Standardizace dopravní telematiky v evropském a světovém kontextu Prof. ing. Pavel Přibyl, CSc. Fakulta dopravní ČVUT v Praze Eltodo EG, a.s. Fakulta elektrotechnická, Žilinská univerzita Abstrakt: The article Standardization of traffic telematics in the European and World context describes the necessity of standardization especially for ITS systems. The structure and organization of technical committees CEN/TC278 and ISO/TC204 is comment. RDS-TMC is given as good example of collaboration of European countries and also former negative example of DSRC standardization is shown. The dissemination of standards into praxis is rather complicated. Faculty of Transportation Sciences worked up web oriented elearning course of standards. Two level course is proposed for decision makers (one level) and for specialists as designers. Význam dopravně telematických systémů je nesporný: nastupují všude tam, kde již nelze jinými prostředky, například budováním dalších pozemních komunikací, již dále zlepšovat mobilitu. Pak musí nastupovat chytrá řešení dopravní telematiky. Telematické systémy však nelze dodávat jako diverzifikovaná zařízení, neboť se obvykle jedná o síťově působící řešení, která musí být kompatibilní na regionální, národní či Evropské úrovni. Pokud se standardizace podcení, vznikají dalekosáhlé problémy, jak o tom svědčí nekompatibilní mýtné mikrovlnné systémy, kdy si některé země zavedly vlastní proprietální řešení a nyní (po deseti létech) se Evropská komise, za cenu velkých nákladů, snaží prosadit interoperabilní řešení alespoň řešící, aby vozidlo s jednou OBU projelo celou Evropou a řádně platilo za infrastrukturu. Oproti tomu je dobrým příkladem úspěšné standardizace systém přenosu dopravních informací RDS-TMC, který funguje jednotně v celé Evropě. Tento příspěvek se zaměřuje na všeobecný přehled standardizačních aktivit v oblastech telematiky na evropské a světové úrovni. Krátce jsou uvedeny dobré příklady a příklad toho, kdy standardizace zaspala. Obecně je známo, že práce se standardy je poměrně komplikovaná, neboť jsou psány podobně jako standardy IT technologií, tedy převážně ve formě UML a XML. Navíc jsou většinou velmi obsáhlé a nezřídka čítají několik set stran anglického textu, navíc se standardy povětšině nepřekládají. Proto je i v rámci Fakulty dopravní připravován projekt elearningu, který by umožnil individuální distanční výuku pro různé uživatele z veřejné i komerční sféry. 1 Proč je standardizace dopravní telematiky nezbytná Hlavním cílem výstavby inteligentních dopravních systémů je udělat dopravu: 1. Efektivnější, se zřetelem na minimalizaci vydávané energie spojenou s minimalizací ekologických dopadů a s tím spojeným snížením nákladů na přepravu osob a nákladů. 2. Bezpečnější, tím že se snižuje množství a závažnost dopravních nehod, ale vzhledem k poslednímu vývoji je nutné hledat prostředky boje proti terorizmu. 3. Příjemnější a přátelštější. Standardizace je osvědčeným prostředkem umožňujícím širší rozšíření zavedené praxe a může být realizována i tak, že se přijímají jistá řešení, která se postupně stávají de facto standardy. Tímto způsobem se přejímají řešení vzniklá u rozhodujících výrobců, jako je například Microsoft, výrobců telefonů nebo výrobců automobilů. Takto vzniklá a rozšířená řešení musí postupně respektovat všichni menší výrobci stejné technologie. Tímto způsobem vznikají ad-hoc standardy.
