Řídicí informační systém vozidla MHD – RIS II

V rámci realizace projektu RIS II v DPMB a.s. se podařilo realizovat nový typ informačního systému vozidel MHD, který nemá v ČR obdoby jak rozsahem (bylo namontováno 759 vozidel – 720 palubních počítačů EPIS 4.0C – včetně 38 tramvají KT-8 a 49 tramvají T13, 81 křižovatek, 5 vozoven a dispečink), tak i technickým řešením. Tento projekt v sobě integroval mnoho různých projektů v rámci jednoho celku. Jeho základní vlastnosti jsou:

• Kombinovaná komunikace vozidla s dispečinkem přes radiovou síť TETRA nebo přes sítě LTE mobilních operátorů GSM
• Nové řešení dispečinku (SW SPRINTER – verze RIS II) včetně nové zobrazovací videostěny
• Palubní počítač EPIS 4.0C3 s 10x vyšším výkonem oproti předchozím řešením EPIS 4.0A či EPIS 4.0B a síťovým připojením 1 GBit/s (ethernet) včetně 32 GB SSD s dobou náběhu palubního počítače 30 sekund
• Sledování obsazenosti vozidel s přesností 98% namontovaných do 112 různých vozidel – jednotka UCP 02 (nový typ)
• Komunikace s řadiči křižovatek pomocí nejnovější technologie V2X s tím, že  vozidlo je schopno dočasně využít pro preferenci funkce i původního radiomodemu
• Automatické stavění výhybek – systém BSV
• Veřejná Wi-Fi pro cestující (UCU 5.0)
• Ovládání LCD protokolem EPISNET
• Čelní nehodová kamera se záznamem
• Elektronický ukazatel kurzu VLP 0835

Základní komunikační schéma systému

V rámci projektu byly řešeny následující komunikace vozidla:

1. Datové sítě GSM/LTE –  v rámci vozidla jsou řešeny pomocí komunikační jednotky UCU 5.0 2L2WVG. Jednotka obsahuje 2 LTE modemy se dvěma SIM kartami – každý pro odlišný typ komunikace:
   1. Přes APN, tj. řešení služebních a provozních komunikací pro funkci systému a to jak pro vozidla, dispečery v terénu a pro zastávkové informační panely. APN musí být dimenzována tak, aby nebylo možno vyčerpat tarif běžným provozem.
   2. Veřejný internet, kdy do této sítě se připojují cestující využívající veřejnou wifi ve vozidle poskytovanou jednotkou UCU 5.0. V tomto případě je pro cestujícího nastavena max. doba přístupu, rychlost připojení a počet stažených dat tak, aby nebylo možno vyčerpat celkový “pool” dat pro všechna vozidla.
2. Radiovou síť TETRA určenou pro komunikaci hlasu a dat, která je použita pro vozidla MHD, služební a dispečerská vozidla a dispečery v terénu. Pro poziční zprávy je použit princip dynamického časování jejich odesílání. Hlasové funkce radiové sítě jsou podpořeny námi vyvinutou “Hlasovou ústřednou HU” – přepíná kanály na jednotlivá pracoviště včetně možnosti na záznamová zařízení.
3. WiFi sítě ve vozovnách – v tomto případě je vybavení WiFi sítí ve vozovnách dáno 3×3 MIMO o rychlosti 1,5 Gb/s s možností současného přenosu dat na více vozidel olproti klasickým Wi-Fi. Vozidlo naopak je vybaveno komunikační Wi-Fi jednotkou s možností komunikovat rychlostí až 430 Mbit/s dle IEEE 802.11ac/abgn. Tomuto výkonu je uzpůsobeno i vozidlo a mezi komunikační jednotkou UCU a palubním počítačem je komunikační linka 1 GB/s (tím se zajistí rychlá komunikace mezi UCU a SSD diskem palubního počítače).
4. Preference vozidel MHD na křižovatkách založená na novém standardu V2X a podpořená při opravdu velkých vzdálenostech komunikací přes APN GSM. V současnosti je možno dočasně využít pro preferenci MHD i stávající řešení pomocí modemů MR900. Po dořešení projektu C-ROADS bude možno všechny křižovatky v městě Brně přepnout na preferenci dle nového řešení. Město Brno je tak pravděpodobně největší instalací systému preference vozidel MHD pomocí komunikace V2X v Evropě – 740 vozidel a téměř 80 křižovatek. 
5. Příjem signálu satelitní navigace – GNSS (Global navigation satelite system) a umožňuje zpracování signálů z pozičních systémů GPS, Glonas a je připraveno i na zpracování signálů Galileo.
6. Záznamová kamera – všechna vozidla jsou vybavena čelní záznamovou kamerou s možností nahrávat záznam na USB disk pro mobilní využití, na SSD disk pro ruční stažení záznamu (o dálkovém se diskutuje) a lze jej přenášet přímo na dispečerské pracoviště.
7. Ukazatele kurzu vozidla – všechna vozidla byla vybavena novým typem ukazatelů kurzu VLP 0835 – jednořádkový s možností zobrazit 6 čísel včetně příznaků (např. cvičná jízda, zácvik, apod…). Kurzovky jsou řízeny a napájeny pouze z jednoho kabelu UTP (napájení typu PoE).
8. Nové rozvody Ethernetu po všech vozidlech a ke všem dveřím a to včetně spojek mezi spřaženými tramvajemi. Proto, aby toto bylo možno zrealizovat byly vyvinuty nové typy ethernetových switchů ECU 08Px
9. Ostatní komunikace vozidla je příjem povelů od nevidomého pomocí integrovaného povelového přijímače obdobného EPNEV 1.13 přímo do palubního počítače EPIS 4.0C3.
10. Byla vyvinuta nová čtečka bezkontaktních karet typu HID používaných v DPMB a.s. a tato byla integrována přímo do našeho standardního dotykového LCD terminálu řidiče EPT 4.08C2.
11. Vozidlová LCD budou řízena novým komunikačním protokolem EPISNET, který již dnes je ve zjednodušené verzi v provozu v DPO a.s. a DSZO a.s. a to přes sběrnici ethernet.
12. Současně byla zprovozněno i dříve používané automatické stavění výhybek BSV a mazání okolků u tramvají ANITRA a T13.
13. Bylo instalováno 109 kusů tachografů TT-62 od firmy MESIT a dalších cca 300 kusů bylo nahráno novým SW pro tvorbu nových statistik o jízdě vozidla a to včetně možnosti dálkového stahování záznamů (krátký záznam, dlouhý záznam, záznam energo).
14. Vnitřní komunikace v počítačové síti DPMB a.s. dle projektu zajišťují:
    1. spojení na jednotlivé vozovny, kde běží služba RADON, která zajišťuje nahrávání vozidel vysokou přenosovou rychlostí. Ve vozovnách bylo instalováno téměř 80 komunikačních vysokorychlostních AP (1,5 Gbit/s) od firmy CISCO včetně dálkového dohledu.
    2. spojení s nadřazeným dispečinkem CED II – IDS JMK, kdy dochází k synchronizaci dispečinků DPMB a KORDIS JMK
    3. načítání mapových podkladů pro dispečink,
    4. Propojení na řízení TETRA sítě Městské policie (hlavní a záložní spojení),
    5. Propojení na APN DPMB pro komunikaci s vozidly,
    6. poskytuje zdroje dat pro třetí strany – rozhraní API.

Základní komunikační schéma RIS II.

Princip uspořádání vozidla

Základní uspořádání vozidla s palubním počítačem EPIS 4.0C je uveden na následujícím obrázku:

Obecný princip uspořádání vozidla s palubním počítačem EPIS 4.0C.

Uspořádání sítí v autobusech je (jednoduché řešení) na následujícím obrázku:

Uspořádání sítí a komponentů v autobusu.

Složité řešení pro oboustrannou tramvaj KT-8 vyžadovalo, aby byly na obou stranách tramvaje jednotky UCU (vpředu standardní UCU 5.0V 2L2WVG a nad kabinou B pak UCU 5.0V LV) a vyvinout nový typ povelového přijímače EPNEV  3.18E zajišťujícím stavění výhybek BSV v kabině B a přenos signalizace z kabiny B do A). Pro kvalitní přenos obrazového signálu z kabiny A do kabiny B jsou použity zesilovače obrazového signálu LVDS.

Uspořádáni komponentů a sítí v KT-8.

Nové prvky v systému

V rámci řešení projektu vzniklo několik velmi zajímavých řešení na vozidlech:

1. Nový komunikační protokol pro ovládání LCD pro cestující - EPISNET, který na základě požadavků od různých provozovatelů v ČR sjednocuje jejich ovládání (dnes je již využíván DPO a.s., DSZO a.s., připravuje se DPMB a.s., Kordis a.s.). Protokol bude zveřejněn na našich stránkách v krátké době.
2. “Virtuální ELP” alias “dynamický označník” ve vozidle. V tomto případě je možno řidiči i cestujícím na vybraných zastávkách zobrazovat odjezdy navazujících spojů na terminálu řidiče či na LCD pro cestující.

   

   Virtuální ELP zobrazený na LCD terminálu řidiče.

3. Zjednodušená navigace pro řidiče – palubní počítač obsahuje soubor map pro zobrazení polohy.

   

   Zobrazení mapy a navigace.

4.  Možnost hlášení systémem TTS (text to speech – převod textu na hlas) – na vozidlo je tak možno zaslat textovou zprávu a tato bude řidiči přečtena.
5. Další zajímavá řešení budou ještě doplněna.