Jednotka na straně infrastruktury (RSU)

Jednotka na straně infrastruktury (RSU) je fyzickou implementací C-ITS stanice, která poskytuje či zajišťuje ITS aplikace ze strany infrastruktury. Tato jednotka může poskytovat ITS aplikace zcela nezávisle na základě integrované logiky nebo v kooperaci s centrálním prvkem systému (s centrální C‑ITS jednotkou) zpravidla nazývaným back-office. Na základě konkrétních potřeb a účelu nasazení jednotky na straně infrastruktury pak jednotka může zajišťovat různé druhy aplikací a služeb a může být součástí různých zařízení.

Obecná funkce zajišťovaná jednotkou na straně infrastruktury RSU je lokální datová komunikace s okolními vozidlovými C-ITS jednotkami (OBU), kterým jsou jednotkou RSU předávány informace z připojeného zařízení nebo z centrálního systému (back-office) a naopak jsou její pomocí sbírány informace z jednotek OBU či další dopravní data, která mohou být lokálně zpracovávána či předávána do nadřazené úrovně systému.

Jednotka RSU je většinou součástí dalšího zařízení, kterému rozšiřuje možnosti komunikace s vozidly či možnosti sběru dat a jejich vyhodnocení (např. dopravní řadič, železniční přejezd, tunelový portál, portál liniového řízení dopravy apod.). Dále jednotka může být napojena na centrální nadřazený systém (řídicí centrum, dopravní ústředna), který dále rozšiřuje možnosti předávání informací pomocí RSU jednotky.

aplikace C-ITS – případ užití; implementace funkce služby C-ITS řešící konkrétní problém např. varování před jízdou na červenou

C-ITS – kooperativní systém, inteligentní dopravní systém, který vzájemně propojuje více systému nebo více ITS stanic za účelem sdílení dopravních dat a informací sloužících ke zvýšení bezpečnosti a plynulosti provozu

centrální stanice C-ITS – centrální prvek C-ITS plnící funkci sběru informací, jejich předávání a zajišťování dílčích částí po navazující řídící a informační systémy v obousměrné komunikaci.

ITS G5 – přístupová technologie; standard pro zajištění C-ITS komunikace využívající frekvenční pásma přidělená evropským inteligentním dopravním systémům dle ETSI EN 302 663

jednotka C-ITS – fyzická implementace ITS stanice

LTE-V, LTE-V2X – přístupová technologie; standard pro zajištění C-ITS komunikace využívající frekvenční pásma přidělená evropským inteligentním dopravním systémům dle ETSI EN 103 613

OBU – palubní jednotka; jednotka C-ITS umístěná ve vozidle a zajišťující přenos informací z okolního prostředí (od jiných vozidel či z infrastruktury) do vozidla a zároveň vysílání informací vlastních

RSU – jednotka na straně infrastruktury; jednotka C-ITS umístěná na straně dopravní infrastruktury, typicky řadiči SSZ, dálničním portálu apod.; zajišťuje vysílání informací pro vozidla a případně přeposílání informací na centrální prvek systému

služba C-ITS – vrstva softwarového balíku C-ITS stanice zajišťující generování, přijímání a zpracování určitého typu zpráv (dle typu služby)

stanice C-ITS – softwarová implementace ITS stanice odpovídající referenční architektuře dle ISO 21217; zajišťuje komunikaci a zpracování dat v ekosystému C-ITS, může se jednat o virtuální nebo fyzickou implementaci stanice

zpráva C-ITS – základní datová jednotka služby C-ITS

Architektura jednotky RSU vychází z referenčního modelu dle ISO 21217 pro obecnou C-ITS stanici. Přístupová vrstva je zajištěna technologií pro komunikaci krátkého dosahu DSRC (ITS-G5, LTE-V), síťová a transportní vrstva je řešena implementací GeoNetworking protokolu dle ETSI EN 302-636, vrstva služeb (facility layer) pak může obsahovat služby dle potřeb každého kooperativního systému, nejběžněji jsou využívány základní služby CA (Cooperative Awarnes Basic Service) a DEN (Decentralized Environmental Notification Basic Service). C-ITS služeb nicméně existuje řada dalších.

Obr. 1: Architektura RSU jednotky vycházející z ISO 21217

Architektura jednotky RSU se tak v podstatě neliší od obecné C-ITS jednotky ani od její další fyzické implementace – jednotky OBU, či virtuální serverové implementace – C-ITS Back Office (centrálního prvku systému). Rozdíl mezi jednotlivými implementacemi spočívá v rozdílné konfiguraci jednotek, aplikační logice a z pohledu hardwarového provedení např. v rozdílném řešení obalu jednotky (typicky RSU jednotka bývá vystavena povětrnostním podmínkám) a různém způsobu konektivity k centrálnímu prvku (RSU jednotka bývá připojena kabelovým spojením). V některých instalacích může být jednotka RSU také provedena jako nedílná součást jiného zařízení a sdílet jeho výpočetní výkon.

Jednotky RSU mohou být zároveň napojeny na další zařízení na infrastruktuře (řadič SSZ, ovládací skříň EOV, detektory), díky čemuž mohou automaticky generovat určitý typ zpráv. Tímto propojením vznikne možnost využít C-ITS technologii k zajištění preference vybraného typu vozidel na křižovatce, sdílení aktuálního signálu SSZ pro jednotlivé směry či zažádání tramvaje o změnu polohy výhybky.

Jednotka RSU plní v rámci kooperativních systému typicky následující funkce:

• Přijímá a odesílá data z/do C-ITS Back Office přes pevné sítě.
• Generuje vlastní C-ITS zprávy v rámci definovaných C-ITS aplikací.
• Přijímá a odesílá data z/do vozidel pomocí standardu ITS-G5 (případně LTE-V).
• Zpracovává data přímo v jednotce RSU, popř. je ukládá předtím, než jsou odesílána dále.

Z pohledu vysílání dat z centrálního prvku Back Office se nejčastěji jedná o centrálně generované C‑ITS zprávy o varování před nebezpečím v dopravním provozu. V tomto případě jsou zprávy generovány dopovídající C-ITS službou využívanou danou C-ITS aplikací ve virtuální serverové implementaci C-ITS jednotky a jednotka RSU slouží pouze jako vysílač v předmětné lokalitě. Cílení na lokalitu je v tomto případě řešené na úrovni síťové a transportní vrstvy GeoNetworking.

V případě generování vlastních zpráv je jednotka RSU přímo napojena na jiný ITS systém, např. řadič SSZ nebo železniční přejezd. Výstupy toho systému transformuje pomocí aplikační logiky do C-ITS zpráv, které jsou dále šířeny v předmětné lokalitě RSU jednotky.

V případě výměny dat s vozidly se jedná jednak o vysílání C-ITS zpráv dle výše uvedených případů a jednak o sběr anonymizovaných dat z okolo jedoucích vozidel. Takto mohou být do Back Office předávány např. zprávy DENM, které mohou sloužit v dispečerském prostředí C-ITS BO pro přehled o pohybu pracovních vozidel v rámci C-ITS aplikacích práce na silnici, stojící nebo pomalu jedoucí vozidlo apod. Ze zpráv CAM, vysílaných vozidly pak jednotka RSU může lokálně vyhodnocovat a agregovat data např. o rychlosti vozidel a tyto informace poskytovat centrálnímu prvku pro další zpracování či zobrazení.

Jednotky RSU jsou v celé řadě pilotních projektů kooperativních systémů běžnou komponentou, která zpravidla zajišťuje předávání informací z infrastruktury do vozidel. V prostředí České republiky jsou používány v rámci projektu C-ROADS CZ jako součást řadičů světelných signalizačních zařízení, kde jsou použity jednak pro preferenci vozidel MHD a IZS a dále pro vysílání informací o stavu signálního plánu a topologii křižovatky. Dále jsou využity jako součást dálniční infrastruktury pro přenos informací o dopravním značení a dalších varování vysílaných z centrálního prvku systému.

V zahraničí jsou RSU jednotky využity v pilotních projektech nasazení autonomních vozidel, kterým jsou opět předávány informace o stavu signalizace na křižovatkách a možnostech projetí autonomního vozidla křižovatkou.

ETSI EN 302 665 Intelligent Transport Systems (ITS); Communications Architecture

ISO 21217 - Intelligent transport systems -- Communications access for land mobiles (CALM) -- Architecture

ECo-AT Release 3 documents European Corridor – Austrian Testbed for Cooperative Systems, version 3.00 (SWP 2.1 – 3.7)

ISO/TS 19091 Inteligentní dopravní systémy –  Kooperativní ITS – Užití komunikace V2I a I2V pro aplikace související se světelně řízenými křižovatkami

Nadskupina: kooperativní systémy

Podskupina: služby C-ITS, aplikace C-ITS, zprávy C-ITS