Kromě tohoto vynuceného řešení je od 80-tých let standardizace předmětem systematického přístupu s tím, že v devadesátých letech vznikají v oblasti ITS dvě silné skupiny: světovou standardizaci zajišťuje ISO a evropskou CEN. 1.1 Evropská standardizační komise CEN/TC278 Česká republika se již od roku 1995 aktivně účastní procesu evropského standardizačního procesu v oboru dopravní telematiky. Tvorbou evropských norem pro všechny oblasti dopravní telematiky je pověřena Technická komise CEN/TC 278 Road Transport and Traffic Telematics, ve které pracují zástupci všech členských zemí, včetně České republiky. Sekretariát TC 278 vede Nizozemský normalizační institut (NEN), (tajemník J. A. Dijkstra), předsedou TC 278 je pan Henk Stoelhorst. V rámci CEN/TC 278 se zpracovávají evropské normy (EN), nebo normy EN/ISO, řešené ve spolupráci s Mezinárodní organizací pro normalizaci (ISO), technickou komisí ISO/TC 204. Vlastní normalizační práce probíhá v rámci pracovních skupin (WG) nebo podskupin (SG). CEN/TC 278 uvádí v současné době 15 pracovních skupin s přesně vymezenou oblastí činnosti: WG 1: Elektronické vybírání poplatků WG 2: Systémy řízení dopravy nákladů a vozového parku WG 3: Veřejná přeprava osob WG 4: Dopravní a cestovní informace WG 5: Řízení dopravy WG 6: Systémy parkování*) WG 7: Geografické datové soubory WG 8: Silniční dopravní data *) WG2 a WG 6 mají dočasně utlumenou činnost WG 9: Vyhrazené spojení krátkého dosahu WG 10: Silniční vozidla WG 11: skupina (dočasně) zrušena WG 12: Automatická identifikace vozidel a nákladů WG 13: Architektura systémů WG 14: Pokrádežové systémy pro navracení odcizených vozidel WG15: esafety Technická komise CEN/TC 278 se ze svého titulu zabývá koncepcí a organizací práce a je schvalovacím orgánem pro návrhy přicházející z pracovních skupin. Každá pracovní skupina má svého vedoucího (konvenora), který řídí práci v rámci WG, spolupracuje s vedoucími jiných pracovních skupin a současně jedná na plenárních zasedáních technické komise CEN/TC 278. Plenární zasedání se konají dvakrát do roka, vždy v některém z evropských velkoměst. Dlouhodobá aktivní účast České republiky v technické komisi CEN/TC 278 vyústila v nutnost zřízení zrcadlové české technické normalizační komise. Dne 3. března 2003 se v Praze konalo ustavující zasedání TNK 136 Dopravní telematika. Tento zásadní krok signalizuje, že Česká republika bude i v budoucnosti aktivním účastníkem klíčových událostí v tomto oboru a bude se podílet na vývojových trendech nejnovějších technologií používaných jako Inteligentní dopravní systémy v Evropě a ve světě. Výstupem této normalizační práce mohou být kromě evropských norem i technické specifikace (Technical specification: TS), informativní technické zprávy (Technical Report: TR) a závěry z odborných seminářů CWA (ty se později stávají podkladem pro tvorbu standardizačních dokumentů vyšší závaznosti, např. EN). Princip práce spočívá v tom, že kterákoli členská země má právo předkládat náměty pro tvorbu standardů. Příkladem postupu může být například současná aktivita rakouské delegace pro vytvoření závazných standardů architektury telematických systémů, či návrh české delegace na standardizaci zařízení pro komunikace mezi nevidomým a prostředkem veřejné dopravy, neboť u nás existuje technologie vyvinutá místní firmou, kterou je zájem evropsky standardizovat. Vývoj zpracování normy EN probíhá několika stádii, nejdříve se na úrovni technické komise musí k navrženému úmyslu zpracovat normu na určitou oblast (výrobek) přihlásit k aktivní účasti nejméně 5 členských států. Pokud se tomu tak stane, technická komise jej zařadí do svého pracovního plánu. Poté úkolová skupina TG vytvoří první návrh normy, který postoupí pracovní skupině WG ke schválení. Po zapracování všech připomínek se návrh schválí a pracovní skupina jej předloží technické komisi ke schválení. V případě, že návrh splňuje všechna formální i případná věcná kritéria, technická komise návrh normy schválí (označuje se pren, příp. prts apod.) a postoupí jej do stádia připomínkování, jehož se účastní všechny členské státy CEN. Stádium obvykle trvá šest měsíců, poté se vzešlé připomínky zapracují, pracovní skupina se k nim vyjádří a komise postoupí tuto verzi návrhu, nyní již tzv. konečný návrh, k formálnímu hlasování.
