Preferencia de transporte público que utiliza V2X

Preferencia de transporte público que utiliza V2X

Fig. n. 1: Solución de intersección con preferencia usando V2X – unidad RSU.

Esta realización de la preferencia general de los vehículos de transporte público se lleva a cabo mediante los protocolos de comunicación V2X (o sea mediante los principios de los sistemas C-ITS). Generalmente, es una forma de comunicarse entre vehículos equipados con OBU (unidad a bordo) (en nuestra producción la unidad UCU 5.0 ) y unidades RSU (Road-Size Unit) situados en las unidades de control de cruces de acuerdo con el diagrama de comunicación definido para la asignación de preferencia, es decir cuando un vehículo de transporte público que se acerca y pasa  por el cruce mandan solicitudes (inscripción, el hecho de quedar en la estación esperando la solicitud para salir, cierre de sesión) y recibirán la respuesta sobre la posibilidad de asignar preferencia o el estado de intersección (información sobre el futuro verde).
El sistema entregado se basa en los documentos C-ROADS EU y también C-ROADS CZ PTP 1.52 (en adelante denominado “Documento C-ROADS “) que fue aprobado por el Comité directivo del consorcio C-ROADS CZ. El sistema de preferencia en sí está de acuerdo con este documento y se basa en nuestra experiencia en varias ciudades y es de conocimiento público.

Principio

El vehículo está equipado con una unidad de comunicación universal UCU 5.0 sobre la cabina del conductor. La unidad de comunicación UCU 5.0 I está ubicada en la intersección. Estas unidades en el vehículo y en las intersecciones se comunican entre sí de acuerdo con las instrucciones del ordenador de a bordo, ya sea:

  • comunicaciones V2X – para comunicación directa, rápida de medio alcance dada la ubicación y la calidad de la antena,
  • comunicaciones LTE – para comunicación remota e información a tiempo de la unidad de control del semáforo.

El tipo de comunicación seleccionado es de acuerdo con la distancia y toda la información necesaria se ingresa en EPCOMP v2 (SW para preparar datos en el ordenador de a bordo) o se crea de forma dinámica durante el funcionamiento (p.ej. retraso, etc.). Toda la comunicación es controlada por el conocimiento de posición de acuerdo con el módulo GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) y contiene el módulo GPS/GLONAS y GALILEO ready. El principio de comunicación entre unidades se muestra en la siguiente figura.

Fig. n.2: El principio de comunicación para la preferencia de transporte público urbano o transporte público de línea.

En el lado de la unidad de control, la UCU 5.0-I se comunica con la unidad de control del semáforo y transmite la información del vehículo de transporte público urbano controlado por el protocolo a continuación. La unidad utiliza dos tipos de interfaces de comunicación para comunicarse con la unidad de control:

  • RS-485 – este bus se utiliza para las intersecciones existentes
  • Ethernet – este bus se utiliza para las nuevas instalaciones de distribución en las intersecciones

Secuencia de estados de la gestión de preferencias actual

El estado actual de uso de las preferencias de vehículos de transporte público urbano tiene las siguientes características clave:

  1. El propio vehículo de transporte público envía de forma activa una solicitud para asignar preferencia.
  2. Esta solicitud de preferencia es transmitida por un vehículo de transporte público en puntos geográficos predefinidos (las llamadas zonas de inicio de sesión o cierre de sesión) o en un cambio definido del estado del vehículo (el vehículo se detuvo en la parada, salió de la estación, cerró la puerta, etc.…).
  3. El vehículo de transporte público puede informar gradualmente desde varios puntos geográficos (refinar la ubicación) o actualizar su estado de otra manera.
  4. El requisito de preferencia surge en el vehículo de transporte público con mayor frecuencia en el ordenador de a bordo y el módem de radio en el vehículo sólo lo transmite por radio a la unidad de control.
  5. El requisito en el vehículo (ordenador de a bordo) creado sobre la base de los datos almacenados en relación con “el recorrido” del vehículo (instrucciones de comportamiento.
  6. El conductor del vehículo puede manualmente solicitar preferencia en una intersección o en la salida de la dirección “lateral” (opción por ejemplo a través del ordenador de a bordo).
  7. Cada solicitud enviada desde un vehículo de transporte público es confirmada al menos por el módem de radio de la unidad de control (en la República Checa no se aplica a todas las preferencias en el marco de las empresas de transporte) y esta respuesta se muestra al conductor en la pantalla. La visualización es especialmente necesaria cuando el sistema de preferencias afecta a la unidad de control, de modo que tiene que incluir una rama de control individual.
  8. Un vehículo puede solicitar una preferencia de transporte público en múltiples intersecciones simultáneamente.
  9. La decisión de si se otorgará la preferencia y cómo se otorgará, es responsabilidad completa de la unidad de control y el conductor no tendrá conocimiento sobre el estado del procesamiento.
  10. Para finalizar la solicitud de preferencia sirve mensaje de cierre de sesión que se transmite ya sea en un área geográfica determinada o en un cierto cambio en la condición del vehículo (salida de una parada detrás de una intersección).

