zastaralé) nebo z ethernetu (nynější propojení) a při úplném řešení dle standardu i z vozidlové sběrnice CAN.

Anbos – dohledové a řídicí centrum

Jedná se o serverové řešení pro řízení prostředí C-ITS, tj. jeho monitoring, konfigurace jednotek jak na vozidlech, tak i na křižovatkách a tvorba varovných zpráv. Může být napojen na nadřazený systém, pracovat samostatně či komunikovat s jinými C-ITS backoffice, a to zejména dle standardu protokolem AMPQ.

Základní vlastnosti: 

• Webové (cloudové) řešení pro snadnou obsluhu odkudkoli,
• Zobrazuje stavy jednotek, tyto loguje a následně umožňuje zobrazit jejich historie
• Nastavení parametrů jednotky (konfigurace, PKI, vlastnosti preference, MAPEM, …)
• Update jednotky (aktualizace SW, konfigurace, mapy)
• Schopnost sbírat a distribuovat informace o průjezdech jednotlivých OBU  
• Možnost chování jako C-ITS Back Office, filtrace C-ITS zpráv, apod.
• Komunikace s dalšími C-ITS servery 

Zobrazení RSU jednotek ve městě – kliknutím na ikonu RSU se zobrazí stav jednotky.

Ukázka zobrazení jízdy vozidla z historie.

ZÁVĚR

Komunikace pomocí V2X zajišťuje nejen preferenci vozidel veřejné dopravy (MHD a VLD) a vozidel IZS (HZS a ZZS), i když za tímto účelem se nejčastěji používá, ale umožňuje i další možnosti. 

Zde je uvedena ukázka řešení významu C-ITS systémů v praxi z Hradce Králové. Uprostřed křižovatky dojde k poruše vozidla. Tuto detekuje kamera a nahlásí ji dispečerovi v dopravním centru. Tato zpráva přejde do C-ITS Backoffice (v tomto případě AnBos). Ten vytvoří varovnou zprávu a zašle ji na příslušné RSU a toto začne vysílat zprávy pro projíždějící vozidla.

Ukázka zpracování dopravní situace v Hradci Králové jako komplexního způsobu řešení.

Námi poskytované řešení je v několika rovinách

LITERATURA/ZDROJE

Prezentace a firemní materiály firmy Ing. Ivo Herman, CSc. a Future Technologies s.r.o. na stránkách www.herman.cz nebo www.v2x-priority.com.

Dovolujeme si Vás pozvat k našemu stánku na UITP 2025 (Union Internationale des Transports Publics) na výstavišti Hamburg Messe,  ve dnech 15. – 18. 6. 2025, kde bude prezentováno naše řešení V2X pro město Hamburg s nasazením SREM/SSEM a systémem GLOSA.

75 označníků s e-papírem

V rámci realizace zakázky “ČSAD Autobusy České Budějovice a.s.-telematika ve veřejné dopravě” jsme dodali 75 zastávkových označníků nového typu PTS_E13S (public transport stop), který obsahuje kompletní mechanické řešení označníku včetně designového koše na odpadky a to s dostatečnou výlepovou plochou pro papírové jízdní řády, solárním panelem umístěným nad označník a nový typ řídicí elektroniky, jejíž nové řešení opětovně snižuje spotřebu a tím i “prodlužuje” životnost bez přítomnosti slunce. Označník obsahuje i nové řešení e-papírového displeje, který umožňuje rozšířený teplotní rozsah jeho funkčnosti. Označníky se podařilo dodat a vyrobit i přes složitou krizi polovodičů a zejména řídicích procesorů. Označníky jsou řízený novým dispečerským SW Transportella a jeho modulem pro řízení zastávkových panelů. Projekt technologicky navazoval na dodávku 25 kusů e-papírových označníků dodaných do Říčan u Prahy. Informace budou postupně doplněny do struktury www stránek.

Řešení mechanické konstrukce

Zastávkový označník PTS (nový typ a označení) je zkratka Public Transport Stop. K jeho samostatnému značení jsme přistoupili z důvodu, že původní značení již nedostačuje a mechanická část označníku může nést různé další informační části - LED panely, LCD panely, E-papírové řešení nebo může být dodána jen samostatně. Obvykle nese základní informace o názvu zastávky a linkách veřejné dopravy, které zastávku užívají. Je to výrazný identifikační prvek, který musí být dobře viditelný z okolí zastávky a tvoří vizuální kontrast s ostatními prvky mobiliáře a uličního prostoru. Základní vlastnosti zastávkového označníku jsou:

