V2X pro správce městských komunikací

V2X pro správce městských komunikací

RSU na křižovatce

RSU na křižovatce

Technologie V2X přináší nové možnosti, které mohou zvýšit jak bezpečnost, tak efektivitu provozu na městských silnicích a zejména křižovatkách. V2X umožní vysílat signální plán řadiče křižovatky, na což může reagovat vozidlo upravením své rychlosti tak, aby projelo na zelenou. Zároveň RSU umožní varovat okolní řidiče o mimořádných situacích v dopravě – uzavírky, údržba atd. Kromě dopadu na individuální dopravu má V2X velký přínos ve zvýšení efektivity provozu integrovaného záchranného systému a veřejné dopravy – je totiž možné zajistit preferenci těchto vozů na křižovatkách pomocí jedné technologie. Naše řešení toto vše umožnuje. Mimo RSU je možné instalovat OBU na vozy údržby komunikací. Ty pak budou informovat řidiče, pokud například dochází k čištění komunikace.  Navíc to vše bude realizováno dle mezinárodních standardů, takže je zajištěna interoperabilita mezi jednotlivými výrobci.

Pro potřeby správců městských komunikací nabízíme jak jednotky na křižovatky (RSU), tak i jednotky OBU pro vozidla. RSU jsou typicky osazené na křižovatky a pro svou správnou funkci komunikují s řadičem křižovatky. Naše RSU jsou nabízí plnou integraci se řadiči společnosti Cross. Naše řešení plně splňuje požadavky jak českého, tak i evropského projektu C-ROADS. V rámci tohoto projektu jsme vybavili 12 RSU jednotkami křižovatky na důležitých tazích městem Brnem.

Z hlediska preference veřejné dopravy přes V2X jsme jedním z největších dodavatelů v Evropě – pro město Brno jsme dodali skoro 80 RSU jednotek pro zajištění preference veřejné dopravy. Tato preference již delší dobu spolehlivě funguje.

Pro použití V2X ve městě nabízíme řešení následujících situací:

  • Vůz Hasičského záchranného sboru v Brně, který právě projíží křižovatku s preferencí

    Vůz Hasičského záchranného sboru v Brně, který právě projíží křižovatku s preferencí

    Preference vozidel IZS – pokud je řadič vybaven jednotkou RSU a vozidlo IZS jednotkou OBU, může si vozidlo vyžádat preferenci na křižovatce. Preference je udělena tak, že zelená je nastavena ve směru příjezdu vozidla IZS, ostatní směry mají červenou. Vozidlo IZS tak může bezpečně projet křižovatkou. Vyhodnocení nároku na preferenci se děje na RSU a naší snahou je co nejvíce zjednodušit průjezd vozu IZS, ale zároveň minimalizovat trvání preference a tak minimalizovat vliv na ostatní dopravu. Ve spolupráci s řadičem křižovatky jsou řešeny i veškeré mimořádné situace. Více o preferenci je v tomto článku.

  • Preferenci vozidel veřejné dopravy – i pro tuto preferenci musí být na křižovatce instalována RSU a na voze OBU. OBU na základě pokynu z palubního počítače odešle požadavek na preferenci, kterou RSU předá do řadiče. Následně řadič pošle přes RSU a OBU odpověď do palubního počítače. Naše řešení je připraveno na obousměrnou komunikaci vozidlo-řadič, tedy i situaci, kdy řadič křižovatky aktivně uděluje pokyny vozidlu. Pro komunikaci používáme zprávy SRM a SSM, ale možné použít i zprávy CAM. Více o preferenci pomocí V2X zde.
Ukázka pokynu k odjezdu, který odeslal řadič přes RSU a OBU (tedy přes V2X) a který se pak zobrazil na displeji palubního počítače

Ukázka pokynu k odjezdu, který odeslal řadič přes RSU a OBU (tedy přes V2X) a který se pak zeleně zobrazil na displeji palubního počítače

  • Vysílání signálního plánu – díky spolupráci s řadičem křižovatky vysílá jednotka RSU signální plán pomocí zpráv MAP a SPAT. To může pomoci například při optimalizaci rychlosti průjezdu pro různé vozy, například vozy veřejné dopravy.

    Zobrazení zprávy SPAT a MAP, které vysílá jednotka RSU na základě komunikace s řadičem

    Zobrazení zprávy SPAT a MAP, které vysílá jednotka RSU na základě komunikace s řadičem. Zelená je ve směru západ-východ, červená ve směru sever-jih

