Systémy s komunikací V2X

V2X – Komunikace vozidla s okolím

V rámci komunikace V2X máme připravené řešení pro následující oblasti:

Obecné principy

Komunikace V2X – Vehicle-to-everything, tedy tedy komunikace vozidla s okolím – nabízí možnost sdílet informace mezi jakýmkoliv vozidlem a okolím, ať už okolními vozidly nebo okolní dopravní infrastrukturou. Tato komunikace je založena na evropském standardu ITS – G5  (někdy C2X – Car to Car). Naše společnost je největším českým výrobcem jednotek s touto technologií a díky projektům realizovaným v posledních dvou letech se řadíme i mezi největší výrobce v oblasti veřejné dopravy v Evropě. Jak HW, tak SW v jednotkách je náš vlastní vývoj, takže je zaručena velká flexibilita řešení a zejména možnost přizpůsobení našeho řešení pro potřeby konkrétního nasazení u zákazníka.

Obr. č.1: Princip V2X

Obr. č.1: Princip komunikace vozidla – vozidlo může komunikovat s jednotkami v okolí, ať už s jinými vozidly (C2X), nebo s prvky dopravní infrastruktury (V2X).

Nabízíme oba základní prvky pro komunikaci V2X založené na jednotkách UCU 5.0. Jedná se o:

  • Jednotky OBU – On-board unit – vozidlové jednotky (různé typy)
  • Jednotky RSU – Road-side unit – jednotky na dopravní infrastruktuře, někdy též zvané stacionární jednotky

Zatím jsme dodali kolem 1500 vozidlových jednotek OBU a 150 RSU. Máme tedy připravené komplexní řešení pro následující oblasti inteligentních dopravních systémů:

  • Veřejnou dopravu – díky úzké integraci s naším palubním počítačem EPIS 4.0x je možné jednak předávat palubnímu počítači data o okolním provozu a varování, zároveň využít informace z palubního počítače pro tvorbu varovných zpráv přes V2X. Velkou výhodou V2X je možnost preference vozidel na křižovatkách.
  • Individuální osobní dopravu – díky připojení k tabletu můžeme řidiči zobrazit relevantní varování
  • Složky integrovaného záchranného systému – naše jednotky (OBU ve spolupráci s RSU a řadičem křižovatky) zajistí preferenci vozidel IZS na křižovatkách. Zároveň vozidla IZS informují okolní vozy o své přítomnosti, což může do budoucna přispět k jejich lepšími průjezdu městem.
  • Správce silnic a dálnic – jednotky RSU mohou v integraci se systémem Back office posílat varovné zprávy, vozidla údržby mohou přes OBU informovat o své přítomnosti a doporučit chování účastníkům provozu
  • Správce městských komunikací – naše jednotky RSU, ve spolupráci s řadiči SSZ, mohou zajistit preferenci vozidel IZS a veřejné dopravy. Ve spolupráci s řadiči společnosti Cross naše RSU vysílají jak mapu křižovatky, tak i aktuální signální plán.

Našimi zákazníky jsou jak dopravní podniky (DPMB a.s., DPO a.s.), složky IZS – Hasičský záchranný sbor v Brně, tak i správci komunikací – Ředitelství silnic a dálnic a Brněnské komunikace – a magistráty měst.

Vlastnosti našeho řešení

Jak již bylo uvedeno, naše řešení je založeno na vlastním hardwaru i softwaru. Máme tedy vyvinutý i vlastní komunikační stack, který plně vyhovuje mezinárodním standardům, který definuje organizace ETSI – úspěšně jsme se zúčastnili tzv. Plugtestu ve Francii. Základní vlastnosti našeho řešení jsou:

  • Kvalitní radiová technologie, umožňující velký dosah jednotek – 300 metrů ve městě a 1500 metrů mimo město,
  • Podpora veškerých typů zpráv V2X – CAM, DENM, IVI, MAP, SPAT, SRM, SSM, a to jak pro příjem a zpracování, tak i pro generování,
  • Podpora přeposílání zpráv – tzv. forwarding,
  • Podpora zabezpečení komunikace V2X,
  • Využití mapových podkladů pro tvorbu zpráv a pro lokalizaci vozidla na mapu,
  • Snaha o maximální decentralizaci systému – každé vozidlo či RSU jsou autonomní jednotky, které pro své rozhodování využívají lokální zdroje informací – palubní počítač, řadič křižovatky, vnitřní senzory.

Díky vlastnímu vývoji známe silné i slabší stránky V2X a přizpůsobujeme tomu náš návrh.