• rám zastávky – ocelová konstrukce žárově zinkovaná s práškovou vypalovanou barvou (v našem případe RAL 7021). Rám označníku je opatřen šroubem pro spojení se zemněním fundamentu. Výška označníku je 337 cm x šířka 42 cm a hloubka 8 cm. Barva je vhodná proti sprejerům.
• elektronika zastávky – obsahuje nový typ NIP (Nízkoenergetický Informační Panel), který nově tvoří součást mechanické konstrukce a obsahuje všechnu potřebnou elektroniku včetně sestavy antén.
• solární KIT – sestava solárního panelu pro přeměnu světelné energie na elektrickou energii a úložiště této energie pro zajištění stálého napájení pro označník s veškerým nutným vybavením (vhodné jsou rozměry jsou 650 x 500 mm) pro napájení systému o výkonu až 45W. Panel je možno natočit kolem vertikální osy tak, aby se optimalizoval příjem energie (viz. článek na využití solární energie v dopravě).
• baterie solárního kitu zaručí nepřetržitý provoz NIP - dle jejich velikosti od 14 dnů do mnoha měsíců a to dle požadovaného provozu. Do velikosti 10 Ah je integrována do NIP,  tj. i v tomto případě.
• prostor pro čísla linek a ostatní základní informace o zastávce jsou umístěny v horní části označníku na vývěsce pomocí exteriérové samolepící folii.
• dopravní značka - obsahuje označení zastávky jednostranně ve směru jízdy (dopravní značka IJ 4a).
• prostor pro papírové jízdní řády - vitríny na označníku (informační prostor) jsou umístěny ve výšce 1,1m – 1,8m. Tvoří jej oboustranné vývěsky, umožňující zepředu skladebné umístění papírových jízdních řádů 2x 210 mm, zezadu 3x 210 mm (polep je tak možný i na zadní část krytu NIP) a je tak vhodný i pro uzly s větším množstvím spojů.
• Nízkoenergetický informační panel - NIP - LCD typu e-papír o velikosti 13,3" je umístěný "na stojato" ve speciálním boxu a obsahuje bezkontaktní a v noci podsvětlené tlačítko na jeho osvit ve tmě. Panel má antiglare sklo na čelní straně pro zvýšení čitelnosti.
• Odpadkový koš - jeho materiálové a barevné provedení je shodné s rámem zastávky. Má ochranu proti vniknutí srážek a bezproblémové vyprázdnění. Dvířka koše jsou uzamykatelná.
• Usazení označníku - kotevní prvek je výškově usazen do roviny s okolním terénem a je vytvořen z betonového fundamentu se čtyřmi kotvícími šrouby rozměru M14 s roztečí šroubů 360 x 200 mm a o činné délce šroubu minimálně 30 mm nad povrchem pro připevnění označníku.

Nízkoenergetický panel - NIP 13,3"

Řešení NIP doplňuje portfólio označníků s e-papírem  a dále je rozvijí. Základní parametry nízkoenergetickýého informačního panelu NIP jsou:

• Zobrazovací plocha e-paper o úhlopříčce 13,3“ (na stojato)
• Rozlišení dodávaného LCD typu e-papír je 1600 x 1200 px
• Barevné zobrazení: monochromatické s 16 stupni šedi
• Pracovní teplota od -15°C do +60°C
• Informace jsou čitelné bez omezení na přímém slunci – antireflexní sklo na krytu NIP
• Povolení podsvícení zobrazovací plochy e-papíru pro noční režim je buď nastavením dle manuálního režimu  z dispečinku (podle časového rámce v konfiguraci) nebo dle automatické intenzity světla v okolí panelu (pomocí světelného čidla)
• Ruční spuštění osvětlení bezkontaktním tlačítkem umístěným na dolním prostoru NIP (za tmy je tlačítko indikováno zeleným podsvitem). Tlačítko je sepnuto na dobu 10 sekund (lze uživatelsky nastavit dobu osvětlení)
• GSM modem ve standardu 4G/LTE
• NIP má stálou paměť s dostatečnou kapacitou pro uložení šablon, fontů, jízdních řádů dané zastávky a případných textových nebo grafických informací, paměťové úložiště musí splňovat požadavky na „průmyslový provoz“
• Obsahuje teplotní čidla pro měření teplot (vnitřní a vnější) s přesností lepší než +/- 1°C
• Integrovaný povelový přijímač splňuje standardy dané příslušnou legislativou, reakční vzdálenost na povel od vysílače nevidomého minimálně 5 m v nezarušeném prostředí,
• Integrovaný digitální hlásič obsahuje voděodolný 10W reproduktor pro informování cestujících.