V něm státy hlasují v tzv. váženým hlasováním (každý stát má určitý počet hlasů podle počtu obyvatel (např. Česká republika má 12 hlasů stejně jako např. Řecko, Německo má 29 hlasů, Rakousko 10 atd.). Po sečtení všech hlasů musí pro schválení konečný návrh obdržet více než 71 % kladných hlasů. Pokud se tak stane, konečný návrh je schválen a po formálních úpravách vydán jako schválená evropská norma, příp. technická specifikace apod. 1.1.1 Pracovní skupiny CEN/TC 278 Jak uvádí předchozí přehledný výčet, existuje v rámci technické komise CEN/TC 278 15 pracovních skupin, z nichž 10 je plně aktivních. Každá pracovní skupina se zabývá jiným odvětvím dopravní telematiky, i když mnohdy spolu tyto oblasti úzce souvisí. Následující charakteristika pracovních skupin představuje podrobnější vhled do práce těchto skupin. Hlavní náplní pracovní skupiny WG 1 Electronic Fee Collection je příprava evropských standardů pro systémy EFC. Pracovní skupina WG 1 je rozdělena do několika podskupin, které se zabývají dílčími otázkami systémů EFC. Práce podskupin je logicky velmi provázána. V současné době pracuje ve WG1 pět podskupin (subgroup): SG1 Integrovaný systém platby a architektura systémů elektronického vybírání poplatků (Intergrated payment and EFC architecture): Hlavním cílem podskupiny je vytváření standardů obecné architektury systémů EFC, nezávislé na konkrétní technologii. Připravované standardy řeší především systémový a funkční pohled na různé systémy EFC a hledají způsoby, jak docílit interoperabilitu mezi těmito systémy. SG2 Požadavky systémů elektronického vybírání poplatků na jednoúčelovou komunikaci (EFC requirements for DSRC (Dedicated Short Range Communication)). Pracovní podskupina se zabývala požadavky na DSRC komunikaci. K těmto parametrům jsou navrhovány měřící a testovací metody tak, aby bylo možno zaručit spolehlivou transakci mezi vozidlem a výběrčí bránou. SG3 Požadavky systému elektronického vybírání poplatků na ICC (EFC requirements for ICC Integrated Circuit Card) Podskupina koordinuje vazbu mezi požadavky systému EFC a technologiemi ICC. SG4 Bezpečnost systémů EFC (Security of EFC) Úkolem podskupiny je připravovat standardy a doporučení o bezpečnosti EFC systémů. Otázka bezpečnosti je spojena zejména s interoperabilitou několika různých EFC systémů a výměnnou informací mezi nimi. V současné době jsou v podskupině vypracovávány návody, které části architektury musí být zabezpečeny a doporučen způsob zabezpečení. SG5 Systém EFC založen na systému globální satelitní komunikaci (GNSS/CN based EFC) Podskupina se zabývá systémy EFC založenými na technologii GNSS/CN. Technologie GNSS/CN má zcela jistě budoucnost, ale je nutno docílit její interoperabilitu s již používanými systémy na bázi DSRC. Kromě zmíněné interoperability, podskupina vypracovala architekturu a požadavky na technologií GNSS/CN v návrhu normy 17 575. V současné době ale probíhá diskuse k jejímu rozdělení na více norem. WG 2 Freight and Fleet Management Systems řeší normalizací v oblasti řízení vozového parku a zvláště pak integrovanou logistikou systémů řízení dopravy nákladů a vozového parku, používající elektronickou výměnu dat pro spojení mezi pracovníky managementu a mobilním informačním komunikačním systémem vozidel (řidičů) dopravovaného zboží. Cílem je dosáhnout otevřenosti integrované platformy pro řízení vozového parku a pro pan-evropské řízení dopravy zboží, a tak zvýšit její účinnost. Oblast zahrnuje všechny typy dopravy