Jednotky OBU

Jednotky OBU – naše jednotka UCU 5.0V – nabízíme v mnoha provedeních přizpůsobených konkrétnímu typu použití. Naše jednotky je možné montovat do osobních automobilů, nákladních automobilů, autobusů, trolejbusů, tramvají i výstražných vozíků – k tomu mají jednotky veškerá povolení a certifikace.

Obrázek 2- Ukázka vozidel, na nichž je naše OBU montována - autobus, osobní vozidlo správce komunikace a vozidlo HZS

Obr. č.2: Ukázka vozidel, na nichž je naše OBU namontována – autobus DP, osobní vozidlo správce komunikace, vozidlo HZS a výstražný vozík ŘSD.

Jednotky UCU mají v sobě integrovány modul pro komunikaci V2X i modul LTE připojení (až dva nezávislé modemy), GNSS (GPS, Galileo, Glonass), Wi-Fi access point / klient, jednotku pro inerciální měření (Akcelerometr, Gyroskop) a několik komunikačních sběrnic (2x Ethernet z toho 1x 1 Gbit/s, RS-485, RS-232, CAN) + jednobitové vstupy / výstupy.

Pro interakci s řidičem máme připravené tablety, na nichž se zobrazují relevantní zpráv a varování, přijaté přes V2X. Dále máme připravenu úzkou integraci do palubního počítače, který pak může zobrazovat varování.

  Obr. č.3 - Ukázka zobrazení přijaté varovné zprávy na tabletu v naší aplikaci


Obr. č.3 – Ukázka zobrazení přijaté varovné zprávy  V2X na tabletu v naší aplikaci, který přes komunikaci WiFi je připojen k jednotce OBU (UCU 5.0).

Pro správné vytvoření varovných zpráv se v OBU využívá mapových podkladů. Jednotky OBU se navíc umí lokalizovat na tyto mapové podklady, takže jsou k dispozici i údaje o rychlostním limitu, typu komunikace atd.

Scénáře a typy varování, které jsou v našich OBU připraveny a jednotky je generují autonomně, jsou:

  • Varování před pomalým či stojícím vozidlem na dálnici – Slow and Stationary vehicle warning
  • Varování před prudce brzdícím vozidlem – Emergency braking warning
  • Varování před pracemi na silnici – Roadworks warning
  • Varování před vozidlem veřejné dopravy v zastávce
  • Varování před hrozící srážkou tramvají
  • Varování před blížícím se vozidlem IZS
  • Informace o stavu vozidla veřejné dopravy
  • Preference veřejné dopravy na křižovatkách
  • Preference (priorita) vozidel na křižovatkách
  • Varování před křížením kolejí se silnicí

Jednotky RSU

Jednotky RSU – naše jednotky UCU 5.0I – nabízíme pro použití jako samostatné RSU, nebo pro použití ve spolupráci s řadičem křižovatky. Jednotky mohou být montovány do rozvaděčů, nebo samostatně na sloup, typicky sloup SSZ.

Jednotky jsou dodávány s výkonnými anténami, zajištujícími dostatečný dosah a dobrý příjem přes V2X. Zároveň v sobě mají integrovaný LTE modem, GNSS (přesný čas a automatické nastavení jednotky dle polohy) a dostatek komunikačních sběrnic.

Obr. č.4: RSU v rozvaděči na dálnici (vlevo) a RSU, umístěné nad světly semaforu pro preferenci MHD (vlevo),

Obr. č.4: RSU v rozvaděči na dálnici (vlevo) a RSU, umístěné nad světly semaforu pro preferenci MHD (vlevo),

Naše RSU jsou určeny pro nepřetržitý provoz a jsou stavěny na náročné vnější podmínky.

Připravené scénáře pro RSU:

  • Vysílání signálního plánu a mapy křižovatky pro RSU, připojené k řadiči křižovatky společnosti Cross
  • Preference veřejné dopravy na křižovatce – ve spolupráci s řadičem křižovatky
  • Preference vozidel IZS na křižovatce – ve spolupráci s řadičem křižovatky
  • Sčítání vozidel – PVD – Probe Vehicle Data
  • Vysílání jakékoliv varovné zprávy DENM a IVI, která má být zobrazena řidiči vozidla – zprávu je možné spustit externě ze serveru Back office (BOS), nebo trvale uložit do jednotky.

I RSU umí využít mapové podklady, například pro výpočet skutečné vzdálenosti vozidla od křižovatky.