Jednotka na straně infrastruktury

Jednotka na straně infrastruktury (RSU) je jedním z typů C-ITS jednotek, 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 systémem (dle ETSI 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 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, které mohou být lokálně zpracovávány či předávány do nadřazené úrovně systému. Každá jednotka RSU jednotka má definované ID jednotky, vlastní firmware, staničení příslušné jednotky informaci o dosahu vysílaného signálu. RSU spadá do kooperativních inteligentních dopravních systémů, které spadají do oblasti dopravní telematiky se zaměřením na zvýšení bezpečnosti a plynulosti dopravy. RSU je podmnožinou kooperativních systémů.

Nadskupina: Kooperativní inteligentní dopravní systém

Podskupina: komunikační protokol, HW komponenty jednotky

ITS-S – ITS Stanice je entita v komunikační síti, která se skládá z aplikací, zařízení, komponent síťové a přístupové vrstvy stanovených v ISO 21217, které jsou provozovány v zabezpečené doméně

(rozlišují se čtyři typy stanic – osobní stanici (P-ITS-S), stanici ve vozidle (V-ITS-S), stanici na straně infrastruktury (R-ITS-S) a centrální stanici (C-ITS-S)).

C2X – komunikací Car to X je myšlena komunikace mezi vozidlem a infrastrukturou (C2V) nebo mezi vozidly (C2C).

CAM – standardizovaný formát zpráv pro šíření základních informací o vozidlech (poloha, rychlost, směr, atd.).

C-ITS – ITS systém, který pro zajištění funkcí využívá komunikace mezi inteligentním vozidlem a infrastrukturou nebo vozidly.

OBU – Palubní jednotka – Součást C-ITS umístěném ve vozidle; základní součást palubního zařízení (OBE), podporující přinejmenším bezdrátové rozhraní

RSU - jednotka na straně infrastruktury  - zařízení umístěné na straně infrastruktury, které řídí signály a poskytuje informace; součást C-ITS umístěná na infrastruktuře jako stacionární jednotka.

Centrální stanice ITS - C-ITS-S – 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 – Evropský standard pro komunikaci mezi vozidly nebo mezi vozidlem a infrastrukturou. Jedná se o přístupovou technologii využívající frekvenční pásma přidělená evropským inteligentním dopravním systémům.

Back office (BOE) – výpočetní a komunikační systém  poskytovatele služby, schvalovacího orgánu nebo dohledu jurisdikce

RSU jednotka je hardwarová komponenta na infrastruktuře, která umožňuje při nejmenším komunikaci dle standardu ETSI ITS-5G (případně IEEE 1609) a dále zpravidla LTE/GSM či další bezdrátovou komunikaci (WiFi, Bluetooth). 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.

Jednotka RSU dle výše uvedeného standardu komunikuje s okolními jednotkami, kterými jsou zpravidla OBU jednotky projíždějících vozidel, s kterými si pomocí předepsaného protokolu (např. CAM a DENM zprávy) vyměňuje informace. S nadřazenými systémy pak jednotka komunikuje zpravidla prostřednictvím protokolu DATEX II či jiných a datová komunikace je zajištěna po síti GSM/LTE či Ethernet.

Na Obrázku č. 1 je znázorněna referenční architektura C-ITS stanice, vycházející z ISO 21217, která představuje jednotku na straně infrastruktury RSU. Architektura jednotek používá principy OSI vrstvového modelu s komunikačními protokoly mezi jednotlivými vrstvami rozšířenými pro potřeby použití v ITS aplikacích. Vrstva „Access“ reprezentuje vrstvy 1 a 2 modelu OSI, „Networking & Transport“ reprezentuje vrstvy 3 a 4 a „Facilities“ představují vrstvy 5, 6 a 7. Blok „Applications“ na obr. X potom představuje aplikace jednotky RSU, blok „Management“ představuje prvek odpovědný za řízení vnitřní komunikace jednotky a blok „Security“ znázorňuje služby zabezpečení celého komunikačního balíku (stacku).

RSU jednotka zapadá do obecné architektury C-ITS viz obrázek č. 2, ze kterého je zřejmá i vlastní funkce a důležitost pro přenos dat od vozidla z centra, a zpět z vozidla do centrální části systému., jež funguje na frekvenci 5,9GHz. Jednotlivé jednotky je možné vzdáleně nastavovat a vlastní chovaní RSU díky vnitřní struktuře, kterou tvoří i procesorová část se chová jako router, který je možné vzdáleně nastavovat.

Výše uvedený obrázek ukazuje pohled na poskytování služeb C-ITS resp. informací z RSU, která komunikuje s centrální částí a jednotkou vozidla.

Příklady funkcí popsaného systému

Informace z vozidla a z infrastruktury

• Jízdní doby ve sledovaném úseku
• Průměrná rychlost (úseková rychlost)
• Zdržení ve sledovaném úseku
• Detekce dopravní kolony ve sledovaném úseku
• Stupně dopravy ve sledovaném úseku
• Zastavení a směr pohybu vozidla
• Akcelerace/decelerace vozidla
• Použití stěračů, blinkrů nebo jiných ovládacích prvků vozidla

Příklady využití RSU, které se testují nebo implementují na dálnicích i ve městech:

• Předávaní si jednotlivých informací v definovaných zónách RSU obdobně jako GSM signál pro spolehlivé pokrytí informací
• Zasílaní informací o dopravním značení – veškeré značky z portálů liniového, ale i o značkách, které jsou umístěné na komunikacích
• Využití pro preferenci VHD na světelně řízených – předávaní informací o lince, směru, času, požadavku na preferenci
• Informace o blízkosti vozidel integrovaném záchranného systému, pro včasné umožnění průjezdu vozidel
• Informace o vozidle údržby a vozíků na dálnici zabraňující potenciálním střetům a vzniklých mimořádných uzávěrách jízdních pruhů
• Informace o aktuálních rychlostech a změnách rychlosti na portále liniového řízení
• Posílání informací o dopravě ve městě i na dálnici – stupně dopravy, nehody, objízdné trasy
• Vazba na dopravní řadič pro zobrazení, signálního plánů, délek zelených, červených, délky fází apod.
• Informace o stavu tunelových technologií – změna jízdních pruhů, uzávěry, rychlosti, nebezpečí apod.
• Informace o parkování – navádění, obsazenost parkovacích míst

Důležité Evropskými předpisy pro návrh kooperativního systému:

• ETSI EN 302 665 Intelligent Transport Systems (ITS); Communications Architecture
• ISO TR 17427-2 Intelligent transport systems - Cooperative ITS - Framework Overview
• 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 17425 Inteligentní dopravní systémy – Kooperativní systémy – Specifikace výměny dat pro zobrazení informací o pozemní komunikaci a stavu dopravy ve vozidle
• ISO/TS 17426 Inteligentní dopravní systémy –  Kooperativní systémy – Kontextové rychlosti
• ISO/TS 19091 Inteligentní dopravní systémy –  Kooperativní ITS – Užití komunikace V2I a I2V pro aplikace související se světelně řízenými křižovatkami
• ISO/TS 19091 Inteligentní dopravní systémy –  Kooperativní ITS – Užití komunikace V2I a I2V pro aplikace související se světelně řízenými křižovatkami