zboží po silnicích, od distribuce po dálkovou dopravu, včetně monitorování nebezpečných nákladů a rozhraní s jinými druhy dopravy a vozovými parky. Skupina realizuje své aktivity v rámci ISO/TC204. Hlavní náplní činnosti WG 3 Public Transport (Veřejná doprava) je příprava a posuzování norem a dalších informativních a doporučujících dokumentů týkajících se zařízení, systémů a databázových souborů využívaných prostředky veřejné dopravy osob a jejich provozovateli, zejména se zaměřením na silniční vozidla. Jedná se na příklad o vozidlové sběrnice CAN a
Wordflip, způsob jejich kabeláže a typizované formáty zpráv, dále o databázové soubory pro vozidlové řídící a informační systémy a uživatelská rozhraní zařízení jako jsou informační tabla, označovače jízdenek, automaty na prodej jízdenek ale i informační tabla na zastávkách hromadné dopravy a podobně. Projednávány jsou rovněž architektura systému managementu plateb jízdného a interaktivní informační kiosky pro uživatele hromadné dopravy. Pracovní skupina WG 4 Traffic and Traveler Information úzce spolupracuje s TMC Fórem. Fórum TMC se zabývá koncipováním rozšíření základní normy kanálu dopravních informací EN 14819 o komerční model pomáhající snížit náklady na shromažďování dopravních dat a jejich šíření přenesením části nákladů na koncové uživatele. Diskutovaným způsobem je zakódovat určitým způsobem data a poskytnout klíč k jejich dešifrování proti zaplacení jistého poplatku. Výše uvedený dokument si zasluhuje pozornost vzhledem k tomu, že zavádí omezení přístupu při použití protokolu ALERT C (dříve se jednalo o protokol ALERT plus), který přenáší základní dopravní a cestovní informace. Pracovní skupina pracuje cestou svých aktivních podskupin SWG: SWG 1 TTI s využitím RDS: standardy ALERT SWG 2 TTI s využitím systémů majáčků a komunikace středního dosahu SWG 3 TTI předávané pomocí rozšířeného stacionárního systému GATS protokol SWG 5 TTI předávané pomocí stacionárních informačních displejů (piktogramy apod.) SWG 6 Integrace databáze dopravních hlášení Vzhledem k rozsáhlosti projektu je stále ve stadiu přípravných prací, vymezení vstupů a výstupů do systému. Navíc se objevují nové nástroje, jako je třeba XML, se kterými je nutno počítat. SWG7 TTI předávané pomocí vysokokapacitních kanálů: práce této SWG patří do skupiny norem, kdy přenos informací není závislý na přenosovém médiu nebo přenosové technologii. Většinou se v souvislosti s těmito normami mluví o digitálním rozhlasu, ale tyto normy nejsou výlučně určeny pro digitální rozhlas. Tím se liší od ostatních norem, které jsou od svého počátku spjaty s konkrétní technologií (jako jsou třeba všechny normy týkající se RDS-TMC spojené s VKV). Předmětem prací je protokol TPEG ve všech svých modifikacích a postupně rozšiřovaný o vymoženosti nejnovější technologie XML. Pracovní skupina WG5 Traffic Control Systems měla několik let utlumenou činnost. Ta byla v roce 2006 obnovena z iniciativy Velké Británie. Skupina připravuj strategický plán, přičemž její hlavní úsilí bude v první etapě zaměřeno na vytvoření standardů pro jednotnou práci s daty na evropské síti pozemních komunikací. Pracovní skupina WG7 Geographic Data Files je zaměřena na sledování tvorby a aplikace norem z oblasti zeměpisné silniční databáze. Původně tyto normy vznikaly pouze v pracovní skupině WG7, ale protože praktické aplikace silniční databáze přesahují hranice Evropy, pracovní úsilí bylo přesunuto z CEN na ISO. Dnes jsou standardy pro silniční