ISO/TC204 / WG17
N2426.10 TC204/WG17 Přenosná a mobilní zařízení pro služby ITS
1.4.2009 ISO NP 10992
PWI 10992 ISO TC204/WG17 PWI 10992 Použití přenosných zařízení k podpoře poskytování služeb ITS a multimediálních služeb ve vozidlech
1 Úvod ISO/TC204/WG17 Přenosná a mobilní zařízení pro služby ITS byla vytvořena pro usnadnění vývoje, propagace a standardizace používání přenosných zařízení pro poskytování služeb ITS a multimediálních služeb jakými jsou informace cestujícím, informace o vozidlech, pomocné a varovné systémy pro řidiče a rozhraní systémů poskytování zábavy s poskytovateli služeb ITS a komunikačními sítěmi pro motorová vozidla. Tato norma podporuje zavedení multimédií a telematických přenosných zařízení do světa vozidel a veřejné dopravy osob. 2 Předmět normy Pro zpracování norem pro komunikační architekturu a na obecné požadavky pro umožnění konektivity mezi vozidlem a infrastrukturou nebo jinými vozidly pomocí spojení s přenosnými zařízeními ve vozidle (např. Bluetooth) a zařízeními přinesenými do vozidla (např. přehrávače hudby, PDA apod.) včetně poskytování konektivity přes mobilní zařízení (2G/3G/Mobilní bezdrátová síť apod.) do infrastruktury; podpora aplikačních služeb ve vozidle; a integrace do architektury CALM a vozidlových brán (např. D-PDU). Obrázek 1 níže ilustruje předmět normy a ukazuje, že WG 17 je odpovědná za standardizaci toho, co náleží jednomu nebo více z těchto určení: • Informace o vozidle • Varovné a asistenční systémy pro řidiče • Rozhraní se systémy zábavy a komunikační sítí motorového vozidla při použití přenosného zařízení provádějícího jednu nebo více z těchto funkcí: • Podpora poskytování služeb ITS • Podpora použití multimédií a telematiky.
1
Obrázek 1 – Služby přenosných a mobilních zařízení Pracovní skupina se nezabývá řízení firewall a přístupovými protokoly komunikační sítě v motorovém vozidle. Práce naopak zahrnuje identifikaci stávajících mezinárodních norem pro přenosná zařízení a stávající normy pro přístup do komunikační sítě (např. vytvořených ISO TC22, AMIC apod.). Tato práce také zahrnuje identifikaci dalších požadavků normy na podporu poskytování konkrétních služeb ITS, kde poskytování pomocí přenosných zařízení má dodatečné nebo odlišné požadavky než jsou ty, které platí pro vestavěná (výrobcem vozidla zabudovaná) komunikační média. Práce zahrnuje poskytování aktualizovaných informací od cestujícího a vozidla skrze přenosná zařízení externím poskytovatelům služby a aktualizaci dat přenosného zařízení a/nebo vozidla jakou je aktualizace map apod. Práce zahrnuje garanci, že přenosná zařízení daná do vozidel mohou být bezpečně používána pro podporu ITS a multimediálních služeb. 3. Důvod standardizace Hlavními důvody pro vývoj norem v této oblasti jsou: a) Identifikace vhodných přenosných zařízení pro podporu používání ITS a multimediálních služeb. -> 3G, WiBro/WiMax, mobilní multimediální vysílání (T-DMB, S-DMB, DVBH, MediaFlo, ETC), CALM, DSRC, apod. b) Identifikace stávajících mezinárodních norem pro přenosná zařízení a stávajících norem na přístup do komunikační sítě motorových vozidel (např. ty zpracované v ISO TC22, AMIC apod.). -> Zigbee, Bluetooth, MOST, CAN, IDB 1394, OSGI, AMI-C, pracovní položky v TC22 c) Identifikace další potřebné práce pro vývoj souvisejících norem a/nebo zpracování norem pro dodatečné požadavky na protokol. -> položky služeb a související požadavky, 2
d) identifikace dalších požadavků normy na podporu poskytování konkrétních služeb ITS, kde poskytování pomocí přenosných zařízení má dodatečné nebo odlišné požadavky, než jsou ty, které platí pro vestavěná komunikační média. 4. Současný stav souvisejících norem 4.1 Komunikační média pro přenosná & mobilní zařízení Pro označení, které přenosné zařízení je vhodné pro podporu používání služeb ITS a multimédií, je blíže popsán současný stav souvisejících norem na následujím obrázku:
