Carlink langaton autojen välinen tietoverkko Älykkään liikenteen päivä 30.10.2007 Timo Sukuvaara Lapin ilmatieteellinen tutkimuskeskus Ilmatieteen laitos
Taustaa Hankkeessa kehitetään autojen välinen tietoverkkopalvelualusta, jossa autot voivat kommunikoida ja vaihtaa tietoa langattomasti niin keskenään kuin myös järjestelmän keskusyksikön kanssa, tukiasemien välityksellä. Kaksivuotinen hanke, alkanut syyskuussa 2006 ja päättyy syyskuussa 2008 Eureka-ohjelman Celtic-klusterin (call 3) alainen projekti, mukana partnereita Suomesta, Espanjasta ja Luxembourgista ETRA I+D Espanjasta toimii hankkeen koordinaattorina, Ilmatieteen laitos koordinoi suomalaiskonsortiota Suomesta mukana Ilmatieteen laitos, VTT, Mobisoft, Sunit ja Infotripla (Mobisoftin alihankkijana) Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 2
Lähtökohta Toteutetaan autojen välinen kommunikaatiojärjestelmä, mutta järjestetään myös mahdollisuus kommunikoida keskusjärjestelmän kanssa tukiasemien välityksellä Keskusjärjestelmän reaaliaikainen tietojenvaihto ajoneuvojen kanssa mahdollistaa reaaliajassa päivittyvien palvelujen tarjoamisen ajoneuvoille (esim. sää) Perusperiaate sama kuin langattomassa tukiasemaavusteisessa nk. Ad hoc verkossa, erona verkon solmujen (tässä tapauksessa ajoneuvot) suuri nopeus Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 3
Järjestelmän rakenne Keskusyksikkö toimii tietoliikenteen keskuksena, kerää ajoneuvojen datan tukiasema- ja gprs-verkon kautta, välittää datan järjestelmän palvelukeskuksille, sekä välittää palvelukeskusten tuottamat tiedot ja varoitukset ajoneuvoille Tukiasemat tien varressa tallettavat keskusyksiköltä saadun uusimman datan, ja välittävät datan ajoneuvoille. Samalla ajoneuvojen tuottama data kerätään ja välitetään keskusyksikölle Ajoneuvot vastaanottavat uusimman palveludatan (esimerkkisovelluksemme sää) ohittaessaan tukiaseman, samalla ajoneuvon keräämä havaintomateriaali tukiaseman kautta eteenpäin. Ajoneuvot myös välittävät dataa vastaantuleville ajoneuvoille tukiasemien katvealueet pienenevät Kiireellinen data (esim. liikenneonnettomuusvaroitus) välitetään gprsverkon kautta, jolloin viive minimoituu Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 4
Elementit Traffic Service Central Unit Järjestelmän keskusyksikkö Käyttäjien hallinta Datavarasto, palveludata sekä ajoneuvoilta tuleva havaintodata Kaksikanavainen yhteys ajoneuvojen suuntaan Epäsuora yhteys tukiasemien kautta: pääkanava GPRS: hätäliikenne Perustuu Infotriplan liikennehallintajärjestelmiin Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 5
Elementit Traffic Service Base Station Tieverkkoa seuraileva tukiasemaverkosto Välittää TSCU:n dataa ajoneuvoille sekä kerää ajoneuvojen havainnot TSCU:lle TSCU:lta saatu uusin data talletetaan tukiasemalle, jolloin välitys ajoneuvolle tapahtuu riittävän nopeasti Tukiasemalla pyritään tuottamaan myös omaa säähavaintomateriaalia järjestelmän käyttöön Langaton tietoliikenne toteutetaan kahdessa eri ympäristössä : mobile WIMAX ja WLAN (IEEE 802.11g) Dataliikenteen hallinta Mobisoftin ja Infotriplan liikenteenohjausjärjestelmien pohjalta verkkoprotokollat VTT ja IL Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 6
Elementit Mobile End User Ajoneuvon kommunikaatiojärjestelmä Kaksikanavainen yhteys TSCU:n suuntaan Epäsuora yhteys tukiasemien kautta: pääkanava GPRS: hätäliikenne Autojen välinen kommunikaatio Langaton verkkoyhteys, hätäviestiliikenne Langaton tietoliikenne toteutetaan kahdessa eri ympäristössä : mobile WIMAX (mesh) ja WLAN (IEEE 802.11g) Dataliikenteen hallinta Mobisoftin ja Infotriplan liikenteenohjausjärjestelmien pohjalta, verkkoprotokollat VTT ja IL Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 7