databázi zpracovávány převážně v ISO/TC 204 WG 3. Pracovní skupina WG 8 se zabývá následujícími normami: ENV 13106 Slovník DATEX dopravních a cestovních dat, ENV 13777 Specifikace DATEX pro výměnu dat mezi dopravními a cestovními informačními centry a pren 13106 Slovník DATEX dopravních a cestovních dat. Některé z nich jsou přijaty, další jsou v revizi nebo se připravují podklady normy pro datové modely dopravních a cestovních informací. WG 9 Dedicated Short Range Communication se zabývá normalizací DSRC - radiových prostředků na frekvenci 5,8 GHz pro komunikaci na krátké vzdálenosti. Tyto prostředky jsou určeny pro radiovou komunikaci vozidlo - pevný komunikační prostředek, umístěný nad nebo v blízkosti silniční komunikace. Po létech sporů jsou dokončeny standardy fyzické, datové a aplikační vrstvy. Kromě mýtných systémů je ve své aplikační vrstvě komunikace otevřena dalším dopravním úlohám, jako je preference MHD na světelných signalizačních zařízeních, dále například propojení palubních jednotek aut a prostředků MHD se systémy řízení dopravy. Přes různé skeptické předpovědi bude mít tato komunikace svůj význam i v budoucnosti. Činnost WG 10 Human-Machine Interface je realizována na mezinárodní úrovni v úzkém kontaktu s ISO a jejími výbory pro standardizaci vybavení automobilů. Řeší se problematika
ovládání různých komponent ve vozidle, umístění a tvary displejů a vůbec psychologické působení rušivých vlivů koncových zařízení na řidiče. WG 12 Automatic Vehicle and Equipment Identification se zabývá standardizací zařízení pro automatickou identifikaci vozidel a zařízení a to jak na straně přijímače (dopravního prostředku, nákladu, atd.), tak i na straně vysílače. Stanovuje technické specifikace systému, požadavky na rozhraní a datový protokol, čímž zaručuje výrobcům těchto zařízení interoperabilitu. Hlavním cílem je poskytnutí metody (nadnárodní a interoperabilní) automatické identifikace vozidla nebo položky zařízení pomocí normalizovaného spojení DSRC. Úkolem pracovní skupiny WG 14 Recovery of Stolen Vehicles je vytvoření norem pro pokrádežové systémy (After theft systems for vehicle recovery. Problematika totiž zahrnuje nejen samotné systémy (pokrádežová zařízení namontovaná ve vozidlech a k nim příslušné detekční prostředky a monitorovací centra), ale i formáty následné výměny informací o poloze vozu a jeho provozním stavu mezi jednotlivými zainteresovanými subjekty (provozovateli systémů a policií a to nejen uvnitř jednoho státu, ale i na území jiných států). V neposlední řadě se řeší organizačně právní kroky od fyzického vysledování vozidla až po jeho zajištění policií daného státu. Z hlediska technické specifikace se jedná o vytvoření norem pro systémy krátkého dosahu (většinou stacionárního typu), jejichž účinná vzdálenost mezi detekčním zařízením a detekovaným vozidlem je řádově několik metrů resp. pro systémy dlouhého dosahu (lokačního a sledovacího typu), jejichž účinná vzdálenost mezi monitorovacím centrem a detekovaným vozidlem je větší než stovky metrů (ale i stovky a tisíce km). Zároveň s tím je zpracovávána norma pro přenos zpráv a stavů mezi jednotlivými součástmi těchto systémů. V červeneci 2006 bylo odsouhlaseno vytvoření nové pracovní skupiny WG15 ecall jejímž konkrétním úkolem je připravit soubor standardů technologie ecall, neboli systému, který po nehodě vozidla automaticky informuje krizové centrum (Integrovaný záchranný systém) na číslo 112 o nehodě a její pozici. Význam standardů je potvrzen stanoviskem Evropské komise, že cca od roku 2010 by měly být všechny nové vyráběné automobily vybaveny tímto systémem. 