Koncepcja standardów komunikacji

Zakład Problemów Regulacyjnych i Ekonomicznych
(Z-11)
Koncepcja
standardów komunikacji elektronicznej
dla
systemów telematycznych w transporcie
Praca nr 11300059
Warszawa, grudzień 2009
Koncepcja standardów komunikacji elektronicznej
dla systemów telematycznych w transporcie
Praca nr 11.300.05.9
Słowa kluczowe: telematyka, inteligentny transport, informacja transportowa, standaryzacja,
społeczeństwo informacyjne
Kierownik pracy: dr inż. Kornel B. Wydro
Wykonawca pracy: dr inż. Kornel B. Wydro
Kierownik Zakładu Problemów Regulacyjnych i Ekonomicznych:
mgr Mirosław Fereniec
© Copyright by Instytut Łączności, Warszawa 2009
Spis treści
1. Wprowadzenie ....................................................................................................................... 4
2. Informacja i komunikacja elektroniczna w strukturze transportu ......................................... 6
2.1.
Źródła informacji...................................................................................................... 10
2.2.
Informacje przetworzone.......................................................................................... 11
2.3.
Odbiorcy informacji ................................................................................................. 11
2.4.
Środki komunikacji .................................................................................................. 12
3. Standaryzacja informacji w systemach telematycznych ..................................................... 14
3.1.
Uwagi wstępne ......................................................................................................... 14
3.2.
Stan istniejący .......................................................................................................... 14
4. Koncepcja zasad standaryzacji ............................................................................................ 22
4.1.
Obszary zastosowań systemów telematycznych ...................................................... 24
4.2.
Warunki udostępniania informacji ........................................................................... 27
4.3.
Wymagania strukturalne odnośnie informacji ......................................................... 27
5. Wnioski................................................................................................................................ 29
Bibliografia............................................................................................................................... 31
3
1. Wprowadzenie
Coraz szersze rozpowszechnianie się i rozwój nowoczesnych systemów wspomagania działalności w transporcie, czyli tzw. systemów inteligentnego transportu, stał się możliwy dzięki
rosnącej dogodnej dostępności środków komunikacji elektronicznej. Jednakże rzeczywistym
czynnikiem sprawczym umożliwiającym postęp (także) w tym obszarze gospodarki jest dostępność informacji. Informacja bowiem, obok energii i środków technicznych, stanowi niezbędny czynnik w realizacji wszelkich zadań transportowych. Biorąc pod uwagę mnogość
różnorodność informacji pozyskiwanych lub możliwych do pozyskania, i wykorzystywanych
w systemach transportowych z różnym stopniem przydatności, a także ich wolumen, immanentne cechy samych informacji oraz środki operowania informacją i koszty związane z samą
informacją jak i środkami technicznymi służącymi do operowania informacją, należy uznać
za ważne dążenie do racjonalizacji działań w obszarze gospodarowania informacją, ze szczególnym wyróżnieniem pozyskiwania, wymiany i wykorzystania informacji podstawowych
czy krytycznych dla bezpiecznego i efektywnego realizowanie procesów transportowych.
Biorąc pod uwagę że technika komunikacji elektronicznej ze względu na swoją uniwersalność
jest dość dobrze porządkowana działaniami normalizacyjnymi, powstała celowość – i narasta
potrzeba – podjęcia działań porządkujących sytuację także w zakresie informacji jako takiej.
W szczególności, oznacza to dążenie do utworzenia odpowiednich reguł szeroko rozumianego
zarządzania informacją transportową, tworzenia standardów 1 i norm, które byłyby stosowane
w poszczególnych obszarach potrzeb informacyjnych w transporcie, zapewniając, obok wysokiej efektywności działania poszczególnych systemów, także wysoki stopień spójności
działań transportowych, ale także – a może w pierwszym rzędzie – ich bezpieczeństwo.
W stosunku do istniejącego stanu wynikłego z przypadkowego (ściślej – nie sterowanego)
rozwoju systemów telematycznych [30], oznaczałoby to uporządkowanie sposobów operowania informacją w zależności od jej treści, co przyniosłoby zarówno oszczędności wskutek
pozbycia się działań i informacji nadmiarowych, a także zyski wynikające z efektywniejszego
działania systemów, bowiem w obecnym stanie rzeczy mało skoordynowana i często niekompatybilna wymiana informacji pomiędzy systemami i urządzeniami różnych producentów z
reguły wymaga dodatkowych nakładów, a także stanowi dużą barierę przy wprowadzaniu
dodatkowych funkcji w trakcie użytkowania systemu [27]. Natomiast w szczególności uwydatniające się ostatnio tendencje intermodalności transportowej i wspomnianego już zwiększenia bezpieczeństwa w transporcie oraz poszerzenia dystrybucji informacji do milionów
odbiorców indywidualnych 2 (o bardzo zróżnicowanych profilach potrzeb) wymagają współpracy systemów i – w pewnym zakresie – ich zamienności czy zastępczości funkcjonalnej
[19, 9, 8, 22]. W tym stanie rzeczy wyraźnie wyłania się celowość uporządkowania aktywności informacyjnej, opartego na operacyjny uwzględniania zawartości (treści) przekazywanych
informacji i w zależności od tej zawartości – jej przyporządkowanie użytkowe.
W wielu przypadkach uporządkowanie takie jest już realizowane, niemniej wiele obszarów
pozostaje do odpowiedniego uporządkowania i uregulowania, istotnego z różnych – obok
pożądanej spójności – przyczyn. Wymaga to w pierwszym rzędzie identyfikacji i usystematyzowania zbiorów użytkowników informacji oraz ich potrzeb w tym zakresie, sklasyfikowania
rodzajów informacji, ich cech i rozmiarów oraz użytkowego znaczenia, identyfikacji źródeł
informacji, a także – zdefiniowania środków technicznych do operowania informacją niezbędnych lub przydatnych. W tym ostatnim obszarze głównym elementem, od którego zależy
1
Przez standard rozumie się tu przeciętną normę, przeciętny typ, wzorzec, model [Słownik wyrazów obcych
PWN, PWN, Warszawa, 1971], a nie normę w sensie ogólnie przyjętej, wymaganej miary.
2
Poszerzenie to zintensyfikowało się wraz z rozpowszechnieniem komunikacji ruchomej
4
spójność działań i kompatybilność, są protokoły komunikacji wewnątrz- i międzysystemowej
w tym w szczególności np. systemów zarządzania ruchem.
Warto podkreślić, że opracowanie tak rozumianych zasad, reguł i standardów operowania
informacją stanowi oczekiwanie zarówno dostawców systemów i urządzeń, jak i administracji
kierującej rozwojem i unowocześnieniem funkcjonowania transportu. Zadaniu temu winny
sprostać odpowiednie ośrodki badawczo-rozwojowe działając w strukturach interdyscyplinarnych.
Stąd pomysłem i celem niniejszej pracy jest sformułowanie podstawowych warunków i założeń dla budowy takiego spójnego systemu operowania oraz zarządzania informacją i jej wymianą w obszarze struktur inteligentnego transportu. Z obserwacji i kontaktów z zainteresowanymi środowiskami wynika, że przygotowanie podstaw do opracowania takich zasad i
reguł odnoszących się również do tworzenia standardów i norm, byłoby dobrą przesłanką o
starania zlecenia ich opracowania Instytutowi Łączności. Jednocześnie trzeba podkreślić, że
badania w tym zakresie wpisują się tematycznie i merytorycznie w zagadnienia ogólnego
rozwój telekomunikacji oraz informatyki, więcej – obszarów budowy konkretnych nowoczesnych systemów związanych z transportem, a więc nowymi polami badawczymi i implementacyjnymi.
W szerszym ujęciu stanowić będą również wkład w metodykę systematyzowania i racjonalizowania komunikacji informacyjnej w innych dziedzinach gospodarki, co może być także
wykorzystane przy konstruowaniu różnych planów rozwojowych w obszarze szeroko rozumianej komunikacji elektronicznej społeczeństwa informacyjnego.
5
2. Informacja i komunikacja elektroniczna w strukturze transportu
Rozwój współczesnych systemów transportowych opiera się na wprowadzaniu telematycznych systemów transportowych polegających w istocie na działaniach związanych z intensyfikacją pozyskiwania, wymiany i wykorzystania wszelkiej możliwej informacji przydatnej do
poprawy działania szeroko rozumianego transportu [11, 21, 26]. Tendencja ta nosi utrwaloną
już nazwę budowy inteligentnych systemów transportowych (ITS 3 ), adekwatnych do potrzeb
tzw. społeczeństwa informacyjnego i gospodarki opartej na wiedzy. Pod względem technicznym jest to kwestia tworzenia i instalowania urządzeń do pozyskiwania odpowiedniej informacji, jej dystrybucji i wykorzystania doskonalącego procesy transportowe oraz uzyskiwania
związanej z tym pożądanej lub niezbędnej interoperacyjności systemów. Interoperacyjność ta
oznacza przede wszystkim objęcie usługami informowania użytkowników wszystkich systemów transportowych spójną formułą informacyjną, zapewniającą wiarygodną, aktualną i
wystarczającą informację, jaką można lub należy pozyskać ze wszystkich odpowiednich
źródeł, a następnie udostępnić do wykorzystania możliwie wszystkim zainteresowanym odbiorcom, możliwie także, stosownie do ich oczekiwań. Powoduje to potrzebę zwrócenia
szczególnej uwagi na problemy przepływów informacji w systemach telematycznych i między nimi oraz zapewnianie optymalności rozwiązań stosowanych dla realizacji tych przepływów. Istotą problemu optymalności jest odniesienie się do treści tych informacji i ich adekwatności co do czasu i miejsca powstania i ważności, a nie samych operacji pozyskiwania,
przetwarzania i przekazywania.
Z punktu widzenia systemów inteligentnego transportu podstawową charakterystyką aktywności danego rodzaju transportu jest informacja wewnętrzna, generowana przez procesy
zachodzące w ramach tego rodzaju transportu, opisująca ich bieżące stany oraz informacja
zewnętrzna, opisująca wyczerpująco zewnętrzne okoliczności i uwarunkowania działania
danego procesu w danym rodzaju transportu, potrzebna do zapewnienia właściwego
i efektywnego działania tych systemów [28]. Szczególnie istotnym aspektem jest dynamika
rozpatrywanych procesów, z której wynika wielkość i wymiarowość strumienia danych.
Dynamika decyduje o tym, jak często, i które dane powinny być pobierane regularnie, które
mogą być pobierane doraźnie, okazjonalnie, a także to, które powinny być danymi czasu
rzeczywistego, a które mogą być dostarczane ze zwłoką.
Łączna ilość informacji, którą będzie występowała w systemie zależy zatem od tego jak wielki jest system, tj. jak liczne są jego elementy i procesy w nich zachodzące, jak są one rozdrobnione i rozrzucone geograficznie oraz jaka jest ich dynamika i dynamika zmian w ich
otoczeniu, a także – od rodzajów i zadań systemów informacyjnych, które je wykorzystują.
Jako obszar odniesień ilustrujących omawianą problematykę będzie tu przyjmowany transport
drogowy, który wskutek swojej specyfiki, charakteryzowanej rozbudowaną strukturą sieci
dróg o zróżnicowanych klasach, stanach i licznych podmiotach zarządzających, intensywnym
ruchem i silną zależnością od uwarunkowań środowiskowych, jest obszarem zastosowań
największej gamy zróżnicowanych aplikacji telematycznych. Podkreślić przy tym warto, że w
wyniku nowych możliwości technicznych pobudzających inwencję konstruktorów i nowych
zapotrzebowań użytkowników, różnorodność tych zastosowań stale wzrasta, a dotychczasowe
są zazwyczaj istotnie doskonalone – co w sumie silnie zwiększa zapotrzebowanie na informację [21, 26].
W odniesieniu do transportu drogowego można wskazać, że mamy tu do czynienia z milionami uczestników ruchu (pojazdów, kierowców, pasażerów, pieszych itp., ale i np. zwierząt, o
3
Dla wskazania tej tendencji rozwojowej w transporcie utrwaliło się w światowym piśmiennictwie i komunikacji miedzy specjalistami stosowanie skrótu ITS – od Intelligent Transport Systems.
6
których możliwości pojawienia się jest potrzebna informacja), których zachowania generują
sumarycznie ogromne liczby danych, ale i którzy (w większości) także potrzebują określonych danych dla efektywnej realizacji swoich celów transportowych. Użytkownicy ci mają
zróżnicowaną dynamikę (zdolność ruchową, szybkość przemieszczania się) i ich zachowania,
a wraz z tym zachowania się całych strumieni ruchu, mają samoistne własności losowe z
wyraźnymi cechami niestacjonarności, przy czym są one także poddawane oddziaływaniom
wynikającym z procesów sterowania lub zarządzania, co dodatkowo komplikuje informacyjny opis tych procesów. Ruch drogowy, tak jak i inne procesy transportowe odbywa się w
przestrzeni i czasie, i w takim ujęciu musi być opisywany.
Jak już wspomniano, obok danych dotyczących samego ruchu drogowego, potrzebne są dane
dotyczące obszaru środowiskowego, tj. o stanie dróg, warunkach pogodowych itp., mające
również właściwości losowe. Dynamika tych zjawisk jest już mniejsza, a więc przynajmniej
aktualizacja (odświeżanie) danych nie musi następować tak często. Warto w tym miejscu
wspomnieć i to, że z natury rzeczy wiele zachowań ruchowych zależy od intensywności ruchu
i warunków, w jakich on się odbywa: inne właściwości dynamiczne ma np. ruch miejski, a
inne ruch autostradowy, co odnosi się też do zmienności stanu otoczenia.
Aby w przybliżeniu zilustrować omawiany obszar informacyjny, poniżej przytoczono niżej
bardziej szczegółową listę potrzeb informacyjnych systemów transportu drogowego. Potrzebne są zatem następujące zbiory podstawowych informacji:
a) dla wszystkich użytkowników – o stanie sieci drogowej i ruchu, obejmujące dane dotyczące m.in.:
–
–
pojemności odcinków drogowych i ruchu na nich, miejsc natłoku, ruchu na skrzyżowaniach, rozmieszczeniu i pojemnościach miejsc parkingowych, czasowych
ograniczeniach ruchowych, średnich wielkościach ruchu (z podziałem na rodzaje
pojazdów, rodzaje dni, pory dnia tygodnia, porę doby) itp.,
modyfikacjach oczekiwanego natężenia ruchu wskutek natłoków i wyłączeń, odcinków dróg oraz szczególnych wydarzeniach, rozkładach jazdy transportu publicznego.
b) do zarządzania ruchem niezbędne są informacje o:
–
lokalnych natężeniach ruchu na odcinkach drogowych (wielkość ruchu, średnie
prędkości różnych rodzajów pojazdów, opóźnienie wskutek ustawień czasów
świateł sygnalizacyjnych),
– ulicach z parkowaniem, korkach, wolnych przestrzeniach parkingowych,
– wielkościach strumieni ruchu na skrzyżowaniach, strumieniach ruchu w sieci
w postaci macierzy ruchu (początek podróży – punkt docelowy podróży),
– o wypadkach, warunkach atmosferycznych.
c) dla podróżnych potrzebne są informacje takie jak:
– średnie prędkości i średnie opóźnienia na zagregowanych odcinkach w sensie
jakości obsługi ruchu,
– dostępność transportu publicznego, informacje wypadkowe, informacje pogodowe.
d) dla kierowców pojazdów potrzebne są dane o:
–
własnym położeniu, prędkości w stosunku do drogi oraz w stosunku do sąsiednich
pojazdów w strefie możliwego wzajemnego oddziaływania,
7
–
–
widoczności, stanie nawierzchni (oblodzenie, śliskość i in.), planowanych lub sygnalizowanych działaniach współużytkowników drogi (zmiana pasa ruchu),
położeniu punktu docelowego jazdy.
e) do realizacji poboru opłat drogowych wymaga się danych o:
–
rodzajach pojazdów, klasach emisji spalin, numerach rejestracyjnych pojazdów,
numerach kont bankowych właścicieli pojazdu, wadze ładunku, a niekiedy i jego
charakteru (ładunki niebezpieczne).
f) do skutecznego wykrywania i zarządzania wypadkami potrzebne są dane o:
–
–
rodzajach poszczególnych wypadków (przerwanie ruchu, kraksa, wypadek
z ofiarami, zjechanie z drogi),
ich miejscach i czasie, rodzaju potrzebnej pomocy.
g) do analizowania warunków środowiskowych wymagana jest informacja (z określeniem
miejsca i czasu) o:
–
–
nieprzychylnych czynnikach pogodowych (deszcz, śnieg, mgła, zakres widoczności), jakości powietrza, (smog, zanieczyszczenia), jasności / ciemności,
stanu nawierzchni (lód, śliskość, uszkodzenia).
h) dla transportowych firm komercyjnych wymaga przekazywania danych o:
–
rodzajach ładunków (szczególnie niebezpiecznych), trasie, danych logistycznych
taboru;
i) dla potrzeb transportu publicznego niezbędne są dane dotyczące:
–
–
–
harmonogramów jazdy,
aktualnych opóźnień lub wyłączeń,
zapotrzebowania na przewóz na poszczególnych trasach.
j) do realizowania usług bezpieczeństwa potrzebne są informacje o:
–
–
wezwaniach pomocy,
wykrywaniu wrażliwych użytkowników drogi (np. wózki inwalidzkie), wykrywaniu pieszych przebywających w miejscach nie wskazanych.
Informacje te muszą być pozyskiwane przede wszystkim z sieci drogowych ruchu kołowego
(stan i parametry ruchowe odcinków dróg, mostów, wiaduktów, tuneli, wyłączenia i ograniczenia ruchu itp.), ale także dróg kolejowych (stan i parametry ruchowe odcinków torów,
mostów, wiaduktów, tuneli, wyłączenia prace torowe itp.) oraz dróg wodnych (stan i parametry ruchowe szlaków wodnych, wyłączenia i ograniczenia ruchu itp.) i w jakimś stopniu –
ruchu lotniczego.
Informacyjne charakterystyki współistniejących systemów transportowych mają odmienne
cechy dynamiczne. Transport morski, ma liczby jednostek pływających są znacznie mniejsze,
szybkość ich przemieszczania się również znacznie mniejsza, jednostki cechuje na ogół duża
bezwładność, natomiast środowisko (otoczenie) wprowadza tu specyficzne ograniczenia i
uwarunkowania. Ta mniejsza dynamika generuje mniejsze ilości informacji, ale specyfika
uwarunkowań nastręcza istotne trudności 4 w sterowaniu obiektami transportowymi, a więc i
4
Występują tu duże wartości stałych czasowych i duże opóźnienia, a także wiele danych pochodzi z procesów
losowych i prognoz, co przekłada się na złożoność algorytmów sterowania ruchem obiektów.
8
w sterowaniu ruchem, co wymaga z kolei bardziej sprawnych urządzeń przetwarzania informacji. Transport lotniczy, jak łatwo zauważyć, ma też swoją specyficzną dynamikę (duże
szybkości), ale i tą szczególną zaletę, że jest wyposażany od dawna w rozwijane i sprawdzone
systemy zapewniające uporządkowanie i zabezpieczenie ruchu, funkcjonujące w oparciu o
uporządkowane procedury informacyjne. Charakterystyki otoczenia są w tym przypadku
wyznaczane w odniesieniu do korytarzy lotniczych, w których jednak warunki też ulegają
zmianie, przede wszystkim w strefach startów i lądowań.
Z punktu widzenia transmisji informacji ważne jest podkreślenie, że w dominującej części
przypadków w transporcie informacje powinny być dostarczane do obiektów ruchomych, co
stanowi dodatkowe utrudnienie 5 w realizacji systemów informacyjnych, ale i ze względu na
zabezpieczenia transmisyjne, powiększa objętości przekazywanych informacji.
Wszystkie rodzaje transportu potrzebują dodatkowo informacji o innym niż środowiskowe,
pomocniczym czy towarzyszącym otoczeniu. Chodzi tu o otoczenie usługowe, tj. świadczące
usługi względem pasażerów i kierowców, obsługę przewożonych ładunków i samych środków transportu, a także - odnośne struktury administracyjne. Informacje pochodzące z tych
obszarów są dla odmiany względnie stałe i na ogół mogą być gromadzone przed podróżą,
w warunkach stacjonarności.
Z powyższego wynika, że w odniesieniu do poszczególnych rodzajów transportu mogą – bądź
powinny – być stosowane specjalizowane rozwiązania teleinformatyczne, jednak ich podstawowe struktury informacyjne pozostają podobne, co ma odbicie w strukturach architektonicznych ITS [13]. Także poszczególne aplikacje podstawowe dotyczące wymiany i przetwarzania informacji mogą być jednakowe, co z kolei rodzi również zasadność i potrzebę działań
normalizacyjnych w zakresie telematyki transportu.
Ogólnie łatwo zauważyć, że z punktu widzenia systemów telematycznych ważnymi elementami charakterystyk informacyjnych danego rodzaju transportu są:
–
–
–
–
–
–
–
ilość informacji wynikająca z rozmiarów i dynamiki danego rodzaju transportu,
ilość informacji wynikająca z potrzeb komunikacji z otoczeniem, w tym innymi
rodzajami transportu,
niezbędna częstość aktualizacji (odświeżania) informacji,
potrzeby realizacji procesów informacyjnych w czasie rzeczywistym,
potrzeby transmisyjne odnośnie do wymiany informacji z innymi rodzajami transportu i otoczeniem,
potrzeby gromadzenia i analiz informacji,
potrzeby prognozowania stanów procesów transportowych i przyjmowane horyzonty tego prognozowania.
Jak wspomniano, liczba oraz przepływy informacji w systemach telematycznych zależą od
rodzaju i struktury tych systemów, w szczególności od tego, gdzie i jak informacja jest pobierana, przetwarzana i dystrybuowana. Dobrą podstawą do analizy przepływów strumieni informacji w takich systemach, jest koncepcja podziału strukturalnego wyróżniającego systemy,
podsystemy i terminatory, jak to ma miejsce w projekcie FRAME [13]. W systemie telematycznym wyróżnia się wówczas ścieżki komunikacji między tymi elementami, przy czym
terminator jest tu definiowany jako łącze miedzy strukturą telematyczną i wyróżnionym
elementem otoczenia. Analizując opisy realnych systemów przytoczone w literaturze [23],
można stwierdzić, że przepływy te charakteryzują się następującymi cechami [29]:
5
W ostatnich latach rozwój telekomunikacji ruchomej znacząco łagodzi te trudności.
9
–
–
–
–
–
–
na ogół mała liczba informacji (bitów) w poszczególnych przesyłkach,
względnie niska częstość kolejnych transmisji z danego źródła,
dużo krótkich informacji równoległych do jednego odbiorcy,
duża łączna liczba realizowanych przesyłek,
występowanie transmisji wymagającej uwiarygodnienia,
wymaganie instalowania zróżnicowanego sprzętu (zarówno na pojazdach jak i infrastrukturze) niezbędnego do uzyskiwania, transmisji, przetwarzania i prezentowania informacji, w tym z wymaganiami ograniczeń zasięgu lub dostępu.
2.1. Źródła informacji
Ogólnie, jak w każdym dużym systemie obejmującym przetwarzanie informacji, można wyróżnić źródła jej pochodzenia. Są to:
–
obiekty i procesy obserwowane,
–
przetworzone zbiory danych.
oraz
W transporcie, wyróżniającymi się zbiorami obiektów i procesów obserwowanych dostarczających informacji są wyposażenia informacyjne infrastruktury transportowej, środki transportu oraz osoby i instytucje biorące udział w tych procesach.
Przykładami wyposażenia infrastrukturalnego są: detektory i mierniki pojazdów (w tym np.
fotoradary, wagi), stacje meteorologiczne, czujniki środowiskowe, systemy obserwacyjne
(kamery), czujniki ruchu osobowego, elementy systemów bezpieczeństwa (odbiorniki sygnałów alarmowych) itp.
Wyposażenie pojazdów generujące informacje to elementy systemów ostrzegawczych, odbiorniki/nadajniki systemów pozycjonowania oraz systemów alarmowych (np. systemu
eCall), systemy rejestracji ruchu, i w niektórych specjalistyczne systemy pomiarowe (Floating Car Data) 6 .
Informacje przekazywane od osób biorących udział w procesach transportowych, to te przekazywane przez osoby przemieszczające się (chodzi tu o informacje dotyczące procesów
transportowych), zarówno osobiste, jak i korporacyjne czy instytucjonalne. Szczególne zbiory
informacji dotyczą sterowania ruchem i są przekazywane do urządzeń infrastruktury (pobocza). Należą do nich informacje przekazywane do operowania światłami sygnalizacyjnymi,
znakami zmiennej treści, komunikaty radiowe i in. informacje doraźne.
W sumie, wymienione wyżej źródła dostarczają informacji krótkookresowych lub jednorazowych (zdarzenia incydentalne).
6
Obecnie samochody są wyposażane w coraz bardziej integrowane operacyjnie systemy takie jak ABS (Antilock Braking System), ACC (Adaptive Cruise Control) – adaptacyjnej kontroli szybkości ruchu, EBS
(Electronic Brake assist System ), ESC – elektronicznej stabilizacji toru jazdy, układ wykrywania martwych
punktów lub wspomagania zmiany pasa ruchu, LDWS (Lane Departure Warning Systems) – rozpoznawania
pasa ruchu kontroli prędkości, WLDW (Wireless Local Danger Warning) – ostrzegania o lokalnym niebezpieczeństwie i in. [8].
10
2.2. Informacje przetworzone
Ważną grupę źródeł stanowią różnorodne ośrodki gromadzenia i przetwarzania informacji
doraźnych, dostarczające informacji przetworzonych. Przez informacje przetworzone będziemy tu rozumieli wyniki analiz długookresowych, analiz średniookresowych, a także informacje pozyskiwane w wyniku kwerend z baz (hurtowni) danych.
Typowymi informacjami z analiz długookresowych są np. informacje zawarte w prognozach
pogodowych lub prognozach rozpływu ruchu w sieci drogowej. Natomiast informacje określające strategie w sterowaniu ruchem w różnych okolicznościach (miasto, wieś, drogi łączące
ośrodki zamieszkałe), sposoby reagowania na poszczególne typy wypadków, czy sterowanie
flotą pojazdów, można zaliczyć do informacji wynikłych z analiz średniookresowych. Do tej
klasy zaliczyć można też informacje zebrane w wyniku obserwacji i rejestracji obrazów przejazdu pojazdów z ich identyfikacją, czy wyniki ważenia pojazdów komercyjnych.
Rozróżnienie długo- i średnio-okresowości, ma uzasadnienie z punktu widzenia częstości
pobierania tych informacji oraz ich nieregularności treściowej.
2.3. Odbiorcy informacji
Krytycznym zbiorem bazowym dla celów rozważanego porządkowania informacji w systemach telematyki transportu są odbiorcy i użytkownicy informacji. Ich rodzaje przesądzają o
tym, jakiego typu i o jakiej jakości informacje są im potrzebne, kiedy i gdzie mają być dostarczone. Wyróżnić w śród nich trzeba następujące kategorie i podkategorie [27]:
–
–
–
–
–
Służby (Policja, służby graniczne, służby opieki zdrowotnej, służby ochrony środowiska, służby zarządzania kryzysowego itp.);
Systemy ratownictwa (ratownictwo wypadkowe osób, ratownictwo w sytuacjach
zagrożeń żywiołowych, itp.), pomocy drogowej (pomoc pokolizyjna, holowanie,
itp.), utrzymania dróg i ruchu (bieżące działania naprawcze, doraźna reorganizacja
ruchu);
Systemy informacyjne (informacji drogowej o stanie dróg, objazdach, parkingach,
pomocy drogowej, itp., informacji pogodowej o warunkach pogodowych na poszczególnych trasach, stanie jezdni i szlaków kolejowych lub wodnych, itp., informacji dla podróżnych o rozkładach jazdy, połączeniach, warunkach klimatycznych, punktach usługowych dla podróżnych, itp., pomiarowe ruchu dla potrzeb
systemów sterowania ruchem miejskim, ruchem na drogach poza miejskich, dla
potrzeb planowania rekonstrukcji i budowy dróg, itp., lokalizacji pojazdów lokalizacji naziemnej, systemy lokalizacji satelitarnej (GPS), systemy lokalizacji antykolizyjnej itp.);
Instytucje administracyjne (administracja krajowa, w tym Ministerstwo Infrastruktury, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, administracja lokalna, tj.
związane z problemami dróg i transportu instytucje administracji wojewódzkiej i
samorządowej także Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.);
Operatorzy korporacyjni (firmy i przedsiębiorstwa transportowe, inne świadczące
usługi pomocnicze itp., udostępniające infrastrukturę, przedsiębiorstwa utrzymania
dróg, firmy budowlane infrastruktury, firmy remontowe itp., serwisu pojazdów i
taboru transportowego, drogowych maszyn budowlanych itp., obsługi podróżnych,
tj. biura podróży, punkty informacyjne, call-centra, motele, zajazdy, restauracje,
itp.);
11
–
–
–
–
–
Podróżni (kierowcy pojazdów indywidualnych, kierowcy transportu publicznego,
kierowcy pojazdów transportowych, rowerzyści, piesi, pasażerowie pojazdów indywidualnych, transportu publicznego, kolei, statków wodnych);
Pojazdy transportowe (ciężarowe, wagony, barki, itp., pojazdy publicznego transportu osób, transportu indywidualnego, itp.);
Instytucje rozwojowe i edukacyjne (jednostki badawcze specjalistyczne i uczelniane, pracownie projektowe itp., instytucje szkoleniowe i edukacyjne);
Instytucje finansowe;
Instytucje prawne.
Obok tego, wymianą danych zajmują się także obiekty wewnątrz-systemowe, takie
jak:
– węzły połączeń intermodalnych (systemy komunikacji między systemami transportu drogowego, kolejowego, żeglugi śródlądowej, żeglugi morskiej, transportu
lotniczego),
– systemy sterowania rozpływem danych (systemy organizacji wymiany informacji
między poszczególnymi podmiotami – elementami hiperstruktury transportowej 7 ,
systemy gromadzenia danych, strona internetowa),
– centra koordynacji i sterowania (systemy przetwarzania informacji oraz systemy
sterowania transportem, zarządzania i utrzymania infrastruktury, koordynacji działań elementów hiperstruktury transportowej, współdziałania z systemami krajów
sąsiadujących).
2.4. Środki komunikacji
Z punkty widzenia informacyjnego w obszarze komunikacji elektronicznej nie jest istotny
rodzaj środków transmisji, chociaż wybór w tym względzie ma znaczenie pod względem
niezawodności, zdolności transmisyjnej i kosztów. Ważne jest natomiast, by informacja była
przesyłana w uzgodnionych formatach, zapewniających wzajemną komunikatywność elementów systemu.
W zastosowaniach telematycznych wyróżnić można systemy komunikacji:
–
–
–
–
–
–
między pojazdami a informacyjnym wyposażeniem infrastruktury,
pojazdów miedzy sobą,
pojazdów z centrami systemów informacyjnych i usługowych,
informacyjnego wyposażenia infrastruktury z centrami systemów informacyjnych i
usługowych,
kierowców z interesujących ich elementami otoczenia informacyjnego,
między współpracującymi informatycznie elementami wyposażenia wewnątrz poszczególnych pojazdów 8 .
Ponieważ ciągle doskonalące się sposoby przekazu informacji także stanowią o możliwości
rozwoju telematycznych systemów transportu, można oczekiwać, że będą kontynuowane
prace nad integracją środków i sposobów wymiany informacji w inteligentnych systemach
transportu, a przede wszystkim nad ujednoliceniem protokołów przekazu informacji, sposo7
Przez hiperstrukturę transportu rozumie się tu infrastrukturę drogową, pojazdy, użytkowników oraz powiązane
z tym otoczenie (z ich odpowiednikami powietrznymi i wodnymi) wraz z systemami sterowania.
8
W nowoczesnych pojazdach samochodowych stosuje się obecnie różne rozwiązania zintegrowanej sieci informatycznej. Są to np: magistrala CAN; magistrala lokalna LIN (Local Interconnect Network); magistrala optyczna MOST (Media-Oriented Systems Transport); magistrala optyczna ByteFlight oraz magistrala FlexRay [8].
12
bów jej selekcji i dystrybucji, z dążeniem do automatycznych translacji językowych i dedykowanych personalnie pakietów informacyjnych [8]. Z drugiej strony silnie rozwinięte stacjonarne i ruchome sieci transmisyjne pozwalają także oczekiwać na tworzenie dedykowanych
sieci dla potrzeb transportu.
Ze względu na wagę przekazywanych informacji powinny to być sieci o odpowiednio wysokim poziomie bezpieczeństwa i wiarygodności, certyfikowane w odniesieniu do jakości i
dostępu. Dotyczy to przede wszystkim sieci wykorzystywanych do przekazywania informacji
związanych z bezpieczeństwem ruchu i realizacją operacji finansowych. Warto także zwrócić
uwagę na zjawisko konwergencji w obszarze przekazu informacji i związaną z tym uniwersalizacją terminali komunikacyjnych (komórka z aparatem fotograficznym, GPS’em i usługami
SMS’owymi), co bez wątpienia znajdzie szerokie zastosowanie w transporcie.
