Test oboustranné komunikace preference pomocí V2X

Obr. č. 1: Testovací pracoviště zřízené u řadiče křižovatky.

Dne 4.10.2019 proběhl úspěšný test pravděpodobně první oboustranné komunikace mezi řadičem křižovatky a vozidlem MHD v Ostravě za podpory Magistrátu města Ostravy, Ostravských komunikací a Dopravního podniku Ostrava a.s. Cílem testu bylo v praxi vyzkoušet nový typ komunikace preference pomocí V2X (standard ETSI ITS G5), která by byla schopna nahradit současnou komunikaci řešenou prostřednictvím klasické radiostanice v pásmu 160 MHz. 

Podmínky testu

Dne 4. 10. 2019 proběhly na křižovatce 4077 – Martinovská x Provozní testy funkčnosti preference veřejné dopravy (vozidel DPO), kdy jako komunikační technologie bylo použito V2X (C2X). Čas testů je cca 10:15 – 11:15. Tato zpráva popisuje průběh a výsledek testů. Při těchto testech byla podpora preference přes V2X nasazena na veškeré vozy DPO, a.s, tj každé projíždějící vozidlo DP si tedy dovedlo o preferenci požádat (všechny vozidla DPO a.s. jsou jednotkami V2X vybaveny).

Současně k řadiči křižovatky byla připojena přes rozhraní RS-485 jednotka RSU (UCU 5.0), která s ním komunikovala. Prostřednictvím komunikace V2X přijímala jednotka RSU pokyny z vozu a na stejný vůz odesílala i odpovědi z řadiče a to včetně pokynu k odjezdu ze zastávky získané přímo z řadiče (tzv. staničení). O preferenci žádaly veškeré projíždějící vozy DPO a.s., které měly nastaveny linku a spoj. Pro další testy byl vybrán vůz 7181. Dle pokynů z palubního počítače (EPIS 4.0x) jednotka OBU (On-boad unit – jednotka pro V2X na voze DPO,a.s. představuje jednotkou UCU 5.0 LWVG) odesílala přes V2X pokyny do jednotky RSU, která je dále předávala do řadiče.

Další podmínky testu:

1. Komunikace V2X fungovala dle nové normy C-ROADS a veřejně známého protokolu od firmy Herman (specifikace preference) – platí pro vozidlo (OBU) i ESu na křižovatce.
2. Palubní počítač měl rozšířený program o “paralelní komunikaci” přes standardní komunikaci radiomodeme a přes V2X (palubní počítač uměl současně řídit oba systémy preference.
3. Vozidlo MHD navíc informovalo své okolí o příjezdu do zastávky a odjezdu z ní, o otevření a zavření dveří apod.
4. Komunikace s řadičem křižovatky fungovala na stávajícím principu (SW řadiče nebyl měněn).

Princip staničení (oboustranné komunikace vozidlo-řadič)

Důvodem tohoto testy bylo zejména ověřit, že princip V2X umožňuje obousměrnou komunikaci mezi vozem a řadičem křižovatky tak, aby bylo zajištěno nejen potvrzení přijetí požadavku na preferenci řadičem (to probíhá v mnoha městech), ale hlavně tzv. princip staničení. Tento pojem je použit pro situaci, kdy řadič aktivně řídí chování vozu v zastávce.

Obr. č.2: Princip staničení  vozidel v zastávkách pro preferenci MHD.

Princip staničení je následující:

1. Vůz ohlásí řadiči svůj příjezd do zastávky, která se nachází před křižovatkou – Obrázek 2A).
2. Řadič pošle na vůz pokyn, ať vůz čeká na pokyn k odjezdu – Obrázek 2B).
3. Vůz stojí v zastávce a může nabírat cestující a po jejich nástupu čeká na pokyn, kdy od řadiče přijde informace o budoucí zelené.
4. Řadič pošle do konkrétního vozu pokyn k odjezdu ze zastávky. Tento pokyn pošle v momentě, kdy vyhodnotí, že je připraven udělit vozu zelenou. Obrázek 2C)
5. Vůz odjede ze zastávky a o této akci informuje řadič. V tento moment řadič začne aktivně měnit svůj signální plán tak, aby vůz projel na zelenou. Obrázek 2D)
6. Vůz projede na zelenou a o průjezdu křižovatkou informuje řadič.

Veškerá komunikace byla při testu realizována přes V2X pomocí zpráv SRM a SMM.

Průběh testu

Vozy MHD projížděly přes křižovatku s nastavenou službou (linka, cíl). Celkem projelo přes křižovatku 16 různých vozů DPO a.s., přičemž některé z nich i vícekrát (otočily se na konečné) a to včetně testovacího.

Pro každý z průjezdů se veškeré pokyny k preferenci, které palubní počítač EPIS 4.0B vyslal, dostaly až do řadiče, kde byly správně interpretovány a preference byla aktivována. Stav zpracování požadavku řadičem byl předán  zpět do RSU a ta jej korektně odvysílala přes V2X do vozidla. Jednotka OBU na voze (UCU 5.0 LWVG)
tuto zprávu korektně zpracovala a připravila případně k předání do palubního počítače. Palubní počítač odpověď z řadiče správně dostal a zpracoval, včetně pokynu k odjezdu ze zastávky. U všech sledovaných vozů došlo ke zobrazení pokynu k odjezdu ze zastávky (zelený pruh na terminálu EPT 4.08). Během testu bylo vydáno 91 pokynů k preferenci z 16 vozů a všechny byly potvrzeny řadičem. Celkem 14x došlo k odeslání pokynu k odjezdu ze zastávky, přičemž počet hlášených příjezdů do zastávky bylo také 14.

Výsledky testu

Výsledek testu byl pozitivní, obousměrná komunikace pomocí zpráv SRM a SSM plně nahradila stávající komunikaci přes standardní radiovou síť na ferkvenci 160 MHz. Došlo tedy k praktickému potvrzení, že V2X je pro preferenci plně použitelná i pro existující preferenční systémy a to v oboustranné komunikaci včetně “staničení” (popis výsledků plného provozu jednosměrné komunikace vozidlo řadič je zde).

Obr. č.3: Ukázka z “vizualizéru zpráv V2X” při testu preferencí na křižovatkách.

Dosahy v místě testu

U zobrazených map je třeba brát v úvahu, že RSU nebyla umístěna na sloupu SSZ (semaforu), ale na skříni rozvaděče, takže dosah je horší, než by byl v reálu při skutečném provozu. Aktuální dosahy byly 300 metrů na jih, 500 metrů na severozápad a 250 metrů na západ.

Obr č.4: Detekce první zprávy z vozidla přes V2X – vozidlo vysílá informace o své poloze periodicky nejméně
1x za sekundu (nejedná se o zprávy pro preferenci, ty chodí na vyžádání).

Obr. č. 5: Detekce poslední zprávy z vozidla, než se ztratil signál. Vozidlo vysílá informace o své poloze
periodicky nejméně 1x za sekundu (nejedná se o zprávy pro preferenci, ty chodí na vyžádání).