A korszerű közösségi közlekedés működését ma már nemcsak a jármű gépészeti felépítése határozza meg. Az autóbuszok fedélzetén számos elektronikus és informatikai alrendszer dolgozik együtt: követik a jármű helyzetét, kezelik az utastájékoztatást, kapcsolatot tartanak a forgalomirányítással, adatokat gyűjtenek a jármű állapotáról, rögzíthetik a kamerák képét, valamint támogatják a jegyértékesítést és az utasszámlálást.
Ezeknek a feladatoknak az egyik központi eleme az OBU, vagyis az On-Board Unit. Magyarul leggyakrabban fedélzeti egységként vagy jármű-számítógépként hivatkozunk rá. Az OBU nem egyszerűen egy ipari PC, amelyet elhelyeznek a vezetőfülkében: olyan, hosszú távú működésre tervezett számítástechnikai platform, amelynek a jármű több rendszerével, a központi háttér-infrastruktúrával és gyakran a járművezetői kezelőfelülettel is együtt kell működnie.
Az OBU számos feladatra alkalmazható egy autóbuszon
Az OBU feladata mindig az adott közlekedési rendszer követelményeitől függ. Egy egyszerűbb fedélzeti egység elsősorban helymeghatározást és adatkommunikációt végezhet, míg egy összetettebb rendszer több különálló vezérlő vagy számítógép feladatát is átveheti.
Járműkövetés és forgalomirányítás
A GNSS-vevő – például GPS, Galileo vagy más műholdas rendszer használatával – folyamatosan meghatározhatja a jármű helyzetét, haladási irányát és sebességét. Az OBU ezeket az adatokat mobilhálózaton keresztül továbbíthatja a diszpécserközpontnak. Így valós időben követhető a járat, észlelhető az útvonaltól való eltérés, valamint pontosabban becsülhető a megállókba történő érkezés.
Külső és belső utastájékoztatás
A fedélzeti számítógép vezérelheti a homlok-, oldal- és hátfali viszonylatjelzőket, továbbá a jármű belső kijelzőit és hangosbemondó rendszerét. A jármű aktuális helyzete alapján automatikusan kiválaszthatja a következő megállót, frissítheti a kijelzett információkat, és elindíthatja a megfelelő hangbemondást.
Jegykezelés és elektronikus fizetés
Az OBU kapcsolatot teremthet a fedélzeti jegyérvényesítők, jegynyomtatók, bankkártya-terminálok vagy más elektronikus jegyrendszeri eszközök között. Központi adatkapcsolat esetén támogatja a tarifák, tiltólisták, jogosultságok és tranzakciós adatok frissítését, illetve továbbítását.
Járműdiagnosztika és üzemeltetési adatok
A jármű CAN-hálózatáról vagy más interfészeiről érkező adatok felhasználhatók például a futásteljesítmény, a fogyasztás, az ajtóállapotok, a gyújtás, a hibajelzések vagy bizonyos üzemállapotok követésére. Az így létrejövő adatok segítséget nyújthatnak a megelőző karbantartásban, a járműkihasználtság elemzésében és az üzemeltetési költségek optimalizálásában.
Utasszámlálás
Az ajtók fölé telepített érzékelők vagy kamerás utasszámláló egységek adatait a fedélzeti rendszer gyűjtheti és továbbíthatja. A fel- és leszállási adatok alapján jobban elemezhető az egyes járatok terheltsége, pontosítható a menetrend, és hatékonyabban tervezhető a járműkapacitás.
Videomegfigyelés és eseményrögzítés
p>Megfelelő konfiguráció esetén a jármű-számítógép a fedélzeti kamerarendszer részeként is működhet. A videók helyi tárolása, az eseményhez kötött felvételek megjelölése, illetve bizonyos adatok központi továbbítása különleges követelményeket támaszt a processzorral, a tárhellyel, a hálózati kapcsolatokkal és az adatvédelemmel szemben.A járművezető munkájának támogatása
Az OBU-hoz érintőkijelzős vezetői terminál kapcsolódhat. Ezen megjelenhet a járat, a menetrendi helyzet, a következő megálló, a központtól érkező üzenet, egy műszaki riasztás vagy akár az elvégzendő feladatok listája. A jól kialakított kezelőfelület csökkenti a szükséges műveletek számát, és vezetés közben csak a valóban fontos információkat mutatja.
Kérdéseivel, kéréseivel kapcsolatban, keressen bennünket bizalommal!
Horváth László +36 30 113 14 67 ajanlat@ipariszamitogepek.hu
Speciális hardver, speciális feladatra
Az autóbusz fedélzete a számítástechnikai eszközök számára kifejezetten megterhelő környezet. A jármű-számítógépnek a kátyúk, a folyamatos rázkódás, a szélsőséges hőmérséklet, a por, az elektromágneses zavarok és a jármű tápellátásának ingadozásai mellett is megbízhatóan kell működnie.
Egy megfelelően kialakított fedélzeti egységnél ezért fontos lehet:
a ventilátor nélküli, mozgó alkatrészt nem tartalmazó felépítés;
a széles üzemi hőmérséklet-tartomány;
a rezgés- és ütésálló mechanikai kialakítás;
a jármű villamos rendszeréhez illesztett, védett tápegység;
a szabályozott indítási és leállítási folyamat;
az ipari csatlakozók vagy rögzíthető kábelkapcsolatok használata;
a hosszú távon elérhető hardverplatform;
a távoli felügyelet és szoftverfrissítés lehetősége;
a szükséges járműipari és elektromágneses megfelelőségi vizsgálatok támogatása.
A legfontosabb hardveres elemek
Egy autóbuszos OBU kialakításánál a számítási teljesítmény mellett az interfészek és a bővíthetőség legalább ilyen fontosak. Gyakran szükség van több Ethernet-portra, soros kommunikációra, digitális be- és kimenetekre, CAN-kapcsolatra, USB-interfészekre, valamint mobilkommunikációs és helymeghatározó modulokra.A tipikus rendszer az alábbi elemekből épülhet fel:
ipari alaplap vagy beágyazott számítógép-platform
energiatakarékos Intel vagy más ipari processzorplatform
ipari memória és nagy írásterhelésre alkalmas SSD
4G- vagy 5G-modem, esetleg két SIM-kártyás kialakítás
GNSS-vevő és külső antenna-csatlakozások
Wi-Fi és Bluetooth kommunikáció
CAN, RS-232, RS-485, Ethernet és USB interfészek
galvanikusan leválasztott digitális be- és kimenetek
járműtáp-kompatibilis DC/DC tápegység
gyújtásjel-érzékelés és késleltetett leállítás
felügyelő áramkör vagy watchdog
zárható, rezgésálló ház és megfelelő járműrögzítés
Nem minden autóbuszhoz szükséges ugyanaz a felszereltség. Egy célfeladatra optimalizált rendszer általában gazdaságosabb és Omegbízhatóbb, mint egy indokolatlanul sok funkcióval ellátott univerzális egység.
Egyedi jármű-számítógép fejlesztése a Jetway közreműködésével
A Jetway ipari és beágyazott számítástechnikai platformjai lehetőséget adnak arra, hogy ne kizárólag kész, változtatás nélkül használható számítógépben gondolkodjunk. Egy projekt kiindulópontja lehet szabványos ipari alaplap, beágyazott alaplap vagy kész box PC, amely a szükséges interfészekkel, bővítőkártyákkal és egyedi mechanikával alakítható az adott közlekedési feladathoz.
Amikor a szabványos termék nem ad megfelelő csatlakozókiosztást, méretet, tápellátást vagy funkciókészletet, lehetőség nyílhat részben vagy teljesen egyedi konstrukció kidolgozására. Az együttműködés célja ilyenkor nem egy általános ipari PC átcímkézése, hanem egy olyan platform létrehozása, amely műszakilag és gyárthatóság szempontjából is illeszkedik az üzemeltető, a rendszerintegrátor és a jármű követelményeihez.
Az egyedi tervezés és gyártás folyamata
I. Igényfelmérés és rendszerkövetelmények
A fejlesztés első lépése a feladat pontos meghatározása. Ilyenkor nemcsak a kívánt processzort vagy memóriaméretet egyeztetjük, hanem a teljes alkalmazási környezetet is feltérképezzük:
fedélzeti funkciók
járműrendszerekhez való csatlakozás
kommunikációs interfészek
operációs rendszer és alkalmazásszoftver
teljesítmény meghatározása
névleges tápfeszültség
beépítés
hőmérséklet, rezgés, por, pára
szabványok
éves darabszám és várható életciklus
Ebben a szakaszban készülhet el a rendszer blokkdiagramja, az interfészlista és a követelményjegyzék. A pontos specifikáció csökkenti a későbbi módosítások és az ismételt mintagyártások kockázatát.
II. Platformválasztás és koncepcióterv
A követelmények alapján kiválasztható a megfelelő Jetway platform. Meg határozzuk a processzorteljesítményt, a memória- és tárhelyigényt, a bővítési lehetőségeket, valamint az alaplapon vagy kiegészítő modulokon elérhető interfészeket.
Ekkor dől el az is, hogy elegendő-e egy meglévő termék módosítása, egy hordozókártya vagy I/O-panel fejlesztése, esetleg teljesen egyedi alaplapra és házra van szükség. A koncepcióterv tartalmazhatja a csatlakozók elhelyezését, a kábelvezetést, a hőelvezetés módját, a rögzítési pontokat és a szervizelhetőség szempontjait.
III. Elektronikai és mechanikai tervezés
Az elektronikai fejlesztés része lehet az egyedi tápegység, a járműkommunikációs interfészek, a leválasztott I/O-k, a gyújtásvezérelt energiafelügyelet és a bővítőmodulok kialakítása. Külön figyelmet fordítunk a túlfeszültség, a fordított polaritás, a tranziens jelenségek és az elektromágneses zavarok elleni védelemre.
A mechanikai tervezés során készítjük el a ház, a hűtés és a járműbe történő rögzítés koncepcióját. Ventilátor nélküli kialakításnál a processzor hőjét a ház felé kell vezetni, ezért a hőtechnikai szimuláció és a megfelelő hőátadó elemek kialakítása meghatározó. A csatlakozókat úgy tervezzük, hogy szerelhetők, rögzíthetők és karbantarthatók legyenek.
IV. Prototípus és mérnöki minta
A jóváhagyott tervek alapján elkészítjük az első működő prototípus. Ezen ellenőrizhető a csatlakozókiosztás, a mechanikai illeszkedés, a rendszerindítás, az operációs rendszer, az illesztőprogramok és a kommunikációs funkciók működése.
A prototípus fázisban derülhetnek ki azok a gyakorlati részletek, amelyek rajzasztalon kevésbé láthatók: hozzáférhető-e minden csatlakozó, megfelelő-e az antennaelhelyezés, elég gyors-e a rendszerindítás, helyesen működik-e a gyújtás levétele utáni szabályozott leállítás, és stabil marad-e az adatkapcsolat valós járműkörnyezetben.
V. Szoftverintegráció
Az OBU értékét a hardver és a szoftver együtt adja. Az operációs rendszer telepítése mellett szükség lehet eszközmeghajtókra, API-kra, kommunikációs szolgáltatásokra, diagnosztikai funkciókra és távoli menedzsmentre.
Fontos szempont a biztonságos rendszerindítás, a felhasználói jogosultságok kezelése, az adatkapcsolatok titkosítása, a naplózás és a távoli frissítés. Egy megszakadt frissítés nem teheti működésképtelenné a járművet, ezért indokolt lehet helyreállítási mechanizmus vagy kettős rendszerpartíció használata. A rendszernek hálózati kimaradás esetén is tárolnia kell a szükséges adatokat, majd a kapcsolat helyreállásakor szabályozottan továbbítania azokat.
VI. Laboratóriumi és járműves tesztelés
A mérnöki mintán funkcionális, hőmérsékleti, tápellátási, kommunikációs és tartóssági teszteket végzünk. Vizsgáljuk a hideg- és melegindítást, a tartós terhelést, a feszültségesést, a gyújtási ciklusokat, a mobilhálózati kapcsolat megszakadását, valamint a külső perifériák hibás vagy késleltetett válaszát.
A laboratóriumi vizsgálatot járműves próba követi. Ez mutatja meg, hogyan viselkedik az egység valódi rezgés, változó térerő, gyakori indítás-leállítás és a jármű többi elektromos berendezésének működése mellett.
VII. Mintasorozat és konstrukció-véglegesítés
A sikeres prototípus után kis darabszámú mintasorozatot készítünk. Ennek célja már nemcsak a műszaki működés, hanem a gyárthatóság, az összeszerelési idő, a kábelezés, a programozás és a végellenőrzés folyamatának vizsgálata is.
Az észrevételek alapján véglegesíthető a darabjegyzék, a dokumentáció, a gyártási utasítás, a tesztelési eljárás és a készülék egyedi azonosítása. Ebben a szakaszban célszerű rögzíteni a hardver- és firmware-verziók kezelését is.
VIII. Sorozatgyártás és minőségellenőrzés
A sorozatgyártás során minden elkészült egységnek azonos, dokumentált ellenőrzési folyamaton megy keresztül. Ez magában foglalja a vizuális vizsgálatot, az interfészek automatikus tesztjét, a terheléses járatást, a sorozatszám rögzítését, valamint a jóváhagyott operációs rendszer és alkalmazás telepítését.
A nyomon követhetőség különösen fontos: egy későbbi szervizelésnél pontosan azonosítható legyen az alaplap, a modem, az adattároló, a firmware és a telepített szoftver verziója.
IX. Életciklus-kezelés és hosszú távú támogatás
A tömegközlekedési rendszereinket hosszú időre tervezzük. A kereskedelmi számítástechnikai alkatrészek gyorsan változnak. Ezért már a fejlesztés kezdetén fontos az alkatrész-életciklus, az utánpótlás, a javíthatóság és a kompatibilis utódplatform kérdése.
A hosszú távú együttműködés része lehet a konfigurációk nyilvántartása, a pótalkatrész-ellátás, a javítás, a szoftverfrissítés, valamint az alkatrészváltozások előzetes kezelése. Ha egy komponens kifut, az új változatot ellenőrzött módon vezetjük be, hogy a már működő járműflottával és a központi rendszerrel való kompatibilitás megmaradjon.
Az egyedi kialakítás előnyei
Az egyedi OBU fejlesztéseink legfontosabb előnye, hogy a rendszer pontosan a szükséges funkciókat tartalmazza. Optimalizálható a méret, a csatlakozók elhelyezése, a kábelezés, a fogyasztás, a hűtés és a szervizelhetőség. Csökkenthető a külső átalakítók és különálló vezérlőegységek száma, ami egyszerűbb telepítést és kevesebb hibalehetőséget jelenthet.
Egy jól megtervezett, egységes platform további előnyei:
könnyebben szabványosítható járművenként és flottánként;
egyszerűbben telepíthető és cserélhető;
egységes szoftverkörnyezetet biztosít;
távolról felügyelhető és frissíthető;
bővíthető új kommunikációs vagy utastájékoztatási funkciókkal;
tervezhetőbbé teszi az alkatrész-utánpótlást és a karbantartást.
Hazai integráció, nemzetközi gyártói háttér
Egy sikeres fedélzeti rendszerhez önmagában sem a hardvergyártó, sem a helyi rendszerintegrátor nem elegendő. Szükség van a közlekedési környezet, a járművek, a hazai üzemeltetési gyakorlat és a kapcsolódó szoftverek ismeretére, miközben biztosítani kell a stabil ipari platformot és a hosszú távú gyárthatóságot is.
A Jetway technológiai és gyártói háttere, valamint a hazai igényfelmérés, rendszertervezés, szoftverintegráció és támogatás együtt olyan megoldást eredményezhet, amely nem általános célú számítógépként, hanem a teljes fedélzeti rendszer szerves részeként működik.