Obrázek 2 – Komunikační média 4.1.1 Komunikační médium DSRC Tato norma stanovuje fyzickou vrstvu, linkovou vrstvu a aplikační vrstvu vyhrazeného spojení krátkého dosahu (DSRC) na 5.8GHz pro služby ITS, které jsou založeny na referenčním modelu otevřených propojených systémů (OSI). Tato norma popisuje komunikační mechanismus a postupy mezi zařízení na infrastruktuře (RSE) a palubním zařízení (OBE), které projíždí komunikační zónou RSE, za předpokladu interaktivní komunikace z bodu do bodu a/nebo z bodu do více bodů. Způsob komunikace je charakterizován synchronní half duplex komunikací. Pro zahájení komunikace z OBE se použije adaptivní přístupové schéma ALOHA. Tato norma je určena pro služby ITS, např. pro službu elektronického výběru poplatků. 4.1.2 IEEE 802.11p WAVE WAVE zavádí rozšíření pro 802.11 pro podporu: ● Extrémně krátké latence, měřená v desítkách milisekund ● dlouhého dosahu, až do 1000 metrů (zatímco podporuje krátký dosah několika metrů) ● Velmi mobilního zařízení, s rychlostmi do 200 km/h. 3
● Extrémně několikacestného, jak je zjištěno z namontovaného STA na auto jedoucí po dálnici s jinými osobními a nákladními vozidly, jedoucí podél velkých budov a přes mosty. Pro poskytnutí celkové interoperability na aplikační úrovni se požaduje standardizace celého komunikačního zásobníku (stack), ne pouze nejnižších vrstev MAC a PHY, jak je definováno v 802.11. Vrstvy nad PHY a MAC jsou mimo předmět 802.11 a jsou zmíněny zde pouze z důvodu celkového popisu WAVE a jak se 11p hodí do celkového přehledu. Zatímco jsou tyto horní vrstvy součástí celkové architektury WAVE, není záměrem omezovat provoz 11p na používání těchto vyšších vrstev. Jak je určeno modelem OSI, mohou být specifikace 11p implementovány různými vyššími vrstvami, jakými jsou jakékoliv použití 802.11, které má srovnatelné požadavky na tyto vrstvy. 4.1.2.1 Charakteristiky WAVE ● Max. rychlost : 200km/h ● 1000 m dosah musí podporovat přenosovou rychlost 1 Mbps ● Přístup : Aktivní ● Šířka pásma : 75 MHz (5.850 - 5.925 GHz) ● Modulace : QPSK OFDM (s možnostmi 16QAM a 64QAM) (preambule BPSK) ● Kanály : 7EA 10 MHz kanály ● Přenosová rychlost dat : Na 10 MHz kanálech: 6, 9, 12, 18, 24, a 27 Mbps Na 20 MHz kanálech: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, a 54 Mbps ● Max. dostupný výkon (Tx Power): 28.8 dBm (na vstupu antény) ● Citlivost RSU a OBU: - 82 dBm (QPSK) / - 65 dBm (64QAM) 4.1.3 ISO TC204 WG16 CALM CALM je ISO schválený rámec pro heterogenní komunikace přeposílání paketů v mobilním prostředí. CALM se také odkazuje na sadu mezinárodních norem zpracovávaných pro podporu tohoto rámce. Rámec CALM podporuje transparentní nepřetržitou komunikaci přes různá rozhraní a komunikační média jakými jsou 802.11, 802.11p, 802.15, 802.16e, 802.20, celulární systémy 2G/3G/4G, národní ITS systémy, apod. Normy CALM jsou zpracovávány v ISO TC204/WG16. 4.1.3.1 Předmět CALM V rámci pracovní skupiny WG 16 pracuje sedm podskupin (16.0, 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 16.5 a 16.6). Existují dvě hlavní oblasti, které jsou ve WG 16 standardizovány: 1. CALM (Komunikační infrastruktura pro pozemní mobilní zařízení) a 2. Data sondy vozidla a související oblasti. Níže je uveden seznam podskupin a jejich oblasti, na kterých pracují: SWG 16.0 Architektura SWG 16.1 Média SWG 16.2 Síťování SWG 16.3 Data sondy vozidla SWG 16.4 Management aplikace SWG 16.5 Oznámení o tísňových událostech SWG 16.6 CALM ad-hoc subsystém
4
Obrázek 3 – Obecný rámec a struktura ISO TC 204 WG 16. ● CALM Média Médium Předmět
M5
MM
-800 ~ 900 nm infračervený
-použití 60-70 GHz milimetrových vln
- podpora 1-128Mbps. -dosah 300 -1000m – podpora latencí a zpoždění v komunikaci v řádů milisekund
-podpora latencí a zpoždění v komunikaci v řádů milisekund -podpora operací MultiSubcarrier (DMB, DSRC, SDR apod.)
-spolupráce s IEEE, ASTM a ETSI
-spolupráce IRDA
-práce na přehledu o stavu MM vlny
-Adaptace PHY/MAC v IEEE 802.11p WAVE
-formální hlasování FDIS
-5 ~ 6 GHz Mikrovlna -podpora 3-27Mbps (6-54Mbps) -dosah 300 -1000m – podpora latencí a zpoždění v komunikaci v řádů milisekund
Současný stav
IR
5
Technologie v Evropě – revize standardizace mezinárodního spektra (ETSI, ITU-R, apod.)