Z zadaniami porządkowania gospodarki informacją transportową wiążą się dość ściśle oczekiwania co do kierunków rozwoju komunikacji elektronicznej dla systemów telematycznych
ITS. Wg [7] zachodzi w tym względzie potrzeba:
–
–
–
–
–
–
Identyfikacji wymiany informacji między elementami warstwy transportowej,
Specyfikacja niezbędnych rodzajów łączności elektronicznej,
Specyfikacja wymaganych przepływności w przewidzianych kanałach telekomunikacyjnych,
Specyfikacja sposobu organizacji poszczególnych typów kanałów komunikacji
elektronicznej,
Identyfikacja systemów lub technologii telekomunikacyjnych odpowiednich dla
realizacji warstwy komunikacji elektronicznej, z uwzględnieniem zakładanego
rozwoju systemu ITS.
Opracowanie modelu odniesienia dla warstwy łączności elektronicznej oraz specyfikacja krytycznych interfejsów, wymagających standaryzacji.
Identyfikacja wymiany informacji między elementami warstwy transportowe wymaga określenia obszarów działania systemów telematycznych oraz wyróżnienia w wydzielonych obszarach działania tych klas elementów, które są zaangażowane w proces przekazywania informacji. Natomiast specyfikacja wymaganych przepływności w kanałach telekomunikacyjnych systemu ITS powinna być oparta na określeniu typu usługi telekomunikacyjnej i wymaganej minimalna przepływność informacyjna kanału w każdym z kierunków transmisji.
Takie podejście pozwoli na wskazanie istotnie niezbędnych rodzajów środków komunikacji
elektronicznej dla realizacji przepływu informacji pomiędzy elementami (systemami telematycznymi), aby możliwe było świadczenie usług spełniających oczekiwania użytkowników.
Przedstawiony tu w zarysie sposób identyfikacji systemów lub technologii telekomunikacyjnych odpowiednich dla realizacji warstwy komunikacji elektronicznej systemu ITS, z
uwzględnieniem zakładanego jego rozwoju wskazuje na to, że pierwotnym przedsięwzięciem
winno być uporządkowanie w zakresie zagadnień informacyjnych systemu, co podkreśla rolę
i znaczenie omawianego w niniejszym opracowaniu zagadnienia.
13
3. Standaryzacja informacji w systemach telematycznych
3.1. Uwagi wstępne
Łańcuch przepływu informacji od jej powstania do wykorzystania, można pod względem
wyposażenia technicznego określić następująco:
czujnik
przetwornik
urządzenia transmisyjne
urządzenia
przetwarzania
urządzenia transmisyjne
urządzenia wykorzystania
bądź prezentacji
Rys. 1. Ogólna struktura przepływu informacji
W typowym przypadku, jak wynika z rys. 1, łańcuch ten tworzą kolejne urządzenia przekształcające co najwyżej postać informacji, ale nie ingerujące w jej treść. W zakresie tych
operacji technicznych odnośne regulacje porządkujące mają formę norm dotyczących technicznych parametrów wyposażenia i ta dziedzina działalności porządkującej i wspomagającej
rozwój jest dostatecznie zaawansowana. Jeśli jednak urządzenia przetwarzania były urządzeniami czynnymi w stosunku do treści, np. obejmowały selekcję informacji ze względu na jej
przydatność dla systemu, byłoby pożądane, by ich funkcjonowanie podlegało także jakimś
ustalonym regułom i zasadom. Do zagadnień tego typu regulacji czy standaryzacji odnosi się
właśnie niniejsze opracowanie.
3.2. Stan istniejący
Przegląd odnośnych publikacji wskazuje, że w ostatnich latach pojawiło się kilka projektów
rozwiązań telematycznych lub prac normalizacyjnych, zawierających elementy porządkowania i standaryzacji wymiany informacji. Jako przykładowe można wskazać:
–
–
–
–
System eCall z jego koncepcją minimalnego zbioru danych (MSD – Minimal Set
of Data)
Amerykański projekt NTCIP (National Transportation Communications for ITS
Protocol)
Europejski projekt TPEG (Transport Protocol Expert Group)
Niemiecki (miedzynarodowy) projekt OCIT (Open Communication Interface for
Road Traffic Control Systems).
Poniżej zostaną one pokrótce omówione.
14
Minimalny zbiór danych
Minimalnym zbiorem danych (MSD) nazwano zbiór danych, niezbędny do poinformowania
służb ratunkowych i pomocniczych o miejscu, czasie i warunkach zaszłego wypadku drogowego, przekazywany automatycznie lub ręcznie za pośrednictwem numeru 112 do najbliższego punktu przyjmowania zgłoszeń o wypadkach (PSAP – Public Safety Access Point) [8].
Przesyłany wówczas pakiet danych wywołania eCall musi zawierać: status wywołania eCall
(co najmniej informacje o tym, czy wezwanie uruchomiono ręcznie, czy też automatycznie),
numer identyfikacyjny pojazdu, czas zdarzenia, współrzędne miejsca zdarzenia oraz dane
określające operatora telekomunikacyjnego realizującego to połączenie. Szczegółową specyfikację poszczególnych pól pakietu przedstawiono w Tablicy 1.
Tabl. 1. Minimalny zbiór danych MSD wywołania eCall
Nr Nazwa pola Liczba
Typ Jednostka
pola
bajtów danych
1
Status
wywołania
eCall
1
B
Rodzaj
pola
M
2
Identyfikacja pojazdu
15
S
M
3
Znacznik
czasu
Lokalizacja
4
I
s
M
4
I
milliarcsec
M
4
I
milliarcsec
M
1
I
stopnie
M
4
I
IPV4
O
107
S
Będzie
zdefiniowana
O
4
5
6
Dostawca
usługi
Dane dodatkowe opcjonalne
Suma:
Znaczenie
Bit 7: 1 = automatyczna aktywacja eCall;
Bit 6: 1 = ręczna aktywacja eCall;
Bit 5: 1 = testowa aktywacja eCall;
Bit 4: 1 = brak zaufania co do pozycji;
Bit 3 ÷ 0: mogą być dodane typy
jednostek;
Numer identyfikacyjny pojazdu VIN
(Vehicle Identification Number) zgodny z
ISO 3779.
Czas zdarzenia wyrażony w sekundach
UTC.
Szerokość geograficzna miejsca zdarzenia
(WGS84).
Długość geograficzna miejsca zdarzenia
(WGS84).
Kierunek jazdy (na bazie ostatnich trzech
pomiarów lokalizacji).
Adres IP dostawcy usługi.
Inne dane, np. informacje dotyczące
zdarzenia, zakodowane w formacie XML.
140
Oznaczenia:
M
- pole obowiązkowe (Mandatory),
O
- pole opcjonalne (Optional),
B
- zmienna typu Byte (8-elementowy wektor wskaźników),
I
- zmienna typu Integer (liczba całkowita ze znakiem),
S
- zmienna typu String (ciąg znaków ASCII),
IPV4 - format adresu wg IP wersja 4.0.
Źródło: [8]
15
Stosownie do przyjętych ustaleń, pakiet MSD wywołania eCall obligatoryjnie musi zawierać
cztery pierwsze pola. Natomiast pola dostawcy usługi oraz danych dodatkowych, aczkolwiek
zalecane do wykorzystania, nie muszą w nim występować. Przy tym, o ile przeznaczenie pola
dostawcy usługi jest zdefiniowane, o tyle 107 bajtów pola 6-tego nie ma z góry sprecyzowanego przeznaczenia. Wydaje się, że pole to mogłoby być wykorzystane do zapisu niektórych
istotnych parametrów pojazdu w kilkunastu dyskretnych chwilach czasu, tuż przed wysłaniem
wywołania eCall, czyli – tuż przed zdarzeniem wypadku lub kolizji. Do zbioru takich parametrów bez wątpienia mogą należeć np.:
–
–
–
–
chwilowa szybkość pojazdu,
siła nacisku na pedał hamulca,
stan niektórych czujników elektronicznej stabilizacji toru jazdy,
stan czujników układu ABS, itp.
Wartości wyżej wymienionych parametrów, rejestrowane z częstością próbkowania zależną
od aktualnej prędkości pojazdu (częstość próbkowania powinna być tak dobierana, aby przy
danej szybkości pojazdu rejestrować jego przemieszczanie się na odcinkach nie większych niż
50-metrów), stanowiłyby swego rodzaju zapis „czarnej skrzynki samochodu”, pozwalającej
na bardziej wiarygodne, niż zeznania świadków, odtworzenie zachowania się pojazdów biorących udział w wypadku i tym samym – np. ustalenie winnego tego zdarzenia. Zapis ten
byłby rejestrowany nie tylko w pamięci RAM urządzenia pokładowego eCall, ale również w
bardziej pewnym miejscu, tzn. w bazie danych punktu PSAP. A zatem nawet całkowita destrukcja pojazdów biorących udział w wypadku (spalenie lub zmiażdżenie pojazdów) nie
pozbawi organów ścigania dowodów winy przeciwko sprawcy wypadku.
Procedura standaryzacyjna w zakresie MSD została przekazana do CEN/TC 278 “Road
Transport and Traffic Telematics”, gdzie powstała wcześniej już Grupa Robocza WG15
eSafety, zajmująca się normowaniem rozwiązań wynikających z innych inicjatyw Komisji
Europejskiej lub krajów-członków CEN, dotyczących bezpieczeństwa w transporcie (patrz
Draft EN 081018).
NTCIP
Grupa amerykańskich standardów dla komunikacji w transporcie zawarta w NTCIP [19]
określa otwarte, oparte na porozumieniu uczestników projektu stosowne do potrzeb tej komunikacji profile i protokoły, a także wspólne definicje danych. Standardy te pozwalają spełniać
wszelkie wymagania wynikające z potrzeb komunikacji w obszarach operowania urządzeniami sterownia ruchem i działania centrów zarządzania.
Ich stosowanie do zdalnego sterowania infrastruktura drogową i innymi urządzeniami zarządzania ruchem i transportem w ogóle, pozwala uzyskać niezbędną kompatybilność współdziałania systemów oraz zamienność wyposażenia. Ułatwia także wymianę informacji między
procesami transportowymi a ośrodkami zarządzania, co ma szczególne znaczenie w sytuacjach krytycznych. Otwartość strukturalna projektu sprzyja jego rozpowszechnieniu i doskonaleniu w drodze innowacyjnej aktywności konstruktorów i dostawców systemów i ich wyposażenia, bowiem nowe rozwiązania są łatwo włączane do istniejących struktur.
Przykładowo, NTCIP 1200 określa treści informacyjne niezbędne dla funkcjonowania centrum zarządzania i wyposażeniem drogowym sterowania ruchem, a także innymi centrami
zarządzania. Dla danych przekazywanych w komunikatach są tu określone takie elementy jak:
– składnia,
– dopuszczalne zakresy zmienności,
ale także mogą być wskazane
16
–
dopuszczalne sekwencje danych.
Dane gromadzone są w stosownych bazach danych i odpowiednio aktualizowane. Są one
gromadzone w następujących blokach obiektowych:
Typy danych i ich identyfikatory(ID)
Fazy sygnalizacyjne świateł
Dane wykrywania pojazdów
Dane wykrywania pieszych
Wzorce sterowania
Podział wzorców
Baza czasów sterowania
Dane o zajętości
– Dane o sekwencjach
– Dane kanałów komunikacji
– Dane o nakładaniu się stanów
– Harmonogramy
– Plany dzienne
– Konfiguracja zdarzeń
– Konfiguracja obiektów dynamicznych
– Właściciele obiektów dynamicznych
– Status obiektów dynamicznych
– Dane różne.
(Przez obiekty dynamiczne rozumiane są tu dane zmienne, takie jak: czas i data, odwzorowanie skrzyżowania, status skrzyżowania, wzorzec sterowania, dane detektorów, szczegóły
statusu.)
–
–
–
–
–
–
–
–
TPEG
TPEG Forum [24], jest zorganizowaną grupą ekspertów doświadczonych w technikach informacyjnych, mającą na celu wypracowanie metod i technik zbierania i dostarczania różnorodnym użytkownikom informacji związanej przede wszystkim ze sterowaniem ruchem i
informowaniem podróżnych, za pośrednictwem środków rozgłoszeniowych (radio, Internet).
Zakłada się tu kształtowanie hierarchicznie ustrukturowanej informacji, którą odbiorca będzie
uzyskiwał do wykorzystania w różnorodnych systemach informacyjnych, lub niezależnie
językowo, do użytku przez ludzi. Ma to być informacja również dla multimodalnych systemów transportu. Ważnym złożeniem jest też, że w strukturach informatycznych nie przewiduje się konieczności tworzenia dużych pomocniczych baz danych, w szczególności w urządzeniach odbiorczych klientów.
Ogólne dąży się do wypracowania modularnego zbioru narzędzi (standaryzowanych przez
CEN i ISO, uwzględniających już, lub perspektywicznie, zastosowania odnośnie do następujących aplikacji:
–
RTM (Road Traffic Message) – funkcjonujący system radiowy służący przekazywaniu różnorodnych informacji drogowych, przede wszystkim o wypadkach, przeszkodach powodujących natłoki i opóźnieniach, ujęty w specyfikacji ISO TS
18234-4 a także w specyfikacji TPEG BPN 027-4 Part 4, Road Traffic Message
Application - TPEG-RTM_3.0 /001;
17
–
–
–
–
–
–
PTI (Public Transport Information) – współpracujący z RTM system dostarczania
informacji o połączeniach kolejowych, autobusowych, lotniczych i wodnych
(promowych) 9 ;
Loc (Location referencing) – system pozycjonowania używany wraz innymi systemami usług informacyjnych opisany w specyfikacji TPEG BPN 027-6 Part 6,
Location Referencing for applications - TPEG-Loc_1.0/001;
PKI – (Parking Information) – system informacji parkingowych 10 ;
CTT (Congestion and Travel-Time) – system dostarczania kierowcom informacji o
poziomach zatłoczenia i szacowanych czasach podróży (rozpoczęte prace normalizacyjne);
TEC (Traffic Event Compact) – system informowania o wypadkach, współpracujący z urządzeniami systemów dynamicznej nawigacji drogowej (rozpoczęte prace
normalizacyjne);
WEA (Weather information for travellers) – system informacji pogodowej.
Również usługi w TPEG są klasyfikowane modularnie i obecnie są przypisane do następujących grup:
–
–
–
–
–
Aplikacje (np. RTM, PTI, PKI - jw.)
Środki transmisyjne (np. DAB 11 , DMB 12 , Internet)
Sposoby pozycjonowania (np. tabelaryczne (TMC) lub w ruchu w oparciu o mapy
lub bez nich, nie wymagające analizowania przez dekoder do bazy (mapa, tabela)
Urządzenia (np. nawigacyjne, dostępu Internetowego, komunikacji ruchomej)
Dostęp warunkowy (dostęp uprawniony użytkownika lub urządzenia lub swobodny, płatny lub bezpłatny)
Pojedyncza usługa stanowiąca kombinację powyżej wymienionych elementów jest nazywana
profilem. Przykładowo, może to być usługa wyświetlania wypadków na mapie i wskazywania
odpowiedniej zmiany trasy, czy dostarczanie informacji o transporcie publicznym za pośrednictwem telefonu komórkowego.
Z punktu widzenia zagadnień klasyfikacji informacji pod względem treści i struktury informacji istotne znaczenie ma dorobek zawarty w specyfikacji TPEG BPN 027-2 Part 2: Syntax,
Semantics and Framing Structure - TPEG-SSF_3.0/001 13 .
OCIT
Szczególnie ważnym elementem organizacji wymiany danych w systemach zarządzania
ruchem są protokoły komunikacji. Wymiana ta, często konieczna dla zapewnienia współpracy
urządzeń i systemów pochodzących od różnych producentów z reguły wymaga dodatkowych
nakładów na budowę różnorodnych interfejsów i oprogramowań, co stanowi duże utrudnienie
przy koordynacji działania tych systemów, ale także przy wprowadzaniu dodatkowych funkcji
i aplikacji w strukturach zarządzania ruchem. W takich przypadkach w różnych systemach
sterowania w ogóle stosuje się zasadę wprowadzania protokołów „otwartych” czyli opracowanych i unormowanych tak, aby obsługiwały urządzenia dowolnego w gruncie rzeczy producenta oraz budowania systemów skalowalnych. Dodatkową zaletą takich rozwiązań jest
stymulowanie konkurencji rynkowej.
9
Specyfikacja ISO TS 18234-5.
Przygotowywana specyfikacja ISO TS 24530-5
11
Digital Audio Broadcasting.
12
Digital Multimedia Broadcasting.
13
Opracowano także specyfikację dotyczącą wewnątrz-systemowej wymiany informacji BPN 027-3 TPEG Part
3, Service and Network Information - TPEG-SNI_3.0/001
10
18
Do takich rozwiązań należy standard stosowany już w wielu krajach europejskich 14 jest protokół OCIT (Open Communication Interface for Road Traffic Control Systems), będący
otwartym interfejsem komunikacji systemów sterowania ruchem (patrz [9]). Syntetyczna
charakterystykę tego systemu przedstawiono poniżej.
Dane w OCIT definiowane są jako obiekty, ale reguły ich definiowania mogą być również
stosowane także do innych specyficznych danych, odnoszących się do funkcji, które nieuwzględnionych w standardzie OCIT i wykorzystywane w systemie podobnie jak obiekty
standardowe. Przekazywanie wszelkich danych, realizowane zgodnie z regułami ISO OSI 15 ,
jest dokonywany za pomocą neutralnie zapakowanych plików, w których umieszczane są
wszelkie zróżnicowane i obszerne dane w dowolnych formatach określonych przez producentów urządzeń. Wskutek tego mogą być przez odbiorcę (w odróżnieniu od obiektów OCIT)
obsługiwane przy pomocy oprogramowania konkretnego producenta.
Standardy OCIT są określone w dwóch grupach zastosowań: OCIT-Outstation, obejmującej
komunikację między systemami nadrzędnymi i urządzeniami lokalnymi (np. sterowniki sygnalizacji, stacje pomiarowe, znaki zmiennej treści) oraz 234-4 OCIT-Instation, dotyczącej
wymiany informacji pomiędzy aplikacjami i systemami na poziomie centralnym.
Zdefiniowane są ponadto profile komunikacyjne: OCIT-O-Profil 1 dla połączeń analogowych
sterowników z systemami nadrzędnymi, oraz OCIT-O-Profil 2 dla podobnej komunikacji przy
pomocy sieci GSM. Wersja OCIT-Outstation 2.0 charakteryzuje się wprowadzeniem interfejsów OCIT-Instation. Nowymi funkcjami systemu są standaryzowane procesy wprowadzania
danych i przesyłania danych pomiędzy narzędziami dla inżynierii ruchu, systemami centralnymi i sterownikami sygnalizacji. Ważną, nową funkcją w OCIT-O V2.0 jest możliwość
zdalnego przekazu danych do urządzeń sterujących sygnalizacją świetlną.
Podstawowe dane oraz funkcje związane z Protokołem OCIT-O V2.0 zostały przedstawione
w Tabl. 2.
14
15
Między innymi w systemach sterowania ruchem w Warszawie i Krakowie.
Warstwowy model OSI Open System Interconnection
19
Tabl. 2. Główne funkcje informacyjne ujęte w protokole OCIT-O V2.0
OCIT-Outstations wersja 2.0 urządzeń sterujących sygnalizacją świetlną
OCITObsługa interfejsu OCIT-I VD-LSA zdalnej konfiguracji użytkownika
Instations
Obsługa interfejsu OCIT-I PD-LSA dla rejestracji danych procesowych
Konfigurowanie Standaryzowana, zdalna konfiguracja użytkownika:
• Komunikacyjne dane podstawowe (programy startowe i kończące, programy
sygnalizacyjne, czasy przesunięcia, międzyczasy i czasy minimalne)
• Zegar sterujący (lokalny program planujący)
• Akomodacja – metoda sterowania i parametry
Złożone strukturalnie wartości programu użytkownika (wartości AP)
Obszerne funkcje kontroli stanów konfiguracyjnych (wersje konfiguracji
użytkownika i producenta, zabezpieczenie danych, czytanie konfiguracji
użytkownika)
Pomiary
Rejestracja wartości pomiaru detektorów pojazdu wg TLS: Prędkość. Długość.
Rodzaj (8 klas pojazdów). Wartości liczbowe i średnia prędkość na klasę
pojazdów.
Rejestracja
Obsługa interfejsu OCIT-I PD-LSA do rejestracji danych procesowych
• Archiwum danych procesowych, które są często zmieniane
danych
• Konwencje nazywania wartości programu użytkownika
Metody czytania wartości programu użytkownika
Szybka rejestracja sygnalizacji do wizualizacji online
Rejestracja komunikacji telegramów OCIT-O do celów kontrolnych (śledzenie wewnętrzne i zewnętrzne)
Zgłaszanie
Komunikaty dot. procesu konfiguracji
Ustalanie części komunikatu, formaty i nazwy, cyfrowe wejścia i wyjścia,
grupy sygnałów, sygnalizator, komora sygnalizacyjna, potwierdzenia, status
faktyczny i identyfikator procesu
Obszerne i wygodne funkcje odczytywania informacji urządzenia i referencji do przykładów, np. czytanie wszystkich zadań na liście
Różne
Zdefiniowane funkcje urządzenia: centralny dostęp do systemu, centralne
polecenia przełączenia, tryb operacyjny, procedura odliczania wstecz,
skrzyżowanie częściowo bezkolizyjne, synchronizacja, licznik czasu. Telegram R09. Sieć wył., usterka usunięta, reset. Timeout, hasła.
Typy danych parametrów dynamicznych, np. do sterowania sieciowego i
innych procedur zmiany nazw domeny użytkownika.
Źródło: [9]
Działalność CEN i ISO
Typowo normalizacyjna działalność prowadzą oczywiście główne światowe instytucje normalizacyjne – CEN i ISO. Ich aktywność w obydwu instytucjach jest administracyjnie podzielona miedzy Grupy Robocze, przy czym ich struktury merytorycznie są do siebie zbliżone. Próba zidentyfikowania konkretnych odniesień do normatywów ustrukturyzowania informacji wymagałaby zapoznania się z konkretnymi normami, co w niniejszym ogólnokoncepcyjnym ujęciu nie jest możliwe16. Można tylko na podstawie uzyskanej dotąd wiedzy
16
Wymagałoby to odpowiednich nakładów finansowych (dostęp do norm jest płatny) i byłoby dosyć czasochłonne.
20
sądzić, że w każdej z nich mogą znaleźć się elementy związane z zasadami kształtowania
informacji, jaką operuje się w danym obszarze zastosowań.
Wykaz tych grup jest tu przytoczony jednak celowo, bowiem ich struktura wyznacza główne
obszary zastosowań rozwiązań telematycznych, co jest istotne z punktu widzenia metodyki
klasyfikacji informacji transportowej [3, 12, 25].
Tabl. 3. Grupy robocze CEN/TC 278
Grupa Robocza
CEN/TC 278/WG 1
CEN/TC 278/WG 2
CEN/TC 278/WG 3
CEN/TC 278/WG 4
CEN/TC 278/WG 7
CEN/TC 278/WG 8
CEN/TC 278/WG 9
CEN/TC 278/WG 10
CEN/TC 278/WG 12
CEN/TC 278/WG 13
CEN/TC 278/WG 14
CEN/TC 278/WG 15
CEN/TC 278/WG 16
Nazwa i przedmiot prac
Electronic fee collection and access control (EFC)
Freight and Fleet Management systems (FFMS)
Public transport (PT)
Traffic and traveller information (TTI)
Geographic road data (GRD)
Road traffic data (RTD)
Dedicated Short Range Communication (DSRC)
Man-machine interfaces (MMI)
Automatic Vehicle Identification and Automatic Equipment
Identification (AVI/AEI)
Architecture and terminology
After theft systems for the recovery of stolen vehicles
eSafety
Co-operative systems
Źródło: CEN - Technical committees - TC 278 - Intelligent transport systems.mht
Tabl. 4. Grupy robocze ISO/TC 204
Grupa Robocza
TC 204/WG 1
TC 204/WG 3
TC 204/WG 4
TC 204/WG 5
TC 204/WG 7
TC 204/WG 8
TC 204/WG 9
TC 204/WG 10
TC 204/WG 11
TC 204/WG 14
TC 204/WG 15
TC 204/WG 16
TC 204/WG 17
TC 204/WG 18
Nazwa i przedmiot prac
Architecture
TICS database technology
Automatic vehicle and equipment identification
Fee and toll collection
General fleet management and commercial/freight
Public transport/emergency
Integrated transport information, management and control
Traveller information systems
Route guidance and navigation systems
Vehicle/roadway warning and control systems
Dedicated short range communications for TICS applications
Wide area communications/protocols and interfaces
Nomadic Devices in ITS Systems
Cooperative systems
Źródło: ISO - Technical committees - TC 204 - Intelligent transport systems.mht
21
4. Koncepcja zasad standaryzacji
Niezmiernie bogata rozmaitość informacji opisująca stany zachodzące w dziedzinie transportu, jest nie mniejsza, a może nawet większa niż w innych dziedzinach gospodarki. Szczególnie w ostatnich dziesięcioleciach, przy niezwykle dynamicznym rozwoju i upowszechnieniu
technicznych środków operowania informacją, pojawiła się niezwykła mnogość informacji
dostępnej, lub możliwej do uzyskania, której część stanowi jednak repliki, a część jest bezużyteczna lub zgoła szkodliwa. Podobnie, jak w innych dziedzinach, w transporcie także mamy
do czynienia z nadmiarem treściowym i objętościowym informacji, a także z jej egzemplarzami fałszywymi lub błędnymi, co zmniejsza efektywność działań opartych na tych informacjach lub operacji przetwarzania tych informacji. Wzrost znaczenia informacji wynikający ze
wzrostu umiejętności i możliwości jej wykorzystania na rzecz zwiększenia efektywności
działania we wszystkich dziedzinach życia społecznego, spowodował także rozwój badań nad
tym specyficznym dobrem, zmierzających do usprawnienia jego wykorzystywania, m.in.
poprzez świadome celowe działania obejmujące doskonalenie zarządzania i gospodarki tym
dobrem, redukujące istniejącą przypadkowość i nadmiarowość.
Jest oczywiste, że podstawową grupą cech, jakimi powinna charakteryzować się informacja
stosowana w każdym rzetelnym systemie, są te jej cech jakościowe, które mogą być uznane
za krytyczne. Przy takim założeniu zazwyczaj przyjmuje się [32], że wszelka informacja w
systemie powinna być:
–
–
–
–
–
–
–
dostosowana treściowo i operacyjnie do potrzeb odbiorcy,
możliwie wyczerpująca znaczeniowo,
przypisana do miejsca i czasu,
kompletna i zwięzła,
komunikatywna, w tym łatwa to translacji językowej,
możliwie najbardziej aktualna,
weryfikowalna.
Aby przedsięwziąć działania porządkujące w tej dziedzinie wymaga przede wszystkim ujęcia
informacji w pewne ramy klasyfikacyjne. Umożliwi to jej lepszą identyfikację i dogodniejsze
operowanie jej elementami. Zasadnicze przesłanki sposobu tworzenia ram standaryzacyjnych
i zasad porządkowania informacji dla jej sprawnego zarządzania i wykorzystywania przedstawiono poniżej.
Ogólnie można przyjąć, że dobrym podejściem jest podział cech informacji na grupy najbardziej istotnie wyróżniające się z punktu widzenia infologicznego [32]. Są to cechy 17 :
–
–
–
fenomenologiczne, tj. uniwersalne względem dowolnych obszarów zastosowań
bądź analizy informacji,
gospodarczo-społeczne – odnoszące się do użyteczności w działalności gospodarczej i użytku społecznym,
operacyjne – istotne z punktu widzenia operatora (np. dostawcy) i użytkownika informacji.
Jako przykład klasyfikacji fenomenologicznej można przytoczyć podział informacji na rodzaje wg następujących kryteriów:
–
wg źródła: wewnętrzne - zewnętrzne; pierwotne - wtórne; publiczne - prywatne;
17
Oczywiście wymienione grupy cech nie są rozłączne, tzn. określona cecha może wystąpić w więcej niż jednej
z wymienionych grup.
22
–
–
–
–
–
–
–
wg rodzaju: ilościowe - jakościowe; formalne - nieformalne;
wg czasu: historyczne - aktualne - dotyczące przyszłości;
wg częstotliwości występowania: ciągłe - okresowe - jednorazowe;
wg przeznaczenia: planowanie - kontrola - podejmowanie decyzji;
wg poziomu: strategiczne - taktyczne - operacyjne;
wg typu: szczegółowa - sumaryczna – zblokowana;
wg formy: pisemna - ustna – wizualna.
Cechy gospodarczo-społeczne – to ekonomiczna wartość bezpośrednia informacji, wartość
użytkowa, dostępność, przydatność dla aktywności społecznych w różnych wymiarach, w tym
militarnych itp.
Z punktu widzenia przedmiotu badań, najważniejszy jest zbiór cech operacyjnych, chociaż
pozostałe mogą w istocie być też rozważane. Tu jednak dla większej prostoty wywodu skoncentrowano uwagę na cechach operacyjnych.
Analiza przedmiotu badań pokazuje, że zasadne jest zaproponowanie klasyfikacji informacji
w dwu wymiarach:
–
obszary przydatności,
–
uwarunkowania użytkowania.
oraz
Ponadto, biorąc pod uwagę potrzeby standaryzacyjne, niezbędne jest nadawanie komunikatom informacyjnym pewnych cech strukturalnych.
Przyjęcie za podstawowe kryterium podziału klasyfikacji wg obszaru przydatności (przeznaczenie) wynika z prymatu znaczenia i roli informacji w transporcie (podobnie zresztą jak i w
każdej innej dziedzinie). Takie obszary w dziedzinie inteligentnego transportu są wyznaczane
głównie przez charakter usług realizowanych przez dany system. Grupy systemów o zbliżonych zadaniach usługowych tworzą odrębne obszary zastosowań. Na przypisanie kwalifikacyjne systemów mają też pewien wpływ techniczne rozwiązania zastosowane w konkretnych
przypadkach, które są często unikatowe pod względem konstrukcyjnym, ale mogą być
względnie uniwersalnie wykorzystywane w różnych systemach (np. systemy wizyjne, które
mogą być stosowane dla podniesienia bezpieczeństwa, sterowania ruchem, identyfikacji
pojazdów itp.). Ze względu na to, że systemy nie są zazwyczaj jednozadaniowe, ich przypisanie do obszarów zastosowań nie są jednoznaczne. Podobnie także niejednoznaczne są określenia (nazwy) obszarów zastosowań. W obu przypadkach są to bowiem przypisania i definicje arbitralne, ale także zmieniające się w czasie.
Na obecną jednak chwilę określenia obszarów zastosowań są jednak w miarę ustabilizowane,
co np. znajduje odbicie w nazwach Grup Roboczych w odnośnych Komitetach instytucji
normalizacyjnych (patrz wyżej) lub pracach badawczych i opracowaniach opisowych, dotyczących problematyki ITS, a także w nomenklaturze i komunikacji specjalistycznej.
Z kolei pod względem formalnych warunków użytkowania, należy wyróżniać kategorie informacji pozyskiwanych i dystrybuowanych:
–
–
obligatoryjnie,
kontraktowe,
–
swobodnie.
oraz
23
Wiąże się to z kwestiami prawnych własności informacji i jej udostępniania, ale także z uwarunkowaniami prawnymi, dotyczącymi technicznych środków pozyskiwania, dystrybucji i
prezentacji informacji [2]. Niemniej, jest to czynnik istotny z punktu widzenia operowania
informacją i wymaga uwzględnienia w przyjmowanych regułach i standardach odnoszących
się do operowania informacją.
4.1. Obszary zastosowań systemów telematycznych
Wśród licznych już systemów telematycznych można wyróżnić [21]:
–
systemy podstawowe, służące realizacji pojedynczych usług lub funkcji w ramach
szerszego systemu,
–
systemy złożone (zintegrowane), obejmujące realizację kompleksowej obsługi procesów transportowych wyodrębnionego obszaru geograficznego, rodzaju transportu
lub grupy zadań transportowych, do których w istocie stosuje się nazwa systemy inteligentnego transportu 18 .
oraz
Systemy podstawowe są bardzo liczne i oparte o różne rozwiązania techniczne. Dają się one
podzielić na:
–
–
–
–
grupy systemów (np. systemy poboru opłat),
wydzielone systemy (np. systemy elektronicznego poboru opłat – mogą tu występować różne rozwiązania techniczne),
podsystemy (np. rozpoznawanie tablic rejestracyjnych – mogą tu występować różne
cele rozpoznawania),
układy realizacji funkcji elementarnych (np. uzyskiwanie obrazu do rozpoznania tablic – mogą tu występować różne techniki realizacyjne).
Dobrą ilustracją ich różnorodności sklasyfikowanej w oparciu o realne potrzeby użytkowników i możliwości współczesnej techniki informacyjnej, jest przedstawiony w Tabl. 5 wykaz
konkretnych systemów usługowych [30]. Dodatkowo zostały one zgrupowane problemowo
przy uwzględnieniu podziału na obszary zastosowań. Oczywiście wykaz ten nie jest wyczerpujący, gdyż z biegiem czasu pojawiają się nowe rozwiązania stymulowane poszerzającymi
się możliwościami technicznymi, pomysłowością konstruktorów i oczekiwaniami użytkowników.
Z kolei, przykłady systemów złożonych, zintegrowanych pod względem zdefiniowanych
ogólnie zadań realizowanych na rzecz transportu, stanowią zbiory lub podzbiory systemów
podstawowych, realizujących komplementarne funkcje niezbędne dla realizacji zadań dla
których systemy te są tworzone. Systemy złożone są z reguły przypisywane określonym
obszarom funkcjonalnym (usługowym) [10, 13, 16, 18, 23].
Zgodnie z wyżej powiedzianym, w poszczególnych systemach złożonych dobrze określonych
zadaniach podstawowych 19 , wyróżnia się systemy specjalizowane, będące ich składowymi.
Przykładem ilustrującym stosowane ujęcie może tu być podział zaproponowany w [36], który
przedstawiono w Tabl. 6.
18
Interesującą klasą złożonych systemów zintegrowanych są systemy ujęte w MIP(Multiannual Indicative
Programme): ARTS, CENTRICO, CORVETTE, SERTI, VIKING, STREETWISE oraz CONNECT
19
Mogą one niejednokrotnie spełniać zadania dodatkowe, np. dostarczać informacji innym systemom
24
Tabl. 5. Przykładowe typy usług telematycznych z przypisaniem do obszarów zastosowań
Zadania usługowe systemów telematycznych
Informacja przed-podróżna
Informacja dla kierowców w czasie jazdy
Informacja o dojeździe środkiem publicznym i rezerwacja
Informacja obsługi podróżnych
Sterowanie ruchem
Zarządzanie akcjami wypadkowymi
Zarządzanie zapotrzebowaniem na obsługę podróżną
Kontrola emisji spalin i ich redukcja
Kontrola skrzyżowań dróg i kolei
Wspomaganie egzekucji przepisów
Zarządzanie utrzymaniem infrastruktury
Prowadzenie i nawigacja
Informacje dla podróżujących o tranzycie
Personalizowany tranzyt publiczny
Bezpieczeństwo publicznych podróży
Zarządzanie transportem „na żądanie” (również wielomodalnym)
Usługi płatności elektronicznych
Elektroniczna odprawa pojazdów handlowych
Automatyczna inspekcja bezpieczeństwa na drodze
Pokładowe monitorowanie bezpieczeństwa
Administracyjne procesy odnoszące się do pojazdów handlowych
Kontrola przewozu materiałów niebezpiecznych
Zarządzanie taborem pojazdów handlowych
Notyfikacja 20 wypadkowa i bezpieczeństwo osób
Zarządzanie pojazdami służb ratowniczych
Notyfikacja transportu ładunków niebezpiecznych
Zapobieganie kolizjom wzdłużnym i bocznym
Zapobieganie kolizjom na skrzyżowaniach
Wizyjne systemy przeciw-zderzeniowe
Pogotowie bezpieczeństwa
Przeciw-zderzeniowe instalacje odpornościowe
Automatyczne operowanie pojazdami
Zabezpieczenia przeciw-zgniotowe
Bezpieczeństwo podróży publicznych (w tym pieszych)
Bezpieczeństwo niepełnosprawnych użytkowników dróg
Inteligentne skrzyżowania
Wykorzystanie danych archiwizowanych
Obszary zastosowań
Zarządzanie ruchem i
podróżą
Operacje konstrukcyjne, remontowe
Operacje utrzymania, w tym szczególnie zimowego
Zarządzanie utrzymaniem infrastruktury
drogowej
Źródło: polis.on-line.org
20
Oficjalne powiadomienie właściwych instytucji o wypadku.
25
Zarządzanie transportem publicznym
Płatności transp.
Operacje pojazdami
transportu ładunków
(tzw. komercyjne)
Zarządzanie wypadkowe
Zaawansowane systemy
bezpieczeństwa pojazdów
Systemy bezpieczeństwa
Systemy informatyczne
Tabl. 6. Systemy wyróżnione wg zadań z podziałem na systemy składowe
Systemy złożone
Telematyczne systemy składowe
Centrum Sterowania
Sterowanie ruchem miejskim z priorytetem publicznego transportu
Sterowanie ruchem na drogach i autostradach
Usługi informacyjne dla Informacja przed-podróżna
kierowców, pasażerów i Informacja dla wielomodalnego transportu towarów
Informacja dla kierowców w trakcie podróży (w tym VMS, Radio,
przewoźników
RDS-TMC)
Informacja dla podróżnych w trakcie podróży
Usługi dla taboru i terZarządzanie taborem transportu publicznego
minali w transporcie
Zarządzanie taborem przewozu ładunków
publicznym i przewozie Zarządzanie terminalami transportu publicznego
ładunków
Zarządzanie terminalami transportu ładunków
Zarządzanie i sterowanie Strategiczne planowanie ruchu ze wspomaganiem decyzji
ruchem drogowym
Sterowanie wg tras i pasów ruchu, z kontrolą szybkości
Sterowanie łącznikami (dojazdami i zjazdami autostradowymi)
Sterowanie sytuacją pobocza
Pobór opłat za użycie
Zintegrowane systemy opłat za środki transportu publicznego
drogi i przejazdy trans- Opłaty autostradowe i inne opłaty drogowe
Opłaty strefowe
portem publicznym
Wymuszenia opłat i
Wymuszanie zachowań bezpiecznych
bezpieczeństwa
Wymuszanie należnych płatności
Wymuszanie innych koniecznych zachowań
Wymuszanie opłat za transport publiczny
Inne zastosowania zwią- Współdziałanie pojazd - infrastruktura
zane z bezpieczeństwem Automatyczna detekcja wypadków
Monitorowanie transportu ładunków niebezpiecznych
System eCall
Monitorowanie i infraZbieranie danych (monitorowanie ruchu, stanu dróg, jakości postrukturalne wyposaże- wietrza, zachowań kierowców itp.
nie ICT
Gromadzenie danych
Systemy wymiany danych w ITS
Źródło: [36]
W proponowanej koncepcji standaryzacji przyjmuje się, że formalna klasyfikacja informacji
odnoszona byłaby do konkretnych systemów telematycznych, z silnym uwzględnieniem ich
roli oraz współdziałania w ramach obszaru funkcjonalnego, ale także z uwzględnieniem zdolności do współpracy z innymi systemami, przy zachowaniu zasad otwartości rozwojowej i
skalowalności.
Praktyczny podział klasyfikacyjny systemów z punktu widzenia potrzeb standaryzacji informacji wymaga jednak bardziej szczegółowej analizy, której nie sposób przeprowadzić w
ramach niniejszego opracowania, poświęconego jedynie opracowaniu koncepcji formułującej
zasady standaryzacji.
26
4.2. Warunki udostępniania informacji
Drugim wymiarem klasyfikacyjnym informacji, mającym istotne znaczenie operacyjne, jest
status dostępności.
Jak wcześniej wspomniano, wyodrębnić można informacje, których udostępnianie jest obligatoryjne, i których koszty pokrywają operatorzy lub administratorzy infrastruktury, ponoszący
także odpowiedzialność za prawidłowość tych informacji i ich właściwe udostępnienie. Do
takich zaliczyć można treści znaków drogowych, w tym nowoczesnych – o zmiennej treści,
czy oficjalnych komunikatów rozpowszechnianych drogą radiową lub za pośrednictwem
Internetu. Tego typu informacje muszą z reguły być odpowiednio sformatowane i podlegać
właściwej procedurze weryfikacyjnej, gdyż ich użycie (lub nieużycie) może wywoływać
konsekwencje materialne o istotnym znaczeniu, a w efekcie pociągać za sobą skutki prawne
[2, 14].
Drugą kategorią są informacje wymieniane między kontrahentami usług z zawartością informacji jako usługi lub składnika usługi. Przekazywanie odbywa się na podstawie kontraktu
(umowy) między dostawcą i odbiorcą informacji. Przykładem mogą tu być usługi świadczone
na rzecz GDDKiA 21 przez podmioty zewnętrzne, obejmujące dostarczanie kamerowych
obrazów stanu dróg lub stanu dostępności parkingów 22 . Tu także ustalone są zakresy i formaty przekazywanych informacji, a odnośne aspekty prawne dotyczą nie kwestii treści informacji, a raczej utrzymania umownego rytmu ich dostarczania.
Wreszcie istnieje olbrzymi obszar wymiany informacji w trybie swobodnym, bez jakichkolwiek ograniczeń, czy zobowiązań. Do takich należą przykładowo informacje pozycjonowania
(nieprofesjonalne) za pomocą systemów satelitarnych (np. GPS) lub telefonii ruchomej (np.
GSM). Innym typowym systemem wymiany tego typu informacji jest również tzw. CB-radio.
W takich przypadkach ma w istocie uwarunkowań formalnych, a jeśli odbiorca podejmuje
działania oparte na tych informacjach, to czyni to na własną odpowiedzialność.
4.3. Wymagania strukturalne odnośnie informacji
W bardzo wielu przypadkach pożądane lub wymagane jest zapewnienie określonej formy
strukturalnej przekazywanych komunikatów informacyjnych. Ma to w szczególności miejsce
przy przekazywaniu informacji między urządzeniami technicznymi lub w pewnych przypadkach także przy przekazywaniu komunikatów obligatoryjnych, np. jak to ma miejsce w systemie eCall (komunikaty MSD).
Łatwo wykazać, że uporządkowana strukturalnie informacja ułatwia operacje związane z jej
przechowywaniem w bazach danych, przetwarzaniem, wykonywaniem kwerend i analizą.
Również transmisja informacji w uzgodnionych formatach wewnątrz dowolnego systemu
zapewnia jednoznaczną wzajemną komunikatywność między jego elementami, ale także jest
wymagana dla zachowania kompatybilności odrębnych systemów. Implikuje to dążenie do
posługiwania się uporządkowanymi zbiorami dialogowymi i komunikatowymi oraz uporządkowanymi zbiorami i zakresami danych, dzięki którym to właściwościom nie tylko użytkownicy informacji, ale i twórcy systemów telematycznych są w stanie posługiwać się wzajemnie
zrozumiałym i jednoznacznym sposobem.
Przykładowo, w systemie NTCIP [19] stosowane jest uporządkowanie danych wymagające
zachowania struktury określającej:
21
22
Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad.
Patrz odpowiednio: www.traxelektronik.pl/pogoda/kamery/ oraz www.transwar.com/parkingi
27
–
–
–
–
–
Typ danych (ciąg alfanumeryczny nazwy danych),
Składnię (zakresy całkowitoliczbowe, oktety znaków ASCII itp.),
Dostępność operacyjną (możliwości zapisu i/lub odczytu),
Status (obligatoryjność, opcjonalność, dezaktualizacja, niedopuszczalność),
Opis (co zawierają dane i jak należy je interpretować by uniknąć niejednoznaczności).
Oczywista jest też potrzeba uzupełniania komunikatów i innych przesyłek informacyjnych
danymi o miejscu i czasie zaistnienia zdarzenia, którego dotyczy informacja, a jeśli zdarzenie
jest procesem, to również wyznaczenie odpowiedniej częstości pobierania jego próbek opisujących kolejne stany tego procesu [32].
Powyższe uwagi pozwalają stwierdzić, że w istocie opis strukturalny oznacza tworzenie
odpowiedniej metainformacji, tj. informacji o informacji, służącej m.in. ułatwieniu identyfikacji, absorpcji i wykorzystaniu informacji 23 . Nasuwa to sugestię opracowania systemu
znaczników, które byłyby przypisywane do konkretnych kategorii informacji, a których interpretacja znaczeniowa zawarta byłaby w odpowiedniej bazie danych. Byłaby to dogodna,
skrócona forma wyżej wspomnianego opisu.
23
Metainformacja jest zwykle mniej dostępna od samej informacji. Warto podkreślić, że jest to przyczyną
nadmiernego zapotrzebowania na informację, bowiem brak metainformacji utrudnia poszukiwanie informacji
właściwej i powoduje przeglądanie dużych zasobów informacji nie koniecznie przydatnej dla poszukującego.
28
5. Wnioski
Opracowanie reguł (standardów) porządkujących działania w obszarze pozyskiwana, wymiany i wykorzystania treściowo istotnej informacji byłoby ważnym czynnikiem ułatwiającym
funkcjonowanie (ale i tworzenie) systemów telematycznych. Pogląd ten wynika z ogólnego
przeglądu aktualnego stanu rozwojowego systemów inteligentnego transportu, a także z obserwacji sytuacji bieżącej w implementacji systemów telematycznych, a także bezpośrednich
kontaktów z zainteresowanymi środowiskami specjalistów – techników oraz środowiskami
badawczymi. W wielu obszarach wykorzystania informacji takim uporządkowaniem są również zainteresowane administracje kierujące rozwojem i unowocześnieniem funkcjonowania
transportu. Stąd ważną i pilną sprawą jest przygotowanie założeń i ogólnej koncepcji dla
opracowania i wdrożenia spójnego sposobu wymiany informacji w dziedzinie transportu w
ogóle, w tym w szczególności w obszarze struktur inteligentnego transportu. Powinno to
prowadzić do ukształtowania zracjonalizowanego systemu wymiany wyselekcjonowanej i
uporządkowanej informacji.
Sposób taki umożliwi przede wszystkim:
–
zdecydowaną poprawę i poszerzenie obszaru i zakresu pozyskiwania, przetwarzania i dystrybucji ważnych danych drogowych z całej infrastruktury transportowej
kraju, w tym ułatwienie tworzenia baz danych;
– sprawniejsze opracowywanie technicznych rozwiązań niezbędnych do zarządzania
i sterowania ruchem dzięki stosowaniu wspólnych standardów formowania informacji i protokołów wymiany danych;
– sprawniejsze dostarczanie informacji dla środowisk transportowych i dla podróżnych, z uwzględnieniem potrzeb wynikających z umiędzynarodowienia aktywności transportowej;
– opracowanie odpowiednich zaleceń dotyczących aktualizacji przepisów formalnych odnoszących się procedur operowania informacją w systemach inteligentnego transportu, ze szczególnym uwzględnieniem interesów użytkowników oraz dostawców informacji.
Zbiór zasad i reguł porządkujących gospodarkę informacyjną w transporcie powinien także
znajdować swe odbicie w Architekturze Krajowej ITS (jeśli taka będzie tworzona), bądź w
innych wymaganiach lub zaleceniach dotyczących organizacji i funkcjonowania transportu.
Ważnym elementem związanym z gospodarowaniem informacją, a wymagającym dopracowania badawczego, są problemy tworzenia metainformacji odnoszącej się do informacji
transportowej oraz organizacji mechanizmów weryfikacji informacji krytycznych dla systemu
i dopuszczanych w nim do obiegu oraz problem redukcji nadmiaru informacyjnego powstającego wskutek powielania informacji a także eliminacji informacji nieistotnych. Znalezienie
rozwiązań w tym aspekcie wymaga zaawansowanych badań w zakresie selekcji semantycznej.
Pod tym względem należy odnieść się m in. do badań nad Internetem przyszłości, głównie
problematyki semantycznego wyszukiwania informacji, a także do prac związanych z telematyką biblioteczną [32].
Warte uwagi jest także spostrzeżenie, że w miarę ugruntowywania się zastosowań i wykorzystywania telematyki transportu oraz pojawiania się nowych lub doskonalenia dotychczasowych usług telematycznych, a także trwającego postępu w dziedzinie technik informacyjnych,
obserwuje się intensyfikację rozwoju jej bazy technicznej i technologicznej w kilku wyróżniających się obszarach. Można je określić jako platformy techniczne tych usług. Do obszarów
tych należą:
29
–
–
–
–
wyposażanie telematyczne infrastruktur i tras transportowych,
wyposażanie telematyczne pojazdów, w tym rozwój dedykowanych systemów pozycjonowania,
rozwój struktur komunikacji elektronicznej dedykowanych potrzebom systemów
transportowych,
rozwój struktur przetwarzania informacji dla potrzeb transportu.
Sugeruje się kontynuacje prac standaryzacyjnych głównie w stosunku do tych platform technicznych, z pamięcią o konieczności zapewnienia klasycznych wymagań zachowania otwartości rozwojowej, skalowalności oraz niezależności technologicznej.
30
Bibliografia
[1] Anderson I.: Needs for network monitoring, National Roads Authority, www.nra.ie
/Transportation/Downloadable/Documentation/
[2] Białowąs I: Aspekty prawne przetwarzania obrazu, Pierwszy Polski Kongres Inteligentnych Systemów Transportu, Warszawa 2008
[3] CEN Technical Committee 278, www.cen.eu/cenorm/sectors/ technicalcommitteesworkshops
[4] Coordinated Action for Pan-European Transport and Environment – Telematics Implementation Support, www.rec.org/REC/Programs/ Telemetics/CAPE
[5] Community guidelines for the development of the trans-European transport network
europa.eu.int/scadplus/leg
[6] FRAME, www.frame-online.net, 2006
[7] Gut H.: Komunikacja elektroniczna w nowoczesnym transporcie, Seminarium „Telematyka Transportu”, WSTE – IŁ, Warszawa, 2006
[8] Gut H., Wydro K.B.: System eCall jako wyposażenie inteligentnego pojazdu samochodowego, Magazyn Autostrady, (w druku)
[9] Haremza P., Obcowski D.: Protokół OCIT jako międzynarodowy standard umożliwiający integrację rozwiązań i podsystemów w zakresie sterowania ruchem drogowym, Pierwszy Polski Kongres Inteligentnych Systemów Transportu, Warszawa, 2008
[10] Harutoshi Yamada i in.: Research on the systems providing advanced road services, 12th
World Congress and Exhibition on ITS and Services, ITS America, 2005
[11] Intelligent Transport Systems, EC - Energy and Transport DG, 2003
[12] ISO Technical Committee 204, www.iso.org/iso/standards_development /technical
_committees
[13] IST-FRAME: Planning a modern transport system. A guide to Intelligent Transport System Architecture, DG T&E, Brussels 2004
[14] Kisilowska H.: Prawne podstawy inteligentnej polityki transportowej Unii Europejskiej,
Pierwszy Polski Kongres Inteligentnych Systemów Transportu, Warszawa, 2008
[15] Krawczyk M.: Problemy w realizacji projektów ITS, Pierwszy Polski Kongres Inteligentnych Systemów Transportu, Warszawa, 2008
[16] Lewiński W.: Nowoczesne technologie w systemach transportowych, I Konferencja
„Nowoczesne technologie w transporcie, Szczecin, 2002
[17] Materiały I – IX Intern. Conferences Transport Systems Telematics, Katowice – Ustroń,
2001 … 2009
[18] Nowacki G. (red): Telematyka transportu drogowego, Wydawnictwo Naukowe Instytutu
Transportu Samochodowego, Warszawa, 2009
[19] NTCIP 9001 v.04 – National Transportation Communications for ITS Protocol, American Association of State Highway and transportation Office, Washington DC, 2009
[20] Oskarbski J., Jamroz K., Litwin M.: Inteligentne systemy transportu – zaawansowane
systemy zarządzania ruchem, I Polski Kongres Drogowy, Warszawa, 2006
[21] Problemy rozwoju telematyki transportu, Raport IŁ-PIB, Warszawa, 2009
31
[22] Proposed MSD Content for eCall, Safety Forum, January 2007
[23] Rosetta – Real Opportunities for Exploitation of Transport Telematics Applications,
www.trg.soton.ac.uk
[24] TPEG, www.ebu.ch/en/technical/projects/b_tpeg.php
[25] White Paper – European Transport Policy for 2010: Time to Decide, European Commission, ed. European Communities, 2001
[26] Wydro K. B.: Normalizacja w telematyce transportu, Telekomunikacja i Techniki Informacyjne, z. 3-4, Warszawa, 2001
[27] Wydro K. B. i in.: Analiza stanu i potrzeb prac rozwojowych w zakresie telematyki
transportu w Polsce, Praca Zespołu Międzyzakładowego Instytutu Łączności, Warszawa, 2002
[28] Wydro K. B. i in.: Analiza przepływów informacji w systemach inteligentnego transportu, praca statutowa, Instytut Łączności, Warszawa 2003
[29] Wydro K.B.: Some problems of information exchange in transport telematic systems, IX
International Conference “Transport Systems Telematics”, Katowice – Ustroń, 2009
[30] Wydro K.B.: Techniki teleinformatyczne w transporcie, Program Wieloletni – Rozwój
telekomunikacji i poczty w dobie społeczeństwa informacyjnego, IŁ, Warszawa, 2006
[31] Wydro K. B.: Inteligentne systemy transportowe – zarys problematyki, Magazyn Autostrady, 3/2009 (także 4/2009 oraz 5/2009)
[32] Wydro K.B.: Informacja – charakterystyki, podstawowe techniki, użytkowanie, Obserwacje - Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 2008
[33] Wydro K.B.(kier.), Florek J., Nierebiński R.: Analiza przepływu informacji w systemach
inteligentnego transportu Praca statutowa IŁ-PIB, Warszawa 2003,
[34] Załoga E. (red.): Współczesne procesy i zjawiska w transporcie, Uniwersytet Szczeciński,
Szczecin 2006
[35] Założenia narodowej strategii rozwoju transportu na lata 2007 – 2013, Ministerstwo
Infrastruktury, Warszawa, lipiec 2004
[36] Źródło niepublikowane, ITS development strategy for Poland (Phase I), Stage 1 Final
Report, MI, Warszawa 2009
32