Informationen zu OCIT April 2001

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1 Offene Schnittstelle für Geräte der Straßenverkehrstechnik Open Communication Interface for Road Traffic Control Systems Informationen zu April 2001 Erstellt von Siemens I&S ITS - Intelligent Traffic Systems - unter Verwendung von Unterlagen der -Gruppe Folie 1 von 24

2 Offene Schnittstelle für Geräte der Straßenverkehrstechnik Open Communication Interface for Road Traffic Control Systems Die Organisation System: In- und Outstations / Netze Die Schnittstelle -Outstations Die Version Folie 2 von 24

3 Der Anstoß: Studie im Auftrag der BASt Aus der Studie Möglichkeiten und Grenzen herstellergemischter Lichtsignalsteuerungssysteme ; Ing. Büro Dr. Brenner im Auftrag der BASt; Februar 1996: Eine offene Schnittstelle ist die Basis herstellergemischter Lichtsignalsteuerungen. Bedarf dafür besteht in erster Linie zwischen 1. Verkehrsrechner und Lichtsignalsteuergerät 2. Verkehrsrechner und Verkehrsingenieurarbeitsplatz Folie 3 von 24

4 Der gegenüber der Studie erweiterte Ansatz von Instations zentrale Geräte und Systeme - Instations Zentrale Datenhaltung und Verteilung - Outstations Outstations (Feldgeräte wie z.b. Lichtsignalsteuergeräte, Verkehrsmessstellen, Anzeigen u.a.) Verkehrstechnik - Control Gerätefunktionen (Geräteinterne Schnittstelle) Gerätetechnik (Sensorik, Aktorik), Sicherheit Folie 4 von 24

5 Welchen Nutzen hat für den Anwender? Die Arbeiten an beruhen auf einem Konsens der Anwender-, Betreiber- und Herstellerseite. Zusammen mit der technischen Grundlage ergibt dies eine zukunftssichere Basis und damit eine hohe Sicherheit für Investitionen in -basierten Systemen. Als offenes System wird allen interessierten Herstellern zugänglich sein. Deshalb wird sich ein freier Wettbewerb entwickeln und Innovationen für Verkehrsregelungssysteme begünstigen. Auf der Betreiberseite entstehen Kosteneinsparpotentiale durch die geringeren Aufwendungen für den anlage- und verkehrstechnischen Betrieb herstellergemischter Systeme Folie 5 von 24

6 Die -Gruppe OTEC -Traffic Engineering Components Hersteller von Traffic Engin. Components Einbindung von Traffic Engin. Comp in Sprecher: PTV, Hr. Reich Hersteller ODG - Developing-Group Hersteller von Lichtsignalanlagen (Dambach, Siemens, SBH, Stoye, Stührenberg) Erarbeitung und Bereitstellung der - Grundlagen, Verfahren und Produkte Sprecher: SIEMENS, Hr. Wenter BASt / BMVWB Forschungsprogramm Stadtverkehr Erarbeitung.. SSP Consult Moderation Nutzer OCA City Association Interessengemeinschaft der städtischen Betreiber Anforderungen der Betreiber Beratung: Albrecht Consult Sprecher: Stadt Frankfurt, Hr. Schöttler VIV Verband der Ingenieurbüros für Verkehrstechnik Anforderungen der Berater und Planer Sprecher: GEVAS, Hr. Doll Folie 6 von 24

7 Dokumente der ersten -Version Stand April Dokument Titel Verfügbarkeit S 1.0 Das System Public O 2.0 -Outstations Intern ODG Regeln und Protokolle Outstations Intern ODG Übertragungsprofil für Punkt-zu-Punkt- Verbindungen auf festgeschalteten Übertragungswegen O 4.0 -Outstations Grundfunktionen der Feldgeräte Intern ODG ODG- Dokument ODG O 5.0 ODG V1.0 Titel -Outstations Lichtsignalsteuergeräte -Outstations Version 1 für Lichtsignalsteuergeräte Verfügbarkeit Intern ODG Public Folie 7 von 24

8 Die Organisation System: In- und Outstations / Netze Die Schnittstelle -Outstations Die Version Folie 8 von 24

9 Die Schnittstellen und ihr Bearbeitungsstand Instations (in Abstimmung) zentrale Komponenten der Verkehrstechnik und des Verkehrsmanagement -Instations VI -Instations QA -Instations VM -Instations AN Zentrale Datenhaltung und Verteilung -Instations VZ Vernetzungs- Komponenten Outstations Verkehrstechnik - Outstations (1. Version für LSA definiert) Gerätefunktionen - Control (zur Bearbeitung vorgesehen) Gerätetechnik (Sensorik, Aktorik), Sicherheit Folie 9 von 24

10 -Basis-Systemarchitektur Hersteller- oder projektspezifische Realisierung mit -Funktionen Zentrale / Instation -System Übergänge vom zentralen LAN in das Feldgerätenetz Herstellerspez. Feldgeräte mit -Funktionen Netzknoten - Control - Outstations Instation- Service - Instations Daten bereitstellen, verteilen (Proxy) und entgegennehmen Folie 10 von 24

11 Instation der Firma Siemens: Central mit Schnittstellen (Übersicht) SICOMP-M (nur mit BEFA) an Central+ über View koppelbar Service-Tools für -LSA... fremde... eigene Control View, Supply, Applikationen Bedienoberfäche des View für BEFA und gemeinsam! Schnittstellen -Instations (so weit definiert) z.b. P2, Public BEFA MIGRATION ES (Lynx) GSM- Datenfunk (MS, M32, GE...) BEFA ES (Lynx) SIEL MIGRATION OS (NT) LAN/WAN -IG Intelligent Gateway (Linux) Netzknoten: -OAP Outstation Accesss Point (Version 1 mit Modems, später auch mit GSM-Datenfunk u.a) Schnittstellen -Outstations (MS, M32, EST,...) - Vorsatz (MS und hochger. M32) - Gerät (auf Basis C800V) - Gerät (auf Basis C800V) Folie 11 von 24

12 Central mit Schnittstellen Client 1 z.b. P2+S3+Control+View Client 2 z.b. View Server Konfigurationsbeispiel mit abgesetzten Netzknoten Onlinesteuerung OS Intelligent Gateway -IG IP-Übertragung innerhalb des Kunden-Netzwerkes über z.b. LWL Lichtwellenleiter, ATM Asynchronous Transfer Mode FDDI Fiber Distributed Data Interface Breitband-ISDN (derzeit keine Wählverbindungen möglich ) -Outstations Acess Point (OAP) als abgesetzter Netzknoten in Gebäuden, z.b. ehemalige Subzentralen -Outstations Acess Point (OAP) als abgesetzter Netzknoten in Gebäuden, z.b. ehemalige Subzentralen -Steuergeräte -Steuergeräte Folie 12 von 24

13 Instation mit -Schnittstellen vom Mitbewerb Systemzugänge -Fremdrechner Control Netzknoten LAN/WAN Schnittstellen -Outstations (Version 1 mit Modems, später auch mit GSM- Datenfunk u.a) - Vorsatz (MS und hochger. M32) - Gerät (auf Basis C800V) - Gerät (auf Basis C800V) M-Gerät bzw. C800V mit Schnittstellen -Instations (so weit definiert) XML z.b. P Folie 13 von 24

14 im Verkehrsmanagementsystem VI-Arbeitsplatz Adaptive Netzsteuerung Instation LSA TLS Systemzugang ISDN Autobahn Feldbestand Netz des Verkehrsmanagementsystems Parken P P LSA GSM LSA Systemzugang Funktions- u. Qualitätsanalyse (QA) Folie 14 von 24

15 Die Organisation System: In- und Outstations / Netze Die Schnittstelle -Outstations Die Version Folie 15 von 24

16 Kommunikationsmedien lokale Systemzugänge RS232 - Outstations Kabel (Modem,..), Funk (GSM,..), Telefon (ISDN..), LWL (ATM,..) Die Kommunikation ist nicht an eine bestimmte Übertragungstechnik gebunden und kann an unterschiedliche Medien angepasst werden. Instation Standards LAN Private u. öffentliche Netze Punkt-zu-Punkt V.1 -Protokoll BTPPL *) UDP TCP **) IP PPP V.24 Modem V.34 zentrale Systemzugänge OSI Layers 7 Application 6 Presentation 5 Session layer 4 Transport 3 Network 2 Data Link 1 Physical *) BTPPL = Basis Transport Paket Protokoll **) Die Verwendung von UDP oder TCP ist abhängig vom jeweiligen Objekt Folie 16 von 24

17 Systemprägende Eigenschaften der Übertragung Das IP-Protokoll ermöglicht das Routen von Gerät zu Gerät z.b bps 1 Instation Wählnetz Im -Outstations Netz können unterschiedlich schnelle Übertragungsverfahren kombiniert werden. Die Übertragungszeit von Nachrichten ist deshalb abhängig von den jeweiligen Wegen im Netz. Echtzeitbearbeitung vor Ort in den Feldgeräten A z.b bps Ereignisgesteuerte Übertragung mit Zeitstempel Folie 17 von 24

18 -Objekte Basisobjekte beschreiben Standard--Funktionen, die in allen Arten von - Feldgeräten - egal ob Lichtsignalsteuerung oder Verkehrsmessstelle - notwendig sind. Beispiele: Systemzeit, Meldungen, Geräteinformation... Spezifische Objekte Von der ODG oder anderen Gruppen definiert für Standard-- Funktionen bestimmter Feldgerätearten. Beispiel: Version 1 für Lichtsignalsteuergeräte, definiert von der ODG. Firmenspezifische Funktionen einzelner Hersteller, z.b. Container für Versorgungsdaten oder spezifische Objekte für spezielle Messwerte. Alle -Objekte werden nach den im Dokument O 2.0 festgelegten Regeln definiert Folie 18 von 24

19 XML-Datenformat in Beschreibung XML (90 Meßwerte/3 sek) <MW> <ZEIT>17:25:30</ZEIT> <LISTE> <D>1</D> <SS>30</SS> <NW>1</NW> </LISTE> </MW> Übertragung (90 Meßwerte/3 sek) Header: ca. 32 Byte Zeit: 4 Byte Listenzahl: 1 Byte Auftragsnummer: 1 Byte 1/100s+Neuer Wert: 1 Byte (2 Byte) * 5 + 2(3) * 90 = 227(317)Byte Größe: 1287 Byte Größe: 227 Byte Durch Komprimierungsmechanismen erhält man trotz umfangreicher XML-Beschreibung eine geringe Größe der Datenpakete bei der Übertragung Folie 19 von 24

20 Die Organisation System: In- und Outstations / Netze Die Schnittstelle -Outstations Die Version Folie 20 von 24

21 Version 1 - Funktionsumfang -Funktionen für Bedienen, Überwachen, Messen, Visualisieren und Fernversorgen (Fernversorgung mit herstellerspezifischen Daten über den Systemzugang). Lokale verkehrstechnische Anwendungen Synchronisierung mit Funkuhren Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über festgeschaltete Übertragungswege mit Modem V.34 (große Reichweiten und hohe Übertragungsraten bei Nutzung der vorhandenen Fernmeldekabel) Folie 21 von 24

22 Version 1 - Kommunikationsmedien Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über fest geschaltete Leitungen 10/100 Base T Ethernet Cu-Adern Instation MUX Multiplexernetz MUX -Outstations Modem V.34 max bps Folie 22 von 24 Vermittlung (öffentliches Netz) -Outstations Feldnetz Systemzugänge (für die Versorgung und Wartung der Feldgeräte durch Fachpersonal der Gerätehersteller In Version 1 sind nur die Schnittstellen -Outstations definiert!

23 Version 1 - Funktionen der Lichtsignalsteuergeräte Allgemein: Alle Schaltbefehle mit Start- und Endezeit (für synchrone Schaltungen) Teilkreuzung: Zu- und Abschaltbar Signalgruppe: Erfassung der tatsächlichen Signalisierung AP-Werte (VA-Variablen) - relativ zum Signalprogramm - über Namen ansprechbar - fester Datentyp relknoten 3 relknoten 2 relknoten 1 Signalprogramm AP-Wert AP-Wert AP-Wert TK 1 TK 2 TK 3 TK 4 Signalgruppe Signalgruppe Feldgerät Detektor Detektor Detektor Signalisierungsarchiv Messwertarchiv Meldungsarchiv Betriebszustandsarchiv ÖPNV-Archiv frei definierbare Archive Detektor: - Zählung, Belegung, - Rohdaten (bis zu 10ms Auflösung bei z. Zt. Einzelschleife) - wählbare Aggregierungsintervalle Archive: (Meldungen + Messwerte) Konfiguration der Archive: - welche Inhalte - wie groß ist das Archiv - Festlegen der Ereignisse, die zur einer Benachrichtigung der Zentrale führen Übertragung der Daten in die Zentrale und "zerstörungsfreies" Auslesen parallel zur Zentrale durch die Wartung Folie 23 von 24

24 Version 1 - Fernversorgung von Lichtsignalsteuergeräten Fernversorgen: Planungsdaten verpacken in Containern Verschicken der Container von den Werkzeugen über den Systemzugang in die Geräte der jeweiligen Hersteller. Werkzeuge der Hersteller A, B, C... z.b. Control A B C z.b. P2 Planung Geräte der Hersteller A,B,C... A B C Instation Systemzugang (LAN) Ziel der nächsten Versionen: Standardisierung der Fernversorgung Folie 24 von 24