4.1.3.2 Koncept CALM Předmětem CALM je poskytnout standardizovanou sadu protokolů bezdrátového rozhraní pro střední a dlouhý dosah, vysokorychlostní komunikace ITS pomocí jednoho nebo několika médií s multipoint a síťovými protokoly v každém médiu a protokoly vyšší vrstvy pro přenos mezi médii. Tato služba zahrnuje následující komunikační módy: Vozidlo-Infrastruktura: parametry Multipoint komunikace jsou automaticky sjednány, a následné komunikace mohou být zahájeny na straně infrastruktury nebo vozidla. Infrastruktura-Infrastruktura: Komunikační systém může být také použit pro spojení pevných bodů, kde je tradiční kabelové spojení nevyhovující. Vozidlo-Vozidlo: nízkolatenční peer-peer síť se schopností bezpečně nést související data jakými jsou vyhnutí se kolizi a jiné služby vozidlo-vozidlo jakými jsou ad-hoc sítě propojující více vozidel. 4.1.4 WiBro/WiMax 4.1.4.1 WiBro WiBro (Wireless Broadband = bezdrátová širokopásmová síť) je bezdrátovou širokopásmovou internetovou technologií vyvinutou v Jižní Koreji tamějším telekomunikačním průmyslem. WiBro je jihokorejské služební označení pro mezinárodní normu IEEE 802.16e (mobilní WiMAX). WiBro adaptuje TDD pro duplexování, OFDMA pro vícečetný přístup a pásmo 8.75 MHz. WiBro bylo navrženo pro pokrytí omezených přenosových rychlostí mobilních telefonů (např. ADSL nebo bezdrátová LAN). Základnové stanice WiBro nabídnou přenos agregovaných dat rychlostí 30 až 50 Mbit/s a pokrytí kolem 1-5 km umožňující používání internetu na přenosném zařízení. Blíže specifikováno, poskytne mobilitu pro pohybující se zařízení do 120 km/h (74.5 mil/h), ve srovnání s bezdrátovou sítí LAN mající mobilitu do rychlosti chůze a mobilního telefonu majícího mobilitu do 250 km/h. 4.1.4.2. WiMax WiMAX je technologie založená na standardech umožňujících dodávku nejbližšího bezdrátového přístupu jako alternativu kabelového připojení a DSL. WiMAX poskytuje pevnou, pohyblivou, přenosnou a brzy i mobilní širokopásmovou konektivitu bez potřeby přímé viditelnosti na základnovou stanici. V dosahu typickém pro buňku od 3 do 10 kilometrů mohou systémy pod značkou WiMAX Forum Certified™ dodávat kapacitu až 40 Mbps na kanál, pro aplikace s přístupem na pevné nebo přenosné zařízení. To je dostatečná šířka pásma na podporu stovek relací naráz s rychlostí konektivity T-1 a tisíce rezidencí s rychlostí konektivity DSL. Instalace mobilní sítě mohou poskytovat až 15 Mbps kapacity v rámci typického dosahu buňky do 3 kilometrů. Očekává se, že technologie WiMAX bude zahrnuta do notebooků a PDA do konce roku 2007, což umožní velkým městkým oblastem a městům se stát „metro zónami“ pro přístup k širokopásmové bezdrátové síti kdekoliv. 4.1.5 DMB Digitální multimediální vysílání (DMB) je metodou, jak vysílat multimediální obsah do mobilů a přenosných zařízení, jakými jsou mobilní telefony, satelitní nebo pozemní službou, a nebo jejich kombinací. Některá zařízení schopná přijímat DMB mohou poskytovat obsah, který je individuální k lokaci nebo předplatiteli.
6
Aktuální příklady multimediálního vysílání jsou: ● Text a audio ● Text, audio a foto nebo animace ● Audio a video ● Text, audio a video ● více současně zobrazovaných oblastí, obrázky, nebo programy Nejpopulárnější aplikací DMB je mobilní televize. Filmy, videoklipy, hudbu, čtečku RSS a textové zprávy lze také přenášet. Většina stávajících služeb DMB je provozována za úplatu, na základě předplacení, nicméně jako alternativa k financování byla navržena reklama. Volně dostupná služba DMB je v Jižní Koreji. 4.1.6 Celulární sítě (3G) 3G technologie umožňují síťovým operátorům nabídnout uživatelům širokou škálu velmi pokročilých služeb, zatímco dosahují vyšší kapacity sítě pomocí vyšší spektrální účinnosti. Služby zahrnují širokou bezdrátovou hlasovou telefonii a bezdrátová data, vše v mobilním prostředí. Typicky poskytují službu s rychlostí 5-10 Mb za sekundu. Oproti sítím IEEE 802.11, 3G sítě jsou buňkové sítě, které se vyvíjí a zahrnují přístup k vysokorychlostnímu internetu a videotelefonii. IEEE 802.11 (běžnými názvy jsou Wi-Fi nebo WLAN) jsou krátkého dosahu; jsou to širokopásmové sítě (high-bandwidth) primárně určené pro přenos dat. 4.1.7 Wi-Fi (802.11) Bezdrátová síť používá rádiové vlny jako používají buňkové telefony, televize a rádia. Komunikace přes bezdrátovou síť je vlastně obousměrná rádiová komunikace. Následuje bližší popis: • Bezdrátový adaptér počítače přeloží data do rádiového signálu a přenese je pomocí antény. • Bezdrátový router přijme signál a dékoduje jej. Zašle dané informace do internetu za pomoci fyzického drátového ethernetového spojení. Proces také probíhá opačně tak, že router přijme informaci z internetu, přeloží jí do rádiového signálu a ten zašle do bezdrátového adaptéru počítače. Rádiové přijímače používané pro komunikaci WiFi jsou velmi podobné rádiím používaným pro vysílačky, buňkové telefony a jiná zařízení. Mohou přenášet a přijímat rádiové vlny a mohou konvertovat jedničky a nuly do rádiových vln a konvertovat rádiové vlny zpět na jedničky a nuly. Ale rádiové přijímače WiFi mají několik podstatných odlišností od jiných rádiových přijímačů: • Mohou přenášet na frekvencích 2.4 GHz nebo 5 GHz. Tato frekvence je podstatně vyšší, než frekvence používané pro buňkové telefony, vysílačky a televize. Vyšší frekvence umožňuje signálu nést více dat. • Používají síťové standardy 802.11, které přinášejí několik možností: 802.11a přenáší na 5GHz a přenosová rychlost se může pohybovat až do 54 megabitů dat za sekundu. Také používá ortogonální multiplex s kmitočtovým dělením (OFDM), účinnější metodu kódování, která rozdělí rádiový signál na několik podsignálů před tím, než dosáhnou přijímače. To významně snižuje rušivé vlivy (interferenci). 802.11b je nejpomalejší a nejlevnější standard. Určitý čas byla díky nízké ceně 7
populární, ale nyní se stává čím dál méně používanou oproti rychlejším standardům rádiového spektra. 802.11b provádí přenosy v pásmu 2.4 GHz rádiového spektra. Může přenášet rychlostí až 11 megabitů dat za sekundu a používá doplňkové klíčové kódování CCK. 802.11g pracuje na 2.4 GHz jako 802.11b, ale je mnohem rychlejší – s rychlostí až 54 megabitů dat za sekundu. 802.11g je rychlejší protože používá stejné kódování OFDM jako 802.11a. 802.11n je nejnovějším standardem, který je běžně dostupný. Tento standard významně zlepší rychlost i dosah. Například i když 802.11g teoreticky přenáší 54 megabitů dat za sekundu, ve skutečnosti dosahuje rychlostí okolo 24 megabitů dat za sekundu z důvodu zahlcení sítě. 802.11n prokazovaně může dosahovat rychlostí až 140 megabitů dat za sekundu.
4.2 Komunikační síť vozidla pro přenosné zařízení 4.2.1 Přehled práce ISO TC22 SC3 WG1 Datové komunikace ISO TC22/SC3/WG1 je odpovědná za studie spojené s datovou komunikací včetně diagnostické komunikace, přenosu dat mezi silničními vozidly a diagnostickými zařízení mimo palubu vozidla a záležitostí spojených s managementem dat (např. definice, zabezpečení, otevřené rozhraní pro zabudovaný software). WG1 pracuje na těchto pracovních položkách: 4.2.2 ISO 22900 MVCI (Modulární komunikační rozhraní vozidla) ISO 22900 MVCI je navržena pro specifikaci zařízení se standardizovaným hardwarem a generickým softwarovým rozhraním s konceptem “plug and play” pro přístup do soukromé OEM vozidlové sítě z aplikací autopříslušenství. Tato norma sestává ze tří částí: Část 1: Požadavky na návrh hardwaru Část 2: D-PDU API (Rozhraní pro programování aplikací diagnostického protokolu datové jednotky) Část 3: D-Server API (Rozhraní pro programování aplikací diagnostického serveru) Část 1 stanoví požadavky na návrh včetně konfigurace hardwaru, použití protokolu modulu a rozhraní/API protokolu modulu podle tří různých úrovní shody jakými jsou shoda softwaru, shoda elektroinstalace a shody mechanických vlastností. V zásadě komunikační protokol vozidla aplikovaný na MVCI bude volen dodavateli
8
nástrojů a má úzký vztah s API D-PDU a serveru stanoveném v částech 2 a 3. Část 1 navrhuje konektor datové linky a obsazení jeho kolíků podle průmyslového standardu, 26kolík a HD (High Density D-Sub) konektor (srovnej: OBD II konektor je stanoven jako 16kolík). Část 2 stanoví API nezávislé na protokolu používané jako softwarové rozhraní VCI pro diagnostiku a softwarové aplikace pro přeprogramování řídicí jednotky motoru ECU. D-PDU API poskytuje normalizovanou množinu volání funkce API, aby systém host mohl řídit obousměrnou komunikaci modulárního VCI s elektronickými systémy vozidla. Norma pokrývá popis funkcí API, principy komunikace VCI a mapování funkcí DPDU na existující normy jakými jsou SAE J2534-1 a RP1210a. Popis funkcí API stanoví typ, chování, parametry, vratné hodnoty, datové struktury a struktury zpráv vyměňovaných mezi zasilatelem a příjemcem. Část 3 byla navržena pro specifikaci API diagnostického serveru. D-Server API konvertuje zprávy diagnostické odezvy získané z MVCI protokolu modulu zpět na informace v podobě symbolů a poskytuje je aplikaci. V současné době se část 3 nachází ve stádiu CD v rámci TC22. 4.2.3 ISO 14229 UDS (Unifikované diagnostické služby) ISO 14229 UDS je zpracovávána pro stanovení na datové lince nezávislého protokolu aplikační vrstvy používaného pro diagnostické služby. Diagnostické funkce jakými jsou elektronické vstřikování paliva, automatická převodovka, ABS apod. zabudované ve vozidle jsou řízeny diagnostickým testerem (klientem) používajícím UDS. ISO 14229 Část 1 stanoví generické požadavky a služby potřebné pro přenos diagnostických zpráv. Část 1 byla vydána v roce 2005 a stanoví tyto položky: Služby aplikační vrstvy (6 základních (Primitives) je stanoveno pro každou diagnostickou službu) Protokol aplikační vrstvy (PDU formát, řídicí informace, pravidla implementace) Popis služby (žádost, kladná odezva, záporná odezva) Funkční jednotky (Management diagnostiky a komunikace, přenos dat, přenos uložených dat, řízení na vstupu/výstupu, aktivace provozu na dálku) Na základě ISO 14229 lze běžné diagnostické služby stanovené v části 1 aplikovat na telematické služby a aplikace bezpečnosti vozidla pomocí jistého počtu funkcí na dálku. K ISO 14229-1, zpracovává TC22 Část 2 služby relační vrstvy, která byla navržena jako nová pracovní položka PWI. 4.2.4 ISO 22902 AMI-C AMI-C je mezinárodní normalizační organizací sestávající z různých výrobců vozidel. Zpracovala normy na společnou architekturu komunikace ve vozidle pro mobilní informace a zábavní systémy. ISO 22902 zpracovaná AMI-C sestává ze 7 částí: Část 1: Obecný technický přehled (ISO 22902-1) Část 2: Případy užití (ISO 22902-2) Část 3: Požadavky na systém (ISO 22902-3) Část 4: Požadavky na síťový protokol pro přístup na rozhraní vozidla (ISO 22902-4) Část 5: Společná množina zpráv (ISO 22902-5) Část 6: Požadavky na rozhraní vozidla (ISO 22902-6) Část 7: Fyzická specifikace (ISO 22902-7) ISO 22902-1 objasňuje systém AMI-C z hlediska strukturálního, funkčního a 9
aplikačního. Ze strukturálního hlediska sestává architektura AMI-C ze tří hlavních komponent: rozhraní vozidla, sítě a hosta. Rozhraní vozidla je povinnou komponentou systému AMI-C, je mostem mezi součástkami pocházejícími z výroby a součástkami, které nepocházejí z výroby výrobce vozidla. Vozidlo obsahuje jedno nebo více rozhraní vozidla. Poskytují standardizované společné rozhraní k informacím a službám součástek pocházejících z výroby tak, že žádná komponenta a aplikace nemusí přímo komunikovat s řídicí jednotkou ECU nebo zařízeními z výroby. Společné rozhraní je provedeno třemi mechanismy: Požadavek (Request), Příkaz (Command) a Subskripce (Subscription). ISO 22902-6 definuje rozhraní vozidla jako logickou sestavu služeb vozidla implementovaných všemi rozhraními vozidla. Rozhraní vozidla je kategorizováno do 4 skupin: služby vozidla, služby řízení výkonu, služby rozhraní člověk-stroj (HMI) a audioslužby. Služby vozidla musí být implementovány v rozhraních vozidla a poskytovat funkce k řízení operací vozidla jakými jsou zamykání /odemykání dveří, data spojená se samotným vozidlem jako jsou diagnostické informace nebo signál systému indikující stav vozidla jako je rychlost vozidla a množství paliva. Služby řízení výkonu řídí stavy napájení multimediálního systému a uspořádání procesů zahájení a ukončení systémových komponent. Musí také být implementovány v rozhraní vozidla. Služby HMI poskytují standardní rozhraní displejům a/nebo akustickým rozhraním určeným pro cestující ve vozidle. Audio služby poskytují metodu pro přístup zařízení k audio zdrojům. Síť je množinou proprietárních sítí výrobce a neproprietárních sítí včetně Bluetooth a IEEE 1394. Každá síť sestává z množiny komponent připojených k síti a protokolu, který poskytuje množinu společných rozhraní pro přístup na zařízení ve vozidle a jejich fungování na rozhraní vozidla. ISO 22902-4 popisuje požadavek na síťový protokol pro přístup na rozhraní vozidla a ISO 22902-5 popisuje množinu společných zpráv aplikační vrstvy, která se nazývá Common Message Set (CMS), vyměňovaných síťovými komponentami přes různé sítě. Specifikace ISO 22902-4 stanoví společný komunikační model pro přístup na určité rozhraní vozidla přes různou škálu síťových přenosových protokolů včetně TCP(UDP)/IP, FCP až po 1394, a L2CAP přes Bluetooth. V tomto modelu je rozhraní vozidla považováno za druh síťové komponenty AMI-C a každá síťová komponenta obsahuje protokol rozhraní vozidla (Vehicle Interface Protocol (VIP)), společný přístupový protokol na rozhraní vozidla nezávislý na technologiích přenosové vrstvy. Síťová komponenta má jeden nebo více funkčních modulů, které provádějí hlavní funkci dané komponenty. Tato specifikace popisuje adresovací schéma funkčních modulů a formát rámce funkčními moduly vyměňovaných zpráv, které se používají pro inicializaci, rozlišení adresy a nalezení služby funkčních modulů. Zatímco požadavky na síťový protokol řeší podporu na přístupu k službám vozidla, CMS obsahuje obecné a sémantické požadavky na audio a video zprávy, telefonické zprávy, zprávy HMI apod., stejně jako služby vozidla: Podle ISO 22902-5, může být CMS klasifikováno do 6 typů zpráv: Dotaz (Inquire), Zpráva (Report), Nastavení (Set), Potvrzení (Confirm), Příkaz (Command), a Varování (Warning). Třídy zpráv jsou stanoveny takto: Management – management síťového zařízení a audio/video streamu, a nalezení služby
10
