TELEMATICKÉ APLIKACE ve službách městské hromadné dopravy v Brně Zdeněk Schimmer Dopravní podnik města Brna, a. s. © říjen 2007

CO TO JE ? Telematický systém brněnské MHD 1. Zjišťování skutečné polohy vozidel pomocí GPS; 3. Výměna dat mezi vozidlem a vozovnou; 4. Požadavek na preferenci MHD na řízené křižovatce; 7. Cílené informace pro cestující; 5. Podpora práce dispečera; 8. Dopravní průzkum, statistika, hodnocení kvality, atd. 2. Trvalá on-line výměna dat mezi vozidlem a centrálou; 6. Podpora práce řidiče;

Telematický systém brněnské MHD

Detail dat na podkladu ortofotomapy: Rozlišení odjezdu od zastávky, jejíž dva sloupky jsou vzdálené cca 10 m od sebe. Ve skutečnosti odjíždí od zastávky na ostrůvku. Podle jízdního řádu má předepsáno odjet od zastávky u chodníku; Rozlišení GPS polohy: - jedoucí vozidlo odhadem 5 až 2 m; - stojící vozidlo anebo v nepříznivých příjmových podmínkách asi 20 až 10 m. 1. Informace o skutečné poloze vozidel pomocí GPS „Požadujeme údaj o skutečné poloze každého vozidla kdekoliv v síti MHD„

2. Trvalá on-line výměna dat mezi vozidlem a centrálou Četnost přenosu dat z vozidla na centrálu je každých 25 s. Každé vozidlo vysílá v jiný nahodile zvolený okamžik = rovnoměrné zatížení sítě; Technologické zpoždění průchodu dat sítí je max. 3 s. Obsah každého datového paketu z vozidla MHD: Číslo vozu, Kurz, Linka, Cíl, skutečný Čas příjezdu/odjezdu u zastávky, okamžitá GPS poloha, síla fónického signálu a další pomocná data. Privátní rádiová datová síť 430 MHz dimenzovaná pro 750 mobilních stanic: - 10 základnových stanic zapojených do LAN / WAN; - 16 retranslačních stanic (předávají data ‘via air’ z okraje území k základnovým). Zpracování a prezentace dat: - datový server (správa, archivace, distribuce, statistické výstupy); - datový a grafický klient (dispečeři, výpravčí, vedoucí management). „Žádný údaj na centrále o kterémkoliv vozidle nesmí být starší, jak 30 s„ Všechna vozidla DPMB jsou vybavená shodným telematickým systémem: Tramvaje 274 řídících vozů, trolejbusy 143, autobusy 295 (říjen 2007).

3. Výměna dat mezi vozidlem a vozovnou „Systém musí omezit rutinní práci při údržbě dat palubních zařízení vozidel„ Vozovna: - radiomodemy pro nahrávání dat ve vozovnách: 5 - SW pro řízení radiomodemu; - síťová aplikace k řízení nahrávání a kontrole dat na jednotlivých vozidlech. První využití datového rádiového přenosu 900 MHz: Vozidlo: - inteligentní jednotka napájení (zapínání jednotlivých zařízení, RAM disk); - radiomodem; - palubní počítač. Princip komunikace: - vozidlo je odstavené, vypnuté, jednotka napájení „bdí“ a v pravidelných intervalech cca 2 minuty na krátkou dobu zapne radiomodem, který zjistí, zda se nevysílá výzva k nahrávání; pokud ano: - radiomodem naváže spojení a předá jednotce napájení plán nahrávání; - v předepsaný čas se spustí příjem vysílaných dat, data se ukládají do RAM disku; - po ukončení vysílání jednotlivá vozidla povrdí správnost nahrávání a data se poté přes palubní počítač a sběrnici distribuují z RAM disku do cílového komponentu.

4. Požadavek na preferenci MHD na řízené křižovatce „Preference musí respektovat oprávněné zájmy všech uživatelů komunikace„ Dynamická preference je založená na přenosu dat z vozidla MHD na řadič SSZ: - Může přidělit preferenci vozidlu, které ji aktuálně potřebuje; - Detailně rozlišuje mezi vozidly, trakcemi, linkami, směry jízdy atd.; - Respektuje místně stanovenou hierarchii práv na preferenci. Vyhodnocuje oprávněné požadavky všech účastníků provozu: - vozidel MHD všech trakcí (tramvají, trolejbusů, autobusů); - individuální dopravy a chodců. Dokáže hospodařit s každou sekundou signálního plánu: - minimalizuje zdržení vozidel před semaforem; - optimalizuje nezbytnou dobu signálu volno pro vozidla MHD; - nedává zbytečně volno nepřítomnému vozidlu; - umožňuje zajistit další funkce SSZ závislé na provozu MHD. Druhé využití datového rádiového přenosu 900 MHz:

Systémové požadavky na vozidlo MHD: - znalost fyzické polohy (podle GPS); - znalost logické polohy na lince (podle zastávek); - znalost jízdního řádu a trvalé vyhodnocování odchylky v reálném čase. Hardwarová výbava vozidla MHD: - palubní počítač; - přijímač GPS; - radiomodem pro komunikaci s řadičem SSZ; - signály z vozu (brzdy, dveře, tlačítka aj.) Databáze v počítači vozidla: - trasy linek s definicí křižovatek; - GPS rovnice komunikačních bodů; - popis přihlašovacích a odhlašovacích bodů; - obsah datových paketů. 4. Požadavek na preferenci MHD na řízené křižovatce

Informace předávané na řadič SSZ: - dosažení GPS polohy (přihlášení za jízdy, odhlášení); - příjezd do zastávky; - otevření dveří; - uzavření dveří; - odjezd ze zastávky; - průjezd zastávkou „Na znamení“; - jiné podle projektu konkrétní křižovatky. Obsah paketu: - identifikace vozidla (číslo vozu); - typ trakce (tramvaj, trolejbus, autobus); - trasa průjezdu (vjezdová a výjezdová větev křižovatky); - hodnota odchylky od jízdního řádu (zpoždění i podjetí); - definované informace pro konkrétní místo a situaci podle projektu.

4. Požadavek na preferenci MHD na řízené křižovatce Hierarchie priorit pro rozhodování mezi vozidly MHD (pokud přijdou ve stejný čas dva nebo více protichůdných požadavků na preferenci): 1.více zpožděné vozidlo má přednost před méně zpožděným; 2.tramvaj má přednost před silniční MHD (má vyšší přepravní kapacitu); 3.jedoucí vozidlo má přednost před vozidlem stojícím (šetří se kinetická energie). Základní zásady zpracování požadavku na preferenci: - vozidlo MHD vysílá vždy úplné informace; - o preferenci rozhoduje výhradně řadič světelné signalizace; - zpoždění nad nastavitelnou mez se ignoruje; - izolované větve s provozem MHD se otevírají pouze na požadavek; - mezi více požadavky vozidel MHD se rozhoduje na základě priorit (viz dále).

TELEMATICKÝ SYSTÉM NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Vídeňská x VojtovaRybnická x Kamenice Okružní x Gen. PíkyTurgeněvova x Olomoucká Moravské nám. středJ. Babáka x Tábor Veveří x ŠumavskáChodská x Domažlická Hradecká x TáborŽabovřeská x Hlinky MÚK Táborská x BělohorskáHlinky x Hroznová Palackého x KosmovaBauerova x výjezd z BVV (u DPMB) Merhautova x ProvazníkovaKřenová x Koliště Bubeníčkova x KoperníkovaMendlovo nám. x Křížová Purkyňova x SkácelovaKřížová x Poříčí Kounicova x SlovákovaLesnická x Provazníkova Palackého x HusitskáTechnická x Královopolská Štefánikova x DomažlickáKounicova x Šumavská Sportovní x ŠumavskáKníničská x Bystrcká u kamenolomu Božetěchova x KřižíkovaBauerova - přechod u Riviéry Křižíkova x rampy na Sportovní x výjezd VUT Bauerova x Bítešská u tunelu Hlinky - přechod ED v podjezdu 33 křižovatek, z toho jedna dvojitá = 34 řadičů SSZ říjen 2007

4. Požadavek na preferenci MHD na řízené křižovatce Jedinou pozemní infrastrukturou je radiomodem v rozvaděči řadiče SSZ. Žádné další snímače, kabeláž apod. Autobusy náhradní dopravy jedoucí za tramvaj nebo za trolejbus dostávají rovněž preferenci odpovídající nahrazované trakci a respektující trasu své jízdy. Popis datové komunikace vozidla na konkrétní křižovatce je součástí databáze tras v palubním počítači. Při změně trasy nebo jízdního řádu se okamžitě užívají aktuální data. Projektant může podle potřeby navrhnout jakékoliv řešení, aby dosáhl optimálního výsledku řízení provozu na konkrétní křižovatce. Každé vozidlo MHD může na řadič semaforů dodat všechna potřebná data. Výhody brněnského řešení:

5. Podpora práce dispečera „Dispečer musí mít trvalý přehled o všech vozidlech MHD„ Praktická ukázka lokalizace a sledování vozidla Celkový přehled Linkový přehled Údaje o vozidle Jízdní řád vozidla Vozidlo na mapě

5. Podpora práce dispečera SW - datový, grafický, fónický klient, sdílený elektronický radiodeník, programy typu office, dispečerský SW, jízdní řády, intranet, internet atd.; 2 PC, 3 LCD monitory, 1 monitor průmyslové televize; Velkoplošná projekce Barco 3600 x 2048 bodů. Hovorová souprava fónické radiostanice; Kapacitní záznam telefonních a rádiových hovorů Redat 3; Společně užívaná zařízení: Ovládací konzola průmyslové televize, lze sledovat téměř 100 kamer sdílených okruhů DPMB, PČR a Městské policie. Popis jednoho z 5 pracovišť dispečerů:

Projekční stěna Monitor průmyslové televize LCD displeje PC Hovorová souprava rádiového spojení Ovládací konzola průmyslové televize Foto Z. Schimmer 5. Podpora práce dispečera

FÓNICKÁ TRUNKOVÁ RÁDIOVÁ SÍŤ 460 MHz: Mobilní stanice vozidel MHD Převaděč trunkingu Základnové stanice dispečinku, vozoven a technických provozů Ruční stanice personálu Mobilní stanice pohotovostních vozidel Hovorové kanály fónické sítě: 5 trunking; 1 simplex; 5 simplex na generální licenci v ručních radiostanicích. Fónický server, fónický klient. 5. Podpora práce dispečera Ke komfortnímu navázání hovoru z vozidla MHD slouží zpráva po datové síti.

Pasivní stanice ostatního managementu: 30+ datový a grafický klient (Prohlížení on-line dat, archivních dat, statistické výstupy). Pracovní stanice výpravčích ve vozovnách datový, grafický a fónický klient (Prohlížení on-line a archivních dat, komunikace s vozidly, hlídání výjezdů a příjezdů vozidel do vozovny, statistické výstupy); DALŠÍ KLIENTSKÉ APLIKACE V DPMB (síťové aplikace LAN): 5. Podpora práce dispečera „Data musí být přístupná všem oprávněným pracovníkům DPMB„

Jízdní řád a odchylka na displeji; Palubní počítač je jediné rozhraní řidiče se systémem; Automatické datové spojení; Automaticky generované informace cestujícím; Ručně spouštěné prefabrikované informace; Automatická volba stavění výhybek drážních vozidel; Jednoduché navázání fónického spojení, nouzové volání na dispečink, tlačítko „Přepadení“. 6. Podpora práce řidiče „Systém musí pracovat automaticky, řidič ho pouze kontroluje a koriguje„

Palubní počítač, sběrnice IBIS a sběrnice RS485; Fónická trunková radiostanice 460 MHz; Akustická ústředna, digitální hlásič a slepecký přijímač; Inteligentní jednotka napájení; Datové radiomodemy 430 MHz a 900 MHz; Označovače jízdenek a textové panely; Přijímač GPS (geografická poloha, jednotný čas); Antény, mikrofon, vnitřní a vnější reproduktory; Indukční modem a vysílací cívky na výhybky vozidel elektrické trakce. VOZIDLOVÉ ZAŘÍZENÍ:

Indukční modem (vpravo) Vysílací cívka (vlevo) Přijímač GPS Akustická ústředna, digitální hlásič, slepecký přijímač Inteligentní jednotka napájení Fónická radiostanice 450 MHz (nahoře) Slučovací anténní filtr 430 / 450 MHz (dole) Datový radiomodem 430 MHz Datový radiomodem 900 MHz Detail systémového simulátoru vozidla MHD: Foto Z. Schimmer VOZIDLOVÉ ZAŘÍZENÍ:

7. Cílené informace pro cestující „Cestující má nárok na informaci ve správný okamžik a na správném místě„ Zvukové a textové informace automaticky generované v závislosti na pohybu vozidla po trase linky a na reálném čase; Prefabrikované zvukové a textové informace spouštěné řidičem podle aktuální potřeby; Zvukové a textové informace spouštěné ve vozidle povelem předaným datovou sítí z dispečinku (skript akustického hlášení a/nebo text na zobrazovací panely); Hlášení do vozidla prostřednictvím fónické rádiové sítě (propojení fónické radiostanice do vnitřního a/nebo vnějšího rozhlasu vozidla). Při znalosti okamžité polohy kteréhokoliv vozidla lze jeho venkovní reproduktory použít jako příležitostný zastávkový rozhlas.

8. Dopravní průzkum, statistika, plánování, atd. „Systém musí zhodnotit cenná data ve prospěch zákazníka„ Všechna data se od počátku činnosti systému archivují a vytvářejí se nad nimi uživatelské exportní filtry. Výstupy slouží: - k hodnocení kvality dopravy; - k optimalizaci jízdních řádů; - při šetření stížností; - k tvorbě podkladů na jednání o MHD na odborné i politické platformě; - jako podklad pro medializaci činnosti dopravce; - a jiné. Data ze systému jsou objektivní. Dopravní personál si uvědomuje, že o jeho práci je trvalý přehled , což má výrazně kladný vliv na pracovní disciplinu.

ZÁVĚR - očekávaný rozvoj telematického systému brněnské MHD „Otevřená architektura musí umožnit snadný budoucí rozvoj systému„ Datová rádiová síť 430 MHz: -přenos statusu prodejních automatů na jízdenky (porucha, potřeba doplnění média, napadení apod.); -přenos povelu k vypnutí elektrického topení ve vozidlech elektrické trakce při dosažení 1/4hodinového maxima elektrického příkonu; -sledování a řízení traťové signalizace (jednokolejné úseky tramvajových tratí). Datový rádiový přenos 900 MHz: -řízení zastávkových informačních zařízení v reálném čase. Fónická rádiová síť 460 MHz: -zastávkový rozhlas na separovaných tramvajových tratích a v dopravních uzlech. Indukční datový přenos dat na tramvajích: -adresná identifikace vjezdů a výjezdů v jednokolejných úsecích.

GENERÁLNÍ ZHOTOVITEL TELEMATICKÉHO SYSTÉMU „Řídícího a informačního systému RIS“ VÝROBCE palubních počítačů, zobrazovacích prvků, vozidlových a stacionárních vizuálních informačních panelů a digitálních hlásičů. DODAVATEL komponentů a celých systémů pro řízení dopravy a pro informování cestujících. TVŮRCE klientských aplikací telematického systému.

SUBDODAVATELÉ INFRASTRUKTURY TELEMATICKÉHO SYSTÉMU Inteligentní napájecí jednotka, akustická ústředna, indukční modem. Fónická trunková rádiová síť, radiostanice MOTOROLA. Datové rádiové sítě MORSE. Serverové aplikace dispečerského systému, datové výstupy.

SUBDODAVATELÉ PREFERENCE VOZIDEL MHD NA ŘÍZENÝCH KŘIŽOVATKÁCH VE MĚSTĚ BRNĚ zařízení světelné signalizace CROSS, interface MORSE - Siemens zařízení světelné signalizace Siemens

Děkuji za pozornost