Elementit Service Cores Järjestelmään tuotettavat palvelut toteutettu erillisinä TSCU:n kanssa kommunikoivina järjestelminä Suora verkkoyhteys TSCU:hun Tällä hetkellä kaksi esimerkkipalvelua (Suomessa), mahdollisuus tuottaa rajaton määrä palveluja Road Weather Service Paikallinen tiesää IL:n tiesäämallin pohjalta, palvelua tarkennetaan ajoneuvoilta saadun mittausdatan pohjalta. Paikallinen säätieto toimitetaan alueellisesti IL Emergency Services Ajoneuvoilta kerätyn mittausdatan pohjalta voidaan löytää vaaratilanteeseen viittaavat indikaattorit, jolloin luodaan ajoneuvoille välitettävä paikallinen varoitus Mobisoft/Infotripla Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 8
Elementit Vehicle systems Ajoneuvon kommunikaatiojärjestelmä päätelaitteessa, johon tuodaan auton keräämää havaintotietoa CAN-Bus väylältä Renkaan pyöriminen verrattuna moottorin tuottamaan tehoon Airbag CAN-Bus väylältä tai erillismittauksilla Lämpötila GPS-lokaatio Käyttöliittymän kautta Hätänappi Havaintotieto kerätään sopivin välein, varustetaan GPS-tiedolla ja välitetään TSCU:lle tukiasemien kautta Hätätieto (hätänappi,airbag) välitetään GPRS-datana TSCU:lle sekä langattomana tiedonsiirtona vastaantuleville ajoneuvoille Ajoneuvojärjestelmistä vastaa Sunit Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 9
Tavoitteet Määritellään rajapinnat järjestelmän elementtien välille Hankkeen osapuolet kehittävät vastuullaan olevat elementit ja huolehtivat että rajapinnat ovat yhteensopivat Toimivuuden ja toiminnallisuuden testaus ja analysointi Simulaatiot, analyysit, testikäytöt jne., partnerikohtaisesti Ilmatieteen laitos Tehdään simulaatiomalli jossa verrataan WiMAX- ja WLAN-pohjaisten ratkaisujen toiminnallisuutta Paikallisen tiesään toimivuutta ja laatua arvioidaan testimittausten pohjalta, verrattuna IL:n tiesäämalliin ja puhtaaseen havaintoaineistoon Yhteinen kansallinen demonstraatiojärjestelmä Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 10
Simulaatiot Ensimmäisissä simulaatioissa verrattu kahta tilannetta, 8 ajoneuvoa ajaa yhteen suuntaan 5 WLAN-tukiasemaa sisältävällä tieosuudella ja 8 ajoneuvoa kohtaavat toiset 8 ajoneuvoa samalla tiellä Alustavissa tuloksissa keskimääräiset katveajat lyhenivät (14,91s 14,88s) ja yhteysaika kasvoi (66,88% 66,94%) hieman siirryttäessä skenaariosta 1 skenaarioon 2 Tulokset todennäköisesti paremmat jos ajoneuvojen etäisyydet pienenevät Scenario 1 1000 m 200 m Scenario 2 1000 m 200 m Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 11
Demonstraatiojärjestelmä Alustava aikataulu joko keväällä tai kesällä 2008 Helsinki-Turku tiellä Helsinki-testbedin yhteyteen, tarkka alue vielä määrittelemättä Tarvitaan paikat tukiasemille ja yhteys sääasemaan/asemiin, käytännössä määräävät tekijät paikan valinnassa Infrastruktuuri TSCU-serveri ei fyysisesti paikalla, verkkoyhteys TSBS-asemille TSBS, WLAN-pohjaiset access pointit, verkkoyhteys TSCU:hun WiMAX-ratkaisu testataan erikseen VTT:llä Oulussa, ja tulokset yhdistetään MEU rakennetaan ajoneuvoihin Sunit Car PC-laitteiston pohjalle. Ajoneuvon havaintodata omilla mittauksilla Palvelut tulevat TSCU:n kautta Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 12
Yhteystiedot Timo.Sukuvaara@fmi.fi Ilmatieteen laitos Lapin ilmatieteellinen tutkimuskeskus Tähteläntie 62 99600 Sodankylä http://fmiarc.fmi.fi/fmiarc_new/carlink.html Älykkään Liikenteen Päivä / Timo Sukuvaara 30.10.2007 13