Jádro – informace, která je původní součástí vozidla Karosérie vozidla (Body Module) – řízení a stav spojený s karosérií vozidla Řídicí jednotka – stav spojený s řídicí jednotkou Diagnostika vozidla – zpráva pro diagnostiku vozidla Amplifikátor – řízení spojení s amplifikátorem a kodekem Základní přehrávač – běžné funkce pro přehrávač CD a magnetofonových pásek CD Media – audio/video přehrávač pro CD Tape Media – audio/video přehrávač pro pásková média Tuner – audio/video tuner pro vysílání Základní telefon – základní funkčnost telefonu Pokročilý telefon – pokročilá funkčnost telefonu Zobrazení textu – příkaz pro zobrazení jednoduchého textu a vstupní texty. Host poskytuje společné softwarového procesní prostředí založené na Java, která umožňuje, aby generický aplikační software pracoval na jakékoliv platformě daného vozidla. Toto softwarové procesní prostředí zahrnuje rámec OSGi, který běží v prostředí Java runtime. Z funkčního hlediska poskytuje AMI-C primární funkce kategorizované do čtyř typů: nalezení služby, zabezpečení, management systému a HMI. Funkce nalezení služby poskytuje mechanismus dotazování na určité služby a stanovení informace o službě a jiné vlastnosti. Funkce zabezpečení poskytuje mechanismus autentizace a autorizace zařízení a aplikací a šifrovaná data mezi nimi vyměňovaná. Management systému se používá pro řízení síťžových komponent. Funkce HMI stanoví rozhraní mezi zařízeními na rozhraní uživatele vozidla a host aplikacemi založenými na XML. Z aplikačního hlediska označuje architektura AMI-C vztah mezi případy užití a aplikacemi, které splňují požadavky obsažené v případech užití. ISO 22902-2 popisuje případy užití v kategoriích: obchod (vyjádřené zkratkou COMM), management vztahu se zákazníkem (CUST), nouzová situace (EMER), zábava (ENTE), management vozového parku (FLEE), navádění (GUID), domácí automatizace (HOME), informace (INFO), zasílání zpráv (MESS), mobilní zařízení (MOBI), oblíbené zákazníka (PREF), produktivita (PROD), zabezpečení (SECU), služba a údržba (SERV), uživatelské rozhraní (USER), bezpečnost (SAFE), Bluetooth (BLUE), inteligentní dopravní systémy (ITS) a kombinace případů užití (COMB). V každém případu užití jsou popsány informace obsahující požadovaná zařízení, podmínky priority, pořadí událostí, aktoři atd. Navíc k výše uváděným prvkům architektury AMI-C popisuje ISO 22902-3 obecné a architektonické požadavky systému AMI-C a ISO 22902-7 stanoví podmínky prostředí a zkoušky zařízení AMI-C ve shodě s elektrickým a elektronickým prostředím a některé subkomponenty přímo namontované do nebo na vozidlo.
4.2.5 Rozhraní vozidla OSGi VEG Aliance OSGi je nezávislou neziskovou organizací sestávající z inovátorů technologií a vývojářů a je zaměřena na interoperabilitu aplikací a služeb založených na jejich platformě integrující komponenty. Technologie OSGi je systémem dynamického modulu pro Java a univerzální Middleware. V OSGi bylo sestaveno 5 expertních skupin jakými jsou Expertní skupina pro platformu jádra, expertní skupina pro vozidlové technologie, expertní skupina pro mobilní technologie, které jsou předmětem dostatečného zájmu o členství. Mezi 11
těmito skupinami se expertní skupina pro vozidlové technologie zabývá oblasti automobilů, dopravy a telematiky. Pracovní položky zvolené v rámci expertní skupiny pro vozidlové technologie, které vycházejí z poznatků automobilového průmyslu, jsou tyto: API vozidla API navigace Manager komunikace Integrace s AUTOSAR Stálost HMI API vozidla stanoví rozhraní vozidla pro poskytování přístupu aplikaci (dotaz a/nebo zápis dat) k informaci související se stavem vozidla jakou je VIN, rychlost vozidla atd. Řešení některých oblastí bylo zahájeno výrobci vozidel, proto jsou v současné době stále informace tajné a hlídané. Výrobci vozidel proto požadují při zpracování normy pro účastníky funkci zabezpečení a autorizace. Expertní skupina pro vozidlové technologie očekává, že k informacím o vozidle lze přistoupit v řízeném prostředí, aby se ochránil koncept výrobce pro návrh sítě ve vozidle. API navigace stanoví API pro lokační služby, body zájmu POI, lokalizace, trasování, navádění, nakládání s mapou (aktualizace/rozšíření mapy), dopravní informace. Manager komunikace umožní aplikaci, aby si zvolila komunikační linku. Manager komunikace by měl řídit komunikaci pro aplikace v závislosti na dostupnosti (např. DSRC, GSM) nebo kde se požaduje konkrétní pásmo. Aplikace nemusejí mít povědomí o komplikovanosti zásobníků protokolu a management mobilní relace. Integrace s AUTOSAR se zabývá metodou, jak komunikovat mezi systémem s AUTOSARem a aplikacemi založenými na OSGi. Skupina chce prozkoumat, zda-li rozhraní OSGi může interagovat s nástroji AUTOSAR. Stálost je jednoduchou zabudovanou databází nebo rozhraním k databázi. Tato položka stanoví standardizované mechanismy k ukládání dat a standardizované způsoby synchronizace dat se systémy Backend. HMI se považuje, že poskytne způsob pro aplikace k interakci s koncovým uživatelem pomocí HMI zabudovaném ve vozidle. Aplikace by měly být schopny bezproblémové integrace se stávajícím HMI, což může znamenat použití ovládacích prvků, které se neobjeví na displeji. Všechny pracovní položky jsou v současné době zpracovávány v OSGi VEG.
12
5. WG17 pracovní položky na služby 5.1 Název WG17 Název této pracovní skupiny je “Přenosná (Nomadic & Portable) zařízení pro služby ITS”. • "Přenosná zařízení" poskytují konektivitu komunikaci pomocí zařízení jakými jsou mobilní telefony, mobilní bezdrátová síť (WIMAX, HC-SDMA apod.), WiFi atd. a zahrnují spojení krátkého dosahu, jakým je Bluetooth, Zigbee atd. pro připojení přenosných zařízení k systému komunikační sítě v motorovém vozidle. 5.2 Předmět WG17 Pro zpracování norem pro komunikační architekturu a na generický protokol pro poskytování ITS služeb cestujícím včetně řidičů, cestujících veřejnou dopravou, cyklistů, chodců a poskytovatelů služeb ITS pomocí přenosných zařízení: • Nalezení zařízení v prostředí CALM ve vozidle • Nalezení služby v prostředí CALM ve vozidle • Mobilní zařízení v roli mobilního routeru • Rozhraní k D-PDU při poskytování a podpoře služeb ITS (včetně MVCI) přes přenosná a mobilní zařízení • Posílení schopností přenosného zařízení pomocí informací z vozidlového systému • Přenosné zařízení jako klíč ke konfiguraci vozidla • Použití schopností v přenosném nebo mobilním zařízení k posílení funkčnosti v rámci vozidla • Použití přenosných zařízení v rámci komerčních vozidel a veřejné dopravy osob • Optimalizace použití schopností v přenosných a mobilních zařízení při poskytování služeb ITS 5.3 Položky na služby a související požadavky Bude doplněno 6. Požadavky normalizace Tato kapitola má za cíl identifikovat další požadavky normalizace pro podporu poskytování konkrétních služeb ITS tam, kde poskytování pomocí přenosných zařízení má dodatečné a nebo odlišné požadavky než ty na vestavěná komunikační média. 6.1 Požadavky na komunikaci přenosných zařízení Přenosná zařízení mohou vyměňovat širokou škálu informací, jak je popsáno níže, které mohou být získány z vozidel nebo infrastruktury a lze je použít systémy založenými na vozidle, nebo infrastruktuře. • Komunikační kanál a frekvence • Management napájení • Rádiový dosah: 1Km • Přenosová rychlost: 10Mbps • Mobilita: 100km/h • Nepřetržité bezdrátové (Služba, médium, místo) • Manager rozhraní IME (manager media) • Podpora přenosového protokolu krátkých zpráv • Síťování Plug-and-play • Síťový manager (manager IPv4/6, manager routování, přepnutí na jiné médium)
13
• služba informace o pozici • podpora V2V a V2I • podpora multi-hop v ad-hoc módu • podpora vysílání, násobného vysílání (multicast) a jednorázového vysílání (unicast) • přístup na heterogenní médium: výběr média podle aplikace, kanálové routování • přístup na internet: podpora IPv6 a non-IP • Management napájení systému 6.2 Požadavky na informaci přenosných zařízení Přenosná zařízení mohou vyměňovat širokou škálu informací, jak je popsáno níže, které mohou být získány z vozidel nebo infrastruktury a lze je použít systémy založenými na vozidle, nebo infrastruktuře. a. Podmínky vozovky & dopravního provozu b. Podmínky vozidla c. Podmínky životního prostředí d. Podmínky veřejné dopravy osob e. Podmínky interkonektivity a/nebo přenosového centra Aktuálně používané senzory ve vozidle a informace z navigačního systému a dobré dopravní informace v reálném čase a také možná data sondy poskytují celkem dobrou představu, jak je prostředí řidiče náročné. Například – je doprava hustá? Chystá se komplikovaný odbočovací manévr? Jak je to s viditelností? Kolik je cestujících ve vozidle? Jsou palubní zařízení (rádio, CD přehrávač, navigační systém) aktuálně používány? Jaká přenosná zařízení (mobilní telefon, přehrávač MP3 atd.) jsou aktuálně ve vozidle používána? A také jak čilý a schopný je řidič? Mělo by být možné klasifikovat úroveň požadavku (například) v měřítku od 1 do 10 a tuto škálu oznámit přenosným zařízením. Mohou existovat pravidla spojená s různými druhy přenosných zařízení, která říkají: Pokud je úroveň požadavku nad určitou mezní hodnotou, pak musí být některé nebo všechny funkce přenosných zařízení potlačeny. Například v situaci vyžadující vysoké nároky může být volání na mobilní telefon pozastaveno, dokud se nároky nesníží. Obě osoby, tedy řidič i osoba na druhé straně linky může slyšet zprávu, která říká “Telefonický hovor pozastaven z důvodu složité dopravní situace – prosím vyčkejte”). Pak by norma: (a) charakterizovala úroveň požadavku na řidiče, na základě současné dopravní situace a aktuální osobní situace řidiče (b) charakterizovala požadavky (nároky), které určité zařízení klade na řidiče. Pokud má řidič mnoho různých funkcí, mohla by mít každá funkce nebo jejich kombinace různou úroveň (c) předepsat způsob, jakým by přenosné zařízení mělo odpovídat na různé úrovně nároku na řidiče. Zprávy ukázané jako příklady níže by byly zahrnuty v popisu rozhraní a to ne pouze mezi vozidlem a přenosným zařízením, ale také mezi přenosným zařízením a infrastrukturou.
14
Interval aktualizace zprávy a její naléhavost A B
Třída
Interval aktualizace < 100 ms 100 ms – 1 s
C D
1 – 10 s > 10 s
Naléhavost Nouze – ASAP Vysoká priorita, kritické z hlediska bezpečnosti Priorita, ovlivnění bezpečnosti Informace v pozadí o aktualizaci
Délka zprávy (včetně hlavičky,a kontrol chyb) Kategorie I II III IV
Délka < 10 bajtů 10 – 100 bajtů 100 – 1000 bajtů > 1000 bajtů
Popis Jeden datový prvek Jednoduchá aktualizace podmínek v reálném čase Rozšířená aktualizace podmínek v reálném čase Aktualizace dat v pozadí
Adresování zpráv Typ
Zdroj a příjemce
1 2
V2V V2V
3 4
I2V I2V
5
V2I
adresování vysílání Adresování konkrétnímu příjemci (příjemcům) vysílání Adresování konkrétnímu příjemci (příjemcům) vysílání
15
Příloha A A.1 Připomínky Švédska (pan Lennart Ask) Navrhovaná pracovní položka je velmi zajímavá pro budoucí služby ITS cestujícím. Přenosné zařízení bude spojeno s cestujícím a ne s vozidlem a to umožní novou perspektivu služeb ITS se třemi entitami - poskytovatelem služby ITS, cestujícím a vozidlem, kde vozidlo je reprezentováno různými vozidly jakými jsou soukromá vozidla, vozidla veřejné dopravy osob, cyklistická kola apod. Služby ITS budou poskytovány cestujícím externími poskytovateli služeb ITS, dopravními podniky, výrobci vozidel apod. a protokoly pro přenosná zařízení se proto mají stavět z perspektivy uživatele - cestujícího - a otevřené pro všechny poskytovatele služeb. Navrhujeme několik malých změn textu a poskytneme experty pro tuto pracovní položku. Přenosná zařízení lze použít pro několik účelů a je důležité, že tato práce je všechny pokryje.
Řidič vozidla Cestující ve vozidle
Data ITS spojená s vozidlem motor, FMS (sběrnice),..
Dynamická navigace palubních (ve vozidle) ITS služeb…
Externí služby Palubní (ve ITS, Externí vozidle) informace o multimédia, multimédia, kongescích, internet… video… parkování...
X -
X -
X
X X
X
ŘIDIČ VOZIDLA [vozidlo, taxi, nákladní vozidlo, autobus, apod.] CESTUJÍCÍ VE VOZIDLE [vozidlo, taxi, nákladní vozidlo, autobus, apod.] CESTUJÍCÍM JE ŘIDIČ I SPOLUCESTUJÍCÍ. A.2 Připomínky Spojených států (pan Richard Weiland) 1) V současnosti používané senzory ve vozidle a informace z navigačního systému a dobré dopravní informace v reálném čase a také možná data sondy poskytují celkem dobrou představu, jak je prostředí řidiče náročné. Například – je doprava hustá? Chystá se komplikovaný odbočovací manévr? Jak je to s viditelností? Kolik je cestujících ve vozidle? Jsou palubní zařízení (rádio, CD přehrávač, navigační systém) aktuálně používány? Jaká přenosná zařízení (mobilní telefon, přehrávač MP3 atd.) jsou aktuálně ve vozidle používána? A také jak čilý a schopný je řidič? Mělo by být možné klasifikovat úroveň požadavku (například) v měřítku od 1 do 10 a tuto škálu oznámit přenosným zařízením. Mohou existovat pravidla spojená s různými druhy přenosných zařízení, která říkají: Pokud je úroveň požadavku nad určitou mezní hodnotou, pak musí být některé nebo všechny funkce přenosných zařízení potlačeny. Například v situaci vyžadující vysoké nároky může být volání na mobilní telefon pozastaveno, dokud se nároky nesníží. Obě osoby, tedy řidič i osoba na druhé straně linky může slyšet zprávu, která říká “Telefonický hovor pozastaven z důvodu složité dopravní situace – prosím vyčkejte”). Pak by norma: (a) charakterizovala úroveň požadavku na řidiče, na základě současné dopravní situace a aktuální osobní situace řidiče
16
(b) charakterizovala požadavky (nároky), které určité zařízení klade na řidiče. Pokud má řidič mnoho různých funkcí, mohla by mít každá funkce nebo jejich kombinace různou úroveň (c) předepsat způsob, jakým by přenosné zařízení mělo odpovídat na různé úrovně nároku na řidiče. Zprávy ukázané jako příklady níže by byly zahrnuty v popisu rozhraní a to ne pouze mezi vozidlem a přenosným zařízením, ale také mezi přenosným zařízením a infrastrukturou.
17