  • Varování o pracích na silnici – naše jednotky OBU je možné instalovat na vozy, vykonávající údržbu na cestě. U vozů jsou jednotky napojeny na maják, takže při jeho zapnutí mohou začít vysílat varovnou zprávu o pracích na silnici. Po správném nastavení na tabletu je možné specifikovat i typ prací.
  • Naše jednotky u nákladních vozů umožňují vyčítat i sběrnici CAN (norma J1939), takže jsme schopni na dispečink odesílat i provozní informace z vozidla. Náš systém tak nabízí výrazně více informací, než jen klasické systému „fleet monitoring“, které jsou pouze založeny na pozici vozu. I tuto informaci ale samozřejmě umíme odesílat.
  • Propojení s aplikací v tabletu – aplikace V2Vis slouží jednak pro zobrazení přijatých varovných zpráv, jednak pro obsluhu a nastavení palubní jednotky OBU. Zobrazuje veškerá přijatá vozidla a RSU na mapě, spolu s místy s událostí. Zároveň umožňuje nastavit režim jízdy (zimní údržba, atd.), nebo typ vozu (sypač, …). V případě detekování mimořádné události umožní i vytvoření varovné zprávy.
  • Jednotky RSU je možné napojit na Back Office – ať už náš BOS, nebo i cizí. Pak jednotky mohou vysílat varovné zprávy, které není možné získat lokálně (například na základě meteorologických dat nebo informacích o plánovaných uzavírkách)
  • Jednotky RSU zároveň detekují každé vozidlo s V2X v jejich blízkosti, takže jsou použitelné jako detektor stavu provozu. Na rozdíl od klasických indukčních smyček monitorují vozidlo po celou dobu jeho přítomnosti v okolí a získávají i informace o průměrné rychlosti či směru jízdy (vozidlo totiž celou dobu vysílá svůj stav). Při propojení s Wi-Fi a Bluetooth detektory od společnosti Cross navíc umožňují sčítat i vozy, které nejsou V2X vybaveny.

Jednotky RSU

Jednotky RSU – tvoří je naše jednotka UCU 5.0I - jsou typicky umístěny na křižovatkách. Jejich úkolem je vysílat varovné a informační zprávy pro okolo projíždějící auta, vysílat stav signálního plánu a také reagovat na žádosti o preferenci z vozů IZS a veřejné dopravy. RSU si vyměňují nutné informace s řadičem křižovatky. Kromě toho umí získávat informace o dopravě – sbírá a agreguje data o projíždějících vozech – přijímá totiž jejich zprávy CAM. Mimo agregace dat z V2X může být RSU vybavena i detektorem Wi-Fi a Bluetooth (dodává společnost Cross), takže dovede získat informace o stavu dopravy i z vozidel bez V2X.

Pro jednoduchou instalaci a případně i servis dodáváme jednotky RSU jako zařízení „vše v jednom“, tedy jednotka je přímo připravena na montáž na sloup SSZ (světelného signalizačního zařízení). Potřebuje přívést pouze:

  • Napájení – 12-24 V
  • Ethernet pro komunikaci s řadičem

V případě, že není možné natáhnout mezi řadičem a RSU ethernetový kabel, máme připraveno i řešení, které využívá 4 běžné vodiče (typ Cy-Ky), případně pouze dva vodiče. I pro takto omezené podmínky jsme schopni garantovat spolehlivé a dostatečně rychlé připojení k řadiči a případně i dopravnímu dispečinku či serveru Back Office. Je tedy možné RSU připojit k řadiči, aniž by se musela měnit instalace na křižovatce.

Pro řešení preference je možné naše RSU použít i pro stávající systémy preference. Díky připojení RS-485 umíme odeslat data do řadiče ve formátu, který očekává. Takto jsme nahradili na všech křižovatkách v Brně radiomodemy a komunikace mezi vozech probíhá přes V2X. Pro starší řadiče se ale nic nezměnilo, pakety dostává v podobě, jaké očekával. U nových řadičů je řešení přes Ethernet.

Stejně tak v Ostravě jsme úspěšně provedli test, při kterém byl nahrazen stávající radiomodem za nové RSU. RSU v kombinaci s OBU si úspěšně poradili s obousměrnou komunikací a test tedy dopadl dobře.

Základní charakteristiky jednotek jsou:

  • Antény V2X mají zisk 12 dBm
  • Jednotky mají modem LTE pro spojení s centrálním serverem – zároveň se jednotka UCU může chovat i jako router, takže může zajistit spojení se serverem i jiným jednotkám, například řadiči
  • Sběrnice Ethernet pro připojení dalších zařízení
  • GNSS pro získání pozice a přesného času

OBU jednotky

Naše OBU jednotky UCU 5.0V nabízíme pro potřeby správců komunikací v několika variantách s různou mechanickou konfigurací a s různou výbavou. Typická výbava jednotek UCU 5.0V je:

  • Komunikace V2X – podpora anténní diverzity pro lepší příjem, nebo přímo dvoukanálový provoz.
  • Mobilní internetové připojení – LTE – pro spojení s centrálním serverem Back office a pro aktualizaci certifikátů pro zabezpečenou komunikaci V2X. Možnost až dvou nezávislých modemů.
  • Senzor pozice – GNSS (GPS, Galileo a Glonass) – pro přesnou pozici a čas
  • Akcelerometr a gyroskop pro lepší odhad pozice a pro detekci nestandardních situací
  • Wi-Fi přístupový bod – slouží pro připojení tabletu.

Volitelně je jednotka vybavena i dvěma Ethernety pro napojení dalších zařízení na voze. Kromě této sběrnice je ještě možné pro potřeby správců silnic využít následující sběrnice:

  • CAN – pro vyčítání dat o jízdě vozidla – naše jednotka podporuje standard J1939 pro použití na nákladních automobilech. Je tak možné získat informace o rychlosti jízdy, tlaku v pneumatikách, otáčkách motoru, spotřebě, … Tyto informace je pak možné odeslat na server.
  • Jednobitové vstupy – pro informace o dalších signálech na vozidle –stav výstražného vozíku, maják na vozidle údržby či sypači…

Naše jednotky mají povolení pro montáž na silniční vozidla. Jsou připraveny pro montáž na osobní nebo nákladní vozy, včetně speciálů pro sekání trávy atd.