El comportamiento del vehículo se configura por parte del operador de vehículos, es decir, empresas de transporte, en un programa creado para este propósito. En particular, se configuran los siguientes:

  • Áreas geográficas para iniciar / cerrar sesión.
  • Brazo de intersección de entrada y salida.
  • Secuencia de los requisitos de inicio y de cierre de sesión (múltiples áreas de inicio de sesión, reacción a una parada en una parada, salida de la intersección)

Mensajes V2X usados

Sólo los mensajes estandarizados con el protocolo V2X se utilizan para redactar el estándar de preferencias de vehículos de transporte público. De acuerdo con el documento C-ROADS están diseñados para usar los siguientes mensajes:

  • SRM (Signal Request Message) para solicitar una preferencia del vehículo,
  • SSM (Signal Status Message) para una respuesta de la unidad de control / RSU.

Por lo tanto, el SRM se utiliza para enviar una solicitud de preferencia (o actualizar la solicitud), mientras que el SSM se utiliza para responder desde la unidad de control a esta solicitud. Ambos mensajes están dirigidos: indican para qué estación están listados. Por lo tanto, el SRM tiene un número de intersección al que se dirige la solicitud de preferencia. En contraste, el SSM tiene el número de vehículo al que se dirige la respuesta.

Los mensajes SRM y SSM se definen en la norma ETSI TS 103 301, que se refiere a la norma ISO TS 19091, que luego utiliza estructura de datos de la norma SAE J2735 (perfil C). El uso de contenedores individuales en el informe se especifica con más detalle en el estándar C-Roads „Funciones y especificaciones de infraestructura C-ITS“ y en el perfil checo C-ROADS CZ PTP 1.52.

La RSU debe responder a cada solicitud o actualización de solicitud del vehículo de transporte público a través de un mensaje SRM con un mensaje o una actualización de mensaje SSM. El mensaje SSM se puede actualizar continuamente sin actualizar la solicitud, por ejemplo, sobre la base datos de la unidad de control (solicitud aceptada, preferencia otorgada).

El documento C-Roads también menciona la realización de preferencia a través de los mensajes CAM. Esto no es apropiado porque el vehículo de transporte público ahora puede enviar una solicitud a múltiples intersecciones al mismo tiempo, pero el mensaje CAM no tiene un destinatario específico (no permite la comunicación con la unidad de control específica). Un mensaje CAM (Public Transport Activation Container) permite transmitir hasta 20 bytes de información sobre el estado del vehículo para las necesidades internas de las empresas de transporte (tracción, numero de vehículo, línea, curso, retraso, apertura de la puerta, proveedor, et.)

La estructura de los mensajes del tipo SRM y SSM se elige para permitir la transferencia de todos los datos que ahora se transfieren a la unidad de control (respeta, por ejemplo, cuando un vehículo está parado en una estación). Para las unidades de control más antiguos, realiza una “reconstrucción” y crea un paquete que ahora se transmite a la unidad de control a través del bus RS-232 o RS 485 con preferencia estándar.

Experiencia práctica con preferencia

Dentro del proyecto RIS II realizado por la empresa Herman en la DPMB (Empresa de transporte de Brno) está ahora en funcionamiento casi 80 intersecciones que efectúan la preferencia de transporte público utilizando la comunicación V2X en Brno (81 sistemas entregados, pero algunas intersecciones están en construcción). En la práctica, se ha demostrado una muy alta confiabilidad de la comunicación, véase a continuación, donde se muestra una evaluación de la preferencia de teransporte público de DPMB a. s. en noviembre de 2019 en la encrucijada de Husova – Pekařská. En este caso, de las 160 mil instrucciones preferenciales, ninguna de ellas “ha desaparecido” (excepcionalmente esto puede suceder). Además, este método también muestra un alto rendimiento de comunicación y que “el canal preferencial no puede sobrecargarse”.

Obr. č. 3

Fig.3.: Resultados de preferencia que utiliza V2X en la encrucijada Husova – Pekařská para noviembre 2019