1.2 Světově působící standardizační komise ISO/TC 204 Podobně jako v Evropě pracuje aktivně i standardizační komise ISO/TC 204 Inteligent Transport Systems, která má celosvětovou působnost. Jejími řádnými členy (P-Members) jsou Austrálie, Kanada, Čína, Indie, Izrael, Japonsko, Jižní Afrika, Korea, Malajsie, Ruská federace, USA a řada Evropských zemí, včetně České republiky - celkem 25 členů. Dalších 24 zemí má statut pozorovatelů (O-Members). Sekretariát sídlí tradičně v USA, stejně jako předseda komise. Komise se schází na zasedání konvenorů a plenárních zasedáních dvakrát ročně. Pracovní skupiny se schází dle potřeby, většinou vícekrát za rok. Organizace komise, její pracovní skupiny a vazby na další standardizační výbory jsou uvedeny na Obr. 1. V následující tabulce jsou uvedeny názvy výborů, se kterými komise TC204 úzce spolupracuje: ISO/TC22 ISO/TC104/SC4 ISO/TC211 ISO/IEC JTC1 ITU Road Vehicles Freight Containers-Identification and Communication Geographic Information and Geomantic Information Technology The International Telecommunication Union
Obr. 1: Organizace TC204 (převzato z ITS Standardization Activities in Japan) Jelikož standardy ISO mají mezinárodní dopad, jejich obsah bývá často obecnější, než je tomu v případě standardů CEN. Pro oblast Evropy jsou důležitější standardy CEN, neboť ty jsou zpracovávány tak, aby nebyly v rozporu se standardy ISO, a mají většinou i konkrétnější obsah. 1.2.1 Organizace komise Jak již bylo řečeno, některé pracovní úkoly, jako je např. zeměpisná silniční databáze, přesahují hranice Evropy a proto lze zaznamenat v poslední době trend konvergence pracovních skupin CEN a ISO, která je charakterizována spojováním pracovních skupin, organizací společných zasedání, atd. Pracovní skupiny řeší následující činnosti: Úkolem pracovní skupiny WG1 je tvorba norem, které zahrnují TICS (Transport Information and Control System - systémy dopravních informací a řízení dopravy) sektor, včetně referenčního modelu, který popisuje vnitřní strukturu sektoru a přibližně definuje terminologii. Pracovní skupina WG2 zahrnuje hardwarové a softwarové specifikace, vývoj a verifikace týkající se TICS (Traffic Information and Control System) systémů, podsystémů a komponent. V této pracovní skupině se zpracovávají požadavky na spolehlivost a kvalitu, jak SW komponent, tak i HW komponent. Pracovní skupina WG3 se zabývá tématy spojenými s geografickým datovým souborem (definování aplikace nezávislého standardu po změnu databáze TICS), fyzickým uložením databáze TICS, nebo umístěním odkazové procedury. Skupina WG4 se zabývá standardizací zařízení pro automatickou identifikaci vozidel a vybavení a spolupracuje těsně s pracovní skupinou CEN/TC278/WG12. Skupina WG5 se zabývá standardizací informačních, komunikačních a řídících komponent v oblasti systémů pro výběr poplatků v městské a meziměstské dopravě, včetně intermodálních a multimodálních aspektů. Tato skupina spolupracuje s CEN/TC278/WG1. Pracovní skupina WG6 byla v lednu 2000 spojena se skupinou WG7. Pracovní skupina WG7 se zabývá tvorbou standardů v oblasti operačních systémů správy vozového parku a komerční dopravy za účelem zlepšení správy a bezpečnosti parku a usnadnění interakcí mezi vozidly/dopravou/operátory a obecní, státní a mezinárodní zákonnou mocí vzhledem k intermodálnímu a multimodálnímu prostředí.
Pracovní skupina WG8 je zaměřena na veřejnou dopravu a spolupracuje se skupinou CEN/TC278/WG3. Pracovní skupina WG9 se zabývá integrací dopravních informací, definováním datových toků mezi systémy koncových uživatelů a specifikací rozhraní mezi nimi. Skupina se dále zabývá definováním dat potřebných pro systémy koncových uživatelů a ve spolupráci s poskytovateli dat specifikuje rozhraní mezi poskytujícími a uživatelskými systémy. Dále definuje konečný výstup koncových uživatelských systémů a specifikuje formy, které budou splňovat požadavky koncových uživatelů na rozhraní. Součástí práce je i definice metod pro akreditaci akceptovaných systémů. Pracovní skupina WG10 se zabývá poskytováním informací cestujícím, ve vhodné uživatelské podobě. Výsledky této pracovní skupiny mají široký aplikační rozsah a zahrnují jak dopravu městskou, meziměstskou, tak i dopravu v extravilánu. Cestující by měli mít zaručen přístup k informacím týkajících se alternativ cesty a informací o cestovních podmínkách. Silniční navigace poskytuje řidiči orientaci a pokyny, jak dosáhnout nejlépe vytčeného cíle. Tyto systémy mohou také poskytovat informace o aktuální dopravní situaci a dávat doporučení o použití alternativní trasy. Úkoly pracovní skupiny WG11 jsou zaměřeny primárně na individuální automobilovou dopravu a na definici rozhraní mezi lokálním navigačním systémem a informačním systémem TICS. Pracovní skupina WG14 obsahuje standardizaci systémů pro vozidla, které vedou k vyhnutí se střetu s překážkou, zvýšení výkonnosti silniční komunikace, zvýšení pohodlí řidiče, snížení vytížení řidiče, zvýšení úrovně cestovní bezpečnosti, sledování situací v provozu, varování před nebezpečím a doporučením správných akcí řidiči. Tato skupina nemá ekvivalent v CEN. Cílem pracovní skupiny WG15 je standardizace aplikací systému DSRC. Systém DSRC je schopen podporovat mnoho aplikací TICS, kompletně popsaných v ISO/TC 204. Pracovní skupina WG16 se zabývá širokopásmovou výměnou dat mezi řídícím centrem a uživatelskými zařízeními zpracovávaje řadu standardů nazývaných CALM. Hlavně se tato skupina zaměřuje na strukturu zprávy a specifikaci protokolu nezávislém na komunikačním médiu. Skupina WG16 funguje jako koordinátor požadavků pracovních skupin orientovaných na aplikace. 1.2.2 Procedura zpracování standardů Postup tvorby ISO i CEN standardů musí být dokonalý i z formálního hlediska a proto se rozpadá do řady etap znázorněných v následující tabulce: Stage (první číslo) Substage (druhé číslo) 00 předběžné stádium 00 registrace položky v daném stádiu 10 stádium prvního návrhu (NP) 20 zahájení daného stádia (např. hlasování) 20 přípravné stádium (WD) 60 ukončení daného stádia registrace návrhu v rámci subkomise 30 stádium komise (CD) 90 rozhodnutí registrace návrhu v rámci komise 40 stádium připomínkování (DIS) registrace návrhu mezinárodní normy 99 postoupení do dalšího stádia (položka úspěšně prošla daným stádiem) 50 stádium schvalování (FDIS) registrace DIS k formálnímu hlasování 60 stádium publikace normy 90 stádium revize normy 95 stádium stažení normy Každá rozpracovaná norma je označena dvěma kódy, kde první dvojčíslí značí stádium, druhé vývoj v rámci stádia, tzv. substage (podstádium). Konečným stádiem, kdy je norma publikována je číslo 60. 2 Příklady činnosti vybraných pracovních skupin Proces standardizace technické komise TC278 je velmi rozsáhlý s tím, že je v současné době asi 120 aktivních standardů. Mezi nejaktivnější skupiny patří WG 1 Elektronické platby mýtného,
která v současné době a díky mandátu Evropské komise M/338 řeší interoperabilitu současných i budoucích mýtných systémů. Přesto, jak bude uvedeno dále, se problematika interoperability zkomplikovala právě díky nedůslednosti CEN. Mezi nejaktivnější a navíc s velkým dosahem pro praxi patří práce skupiny WG4 Cestovní a dopravní informace. Tato skupina zavedla standardy pro dopravní kanál TMC, které převzaly všechny země, a proto jsou i cestovní zprávy RDS-TMC předávány interoperabilně po celé Evropě. 2.1 WG 4 Cestovní a dopravní informace Jedná se patrně o nejaktivnější skupinu, která pracuje v několika zájmových oblastech. První soubor standardů, který je již hotov se týká standardizace systémů pro šíření dopravních informací TMC (Traffic Message Channel) prostřednictvím RDS. Ze šesti standardů jsou v následující tabulce pro informaci uvedeny alespoