Национальные транспортные коммуникации для протокола интеллектуальной транспортной системы

Протокол национальной транспортной связи для интеллектуальной транспортной системы ( NTCIP ) — это семейство стандартов, разработанных для обеспечения совместимости и взаимозаменяемости между компьютерами и электронным оборудованием управления дорожным движением от разных производителей.

NTCIP существует уже более 20 лет, но все чаще используется в инициативах «умного города» и поставщиками технологий. Например, пассажиры, которые хотят знать, где на их остановку прибудет следующий автобус, используют приложения, использующие NTCIP, как, например, в инициативах Siemens в Сиэтле и других местах. В будущем NTCIP будет использоваться для двусторонней связи между транспортными средствами и сигналами светофора, например, для возможности автобусов управлять светофорами, как это делает SinWaves.

Протокол , является продуктом совместного проекта по стандартизации проводимого Объединенным комитетом по NTCIP, в состав которого входят по шесть представителей от Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA), Американской ассоциации государственных чиновников шоссейных дорог и транспорта (AASHTO) и Институт инженеров транспорта (ITE). Объединенный комитет, в свою очередь, сформировал 14 технических рабочих групп для разработки и поддержания стандартов, а также инициировал или подготовил более 50 стандартов и информационных отчетов.

Проект получает финансирование по контракту с Министерством транспорта США (USDOT) и является частью более широких усилий по разработке комплексного семейства стандартов интеллектуальных транспортных систем (ИТС).

История развития НТЦИП

NEMA инициировала разработку NTCIP в 1992 году. В начале 1993 года Федеральное управление автомобильных дорог США (FHWA) собрало представителей транспортной отрасли, чтобы обсудить препятствия на пути установки полевого оборудования для новых интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Представители заявили, что приоритетом номер один является необходимость создания общеотраслевого стандартного протокола передачи данных. Поскольку члены Транспортной секции NEMA уже начали работу над новым отраслевым стандартом, они предложили ускорить и расширить сферу своей деятельности.

Ключевыми целями нового протокола NTCIP были взаимозаменяемость аналогичных придорожных устройств и совместимость разных типов устройств на одном и том же канале связи.

В 1996 году FHWA предложило создать партнерство организаций, занимающихся разработкой стандартов, чтобы расширить участие как пользователей, так и отрасли. AASHTO и ITE подписали соглашение с NEMA о создании Объединенного комитета по NTCIP и совместной работе над разработкой и поддержанием стандартов NTCIP.

Стандарты связи NTCIP

Центр связи с полевыми устройствами

NTCIP позволил центру обеспечить связь и управление/управление оборудованием различных производителей, которое можно было определить, закупить, развернуть и протестировать. Ниже перечислены стандарты связи NTCIP для полевых устройств: (в скобках указан соответствующий номер документа NTCIP):

• Сигналы светофора (NTCIP 1202)
• Знаки динамических сообщений (NTCIP 1203)
• Станции датчиков окружающей среды (NTCIP 1204)
• Камеры видеонаблюдения (NTCIP 1205)
• Станции учета транспортных средств (NTCIP 1206)
• Счетчики пандусов для автомагистралей (NTCIP 1207)
• Видеопереключатели (NTCIP 1208)
• Транспортные сенсорные системы (NTCIP 1209)
• Полевые мастер-станции светофоров (NTCIP 1210)
• Приоритет транзита на сигналах светофора (NTCIP 1211)
• Уличные фонари (NTCIP 1213)

Связь между центрами

Связь между центрами (C2C) предполагает одноранговую связь между компьютерами, участвующими в обмене информацией при управлении транспортировкой в ​​реальном времени в сети «многие ко многим». Этот тип связи аналогичен Интернету в том смысле, что любой центр может запрашивать информацию или предоставлять информацию любому количеству других центров.

Примером межцентровой связи являются два центра управления дорожным движением, которые в режиме реального времени обмениваются информацией о наличии и состоянии устройств управления дорожным движением. Это позволяет каждой центральной системе знать, какой временной план, например, работает другая центральная система, чтобы обеспечить координацию сигналов светофора через географические границы центра. Другие примеры этого типа общения включают в себя:

• Две или более системы светофоров обмениваются информацией (включая посекундные изменения статуса) для достижения скоординированной работы светофоров, управляемых различными системами, и для того, чтобы дать возможность персоналу в одном центре контролировать состояние сигналов, управляемых из другого центра;
• Транзитная система сообщает об исключениях из-за соблюдения расписания в информационную систему транзитных клиентов и в региональную информационную систему для путешественников, а также запрашивает систему управления сигналами светофора дать указание своим сигналам отдавать приоритет транзитному транспортному средству, отстающему от расписания;
• Система управления чрезвычайными ситуациями сообщает об инциденте системе управления автомагистралями, системе управления сигналами светофора, двум системам управления транзитом и информационной системе для пассажиров;
• Система управления автострадой, информирующая систему управления в чрезвычайных ситуациях о предупреждающем сообщении, только что размещенном на динамическом информационном знаке на автостраде в ответ на ее уведомление об инциденте; и
• Система мониторинга погоды (датчики окружающей среды), информирующая систему управления автострадой об образовании льда на проезжей части, чтобы система управления автострадой могла при необходимости размещать предупреждающие сообщения на знаках с динамическими сообщениями.

Стандарты связи NTCIP для связи между центрами перечислены ниже: (в скобках указан соответствующий номер документа NTCIP):

• Обмен данными — DATEX-ASN (NTCIP 2304)
• Веб-службы — XML (NTCIP 2306)

NTCIP координировал свои действия с другими организациями по разработке стандартов информационного уровня во время разработки профилей приложений между центрами и поддерживает: словарь данных управления трафиком ITE (ITE TMDD) , управление инцидентами IEEE 1512 (IEEE 1512) , профили интерфейса транзитной связи APTA. (APTA TCIP) и стандарты усовершенствованных информационных систем для путешественников SAE J2354.

Структура стандартов NTCIP

Платформа NTCIP основана в первую очередь на открытых стандартах Инженерной группы Интернета (IETF), Консорциума Всемирной паутины (W3C) и ISO , а также на стандартах словаря данных NTCIP, специфичных для задач связи устройств ITS. Многоуровневый или модульный подход к стандартам связи используется для представления передачи данных между двумя компьютерами или другими электронными устройствами.

NTCIP относится к «уровням» в NTCIP, а не к «уровням», чтобы отличить применяемую иерархическую архитектуру от тех, которые определены эталонной моделью взаимодействия открытых систем ( модель OSI ) ISO и Инженерной рабочей группой Интернета (IETF). Пять уровней NTCIP: информационный уровень, уровень приложения, транспортный уровень, уровень подсети и уровень предприятия.

На рисунке ниже (используется с разрешения) показана структура уровней информации NTCIP, приложений, транспорта, подсети и предприятия.

Структура NTCIP.

Чтобы обеспечить работоспособность системы, разработчики должны выбрать и указать хотя бы один протокол или профиль NTCIP на каждом уровне. Ниже приводится обсуждение каждого уровня и стандартов NTCIP, применимых на этом уровне:

• Информационный уровень NTCIP . Информационные стандарты определяют значение данных и сообщений и обычно имеют дело с информацией ITS (а не с информацией о сети связи). Это похоже на определение словаря и списка фраз на языке. Эти стандарты превосходят традиционную семиуровневую модель OSI ISO . Стандарты информационного уровня представляют собой функциональность внедряемой системы.
• Уровень приложения NTCIP . Стандарты приложений определяют правила и процедуры обмена информационными данными. Правила могут включать определения правильной грамматики и синтаксиса одного оператора, а также последовательности разрешенных операторов. Это похоже на объединение слов и фраз в предложение или законченную мысль и определение правил приветствия друг друга и обмена информацией. Эти стандарты примерно эквивалентны уровням сеанса, представления и приложений модели OSI .
• Транспортный уровень NTCIP . Транспортные стандарты определяют правила и процедуры обмена данными приложения между точками «A» и «X» в сети, включая любую необходимую маршрутизацию, разборку/повторную сборку сообщений и функции управления сетью. Это похоже на правила и процедуры, используемые телефонной компанией для соединения двух удаленно расположенных телефонов. Стандарты транспортного уровня примерно эквивалентны транспортному и сетевому уровням модели OSI .
• Уровень подсети NTCIP . Стандарты подсети определяют правила и процедуры обмена данными между двумя «соседними» устройствами через некоторые средства связи. Это эквивалентно правилам, используемым телефонной компанией для обмена данными по сотовой связи, и правилам, используемым для обмена данными по медному проводу витой пары. Эти стандарты примерно эквивалентны канальному и физическому уровням модели OSI .
• Уровень завода NTCIP . Уровень завода показан в структуре NTCIP только как средство предоставления ориентира тем, кто изучает NTCIP. Уровень завода включает инфраструктуру связи, в которой должны использоваться стандарты связи NTCIP, и оказывает непосредственное влияние на выбор соответствующего уровня подсети для использования в выбранной инфраструктуре связи. Стандарты NTCIP не предписывают какой-либо тип носителя по сравнению с другим. В большинстве случаев выбор средств коммуникации осуществляется на ранней стадии проектирования.

Структура NTCIP не исключает комбинаций, выходящих за рамки тех, которые прямо указаны на диаграмме.

Внешние ссылки

• НТЦИП (Официальный сайт)
• Руководство NTCIP (NTCIP 9001 v04)
• Руководство по тестированию связи NTCIP «центр-поле» (NTCIP 9012 v01)
• Программа стандартов ITS Министерства транспорта США (USDOT)
• Национальная ассоциация производителей электротехники (NEMA)
• Американская ассоциация государственных служащих шоссейных дорог и транспорта (AASHTO)
• Институт инженеров транспорта (ITE)