Связь V2X в общественном транспорте

Связь V2X в общественном транспорте

Рис. 1: Вариант блока с разделенной связью в автобусе Транспортного предприятия города Острава (DPO, a.s.)

Рис. 1: Вариант блока с разделенной связью в автобусе Транспортного предприятия города Острава (DPO, a.s.)

Технология V2X предоставляет совершенно новые возможности для общественного транспорта и объединяет существующие функции связи (в пределах ближайших окрестностей) в единой радио-технологии. Один блок связи теперь будет обеспечивать функции, которые раньше выполняли несколько устройств. Более того, все это осуществляется в соответствии с международными стандартами, обеспечивая взаимодействие между отдельными производителями.

Возможности устройств V2X для общественного транспорта

Большинство возможностей, которые V2X предлагает для общественного транспорта, могут быть реализованы только через взаимодействие устройства OBU (блок UCU 5.0 в нашей версии) с бортовым компьютером (бортовые компьютеры EPIS 4.0x или  EPIS 5.0x). Благодаря поставке как бортовых компьютеров, так и OBU, мы можем обеспечить это тесное сотрудничество, в том числе  в связи с подготовкой всего необходимого подготовительного программного обеспечения - EPCOMP и BOS в расширенном понимании.

Для общественного пассажирского транспорта (общественный транспорт – как Городской общественный транспорт, так и общественный рейсовый транспорт) с V2X мы предлагаем решения для следующих ситуаций:

  • Приоритетный проезд транспортных средств на перекрестках – устройство OBU, установленное в транспортном средстве общественного транспорта, на основе указаний от бортового компьютера EPIS отправляет через V2X инструкцию, касающуюся приоритетного проезда транспортного средства на перекрестке. Эту инструкцию получает RSU на перекрестке, который ее в дальнейшем передает к контроллеру перекрестка. Он оценит данный запрос и через RSU отправит ответ транспортному средству. Подробнее о приоритетном проезде транспортных средств общественного транспорта на отдельной странице. Мы подготовили также решение с использованием бортовых компьютеров от других производителей.
  • Оптимизация скорости движения перед перекрестком – если перекресток оборудован RSU, он может передавать план сигналов контроллера. Исходя из этого, транспортное средство может рекомендовать водителю такую скорость проезда, с которой он не будет излишне стоять на красный свет.

    Рис. 2 : Состояния двух перекрестков с позиции транспортного средства общественного транспорта. В дополнение к текущему состоянию передается будущее состояние, включая время, когда включится зеленый /красный свет. Таким образом, можно адаптировать скорость движения и двигаться без остановки. Темно-синие полосы отображают полосы движения так, как они передаются RSU на перекрестке.

    Рис. 2 : Состояния двух перекрестков с позиции транспортного средства общественного транспорта. В дополнение к текущему состоянию передается будущее состояние, включая время, когда включится зеленый /красный свет. Таким образом, можно адаптировать скорость движения и двигаться без остановки. Темно-синие полосы отображают полосы движения так, как они передаются RSU на перекрестке.

  • Отслеживание преемственности  – через V2X каждое транспортное средство отправляет свое местонахождение, скорость, направление движения. Кроме того, транспортные средства общественного транспорта могут передавать данные о маршруте, курсе, пункте назначения, задержке и, при необходимости, об операторе. Эту информацию принимает OBU в транспортном средстве и может передавать на бортовой компьютер EPIS информацию о местонахождении и расстоянии от находящихся поблизости транспортных средств. Исходя из этой информации, бортовой компьютер затем отображает водителю информацию о последующих маршрутах.

    Рис. 3: Часть карты с транспортными средствами поблизости отображена так, как передается через V2X. Преимущество заключается в том, что с помощью V2X водитель может узнать о близко находящемся транспортном средстве, не видя его непосредственно (возможная альтернатива связи LTE).

    Рис. 3: Часть карты с транспортными средствами поблизости отображена так, как передается через V2X. Преимущество заключается в том, что с помощью V2X водитель может узнать о близко находящемся транспортном средстве, не видя его непосредственно (возможная альтернатива связи LTE).

  • Данные для интеллектуальных остановок – интеллектуальная остановка, оснащенная устройством V2X, принимает сообщения от транспортных средств, находящихся поблизости, и может таким образом точно отображать приблизительное время прибытия, а после отправления прекратить отображать транспортное средство.
  • Информация о нестандартных происшествиях в движении транспорта – через V2X можно в форме специфических сообщений посылать предупреждения о нестандартных происшествиях при движении транспорта. Как пример можно упомянуть резкое торможение трамвая (активацию тормозов), предупреждение о пробуксовке колес впереди стоящего автомобиля, предупреждение о водителе, который вышел из транспортного средства, чтобы перевести стрелку и т.д.

    Рис. 4: Демонстрация предупреждения на ЖК-дисплее водителя во время  срочного проезда  аварийно-спасательной машины. Водитель также предупреждается звуковым сигналом. Информацию можно уточнить, указав направление, из которого исходит сообщение.

    Рис. 4: Демонстрация предупреждения на ЖК-дисплее водителя во время срочного проезда аварийно-спасательной машины. Водитель также предупреждается звуковым сигналом. Информацию можно уточнить, указав направление, из которого исходит сообщение.

  • Решение нестандартных ситуаций – в случае нестандартного происшествия, диспетчер, кроме звуковой связи с транспортным средством, может также отправлять V2X  сообщения (например, ограничение скорости, отклонение …). Они могут быть отправлены с мобильного RSU или непосредственно с транспортного средства диспетчера. Эти сообщения затем отображаются на бортовом компьютере.
  • Предупреждение водителя об опасности столкновения трамваев – на основе связи V2X транспортное средство «знает» о впереди стоящем транспортном средстве и, если водитель не начнет вовремя тормозить, на бортовом компьютере отобразится предупреждение. О торможении можно узнать из тахографа или из шины CAN, или от акселерометра. Подробное описание теста можно найти здесь.

Основное оснащение устройств

Наши устройства UCU 5.0V  (V обозначает единицу транспортного средства) доступны для нужд общественного транспорта в нескольких вариантах с различными механическими конфигурациями и различным оборудованием. Типичным оснащением блоков UCU 5.0V является:

  • Связь V2X — поддерживает разнесение антенн для лучшего приема сигнала или непосредственно для двухканальной эксплуатации.
  • Мобильное подключение к Интернету LTE – для подключения к центральному серверу и для обновления сертификатов для безопасной связи V2X. Возможность использования  до двух независимых модемов.
  • Датчик положения — GNSS (GPS, Galileo и Glonass) — для точного определения местонахождения и времени
  • Акселерометр и гироскоп для лучшей оценки местоположения и выявления нестандартных ситуаций
  • Точка доступа Wi-Fi – разработана, кроме всего прочего, для предоставления доступа к Wi-Fi для пассажиров. Больше о Wi-Fi можно найти здесь.
  • Устройство ведет себя как роутер, поэтому может предоставить мобильное интернет-подключение для любого другого элемента бортовой информатики.

Для связи с бортовым компьютером используется 1 Гбит Ethernet. Опционально, устройство также оснащено вторым Ethernet для подключения к бортовой сети в транспортном средстве (например, система видеонаблюдения). В дополнение к этой шине можно для нужд общественного транспорта использовать следующие шины:

  • RS-485, RS-232 – для подключения к старым технологиям в транспортном средстве, например, к старым тахографам.
  • CAN – для чтения данных о движении транспортного средства – наш блок поддерживает стандарт J1939 для использования в грузовых автомобилях. Таким образом, можно получать информацию о скорости движения, давлении в шинах, частоте вращения двигателя, расходе топлива, …
  • Однобитовые входы – для информации о других сигналах транспортного средства – определения буксировки колес, состояния дверей, … в соответствии с потребностями конкретного клиента.

У наших устройств есть разрешение как к установке на дорожные транспортные средства, так и на колейные транспортные средства ((у нас есть разрешение железнодорожного управления).

Механическая конфигурация устройств UCU

Часто из-за ограниченного пространства в транспортных средствах общественного транспорта мы предлагаем устройство в трех механических конфигурациях (подробноеописание здесь):

  • Компактное для монтажа внутри транспортного средства – к устройству необходимо подключить  внешнюю мульти-антенну (2xV2X, 1xLTE и 1xGNSS), которая находится на крыше. Затем устройство устанавливается в блок электроники. Потом к нему подводят антенные кабели с антенны. Преимуществом является простая конфигурация и удобное подключение всех других шин (Ethernet, …). Недостатком является необходимость использования антенных кабелей, являющихся относительно толстыми.
  • Компактное для монтажа на крыше – тип устройства «все в одном» – электроника и антенны находятся в одном монтируемом на крыше корпусе. К устройству необходимо подвести Ethernet и питание. Преимуществом является хорошее качество сигнала, простая установка и доступность блока. Недостатком может быть более сложное подключение для других технологий транспортного средства – труднее подключать кабели (RS-485, …).
  • Разделенный вариант – на крыше транспортного средства находится устройство, которое позаботится обо всей беспроводной связи (V2X, LTE, GNSS), включая антенны. Это устройство подключено одним кабелем к другому устройству, которое обеспечивает подключение к технологии транспортного средства (Ethernet, питание, …). Этот вариант сочетает в себе преимущества обоих предыдущих вариантов – хорошее качество сигнала, простоту установки и хорошее подключение к шине в транспортном средстве. Недостаток заключается в более трудном обслуживании – сервис двух блоков вместо одного.

Обработка данных

Устройства могут в себе содержать картографические данные. Это позволит, например, правильно генерировать предупреждающие сообщения. Кроме того, можно размещать транспортные средства прямо на дороге или на колее, несмотря на не совсем точное местонахождение из GNSS. Устройство OBU также может работать непосредственно с измеряемой скоростью, которую оно получает из шины CAN, или из тахографа.

У нас есть функциональная связь с тахографами Mesit – версии TT32 и TT62. Кроме того, для автобусов мы можем обработать шину CAN со стандартом J1939. Для безопасного соединения с CAN мы предлагаем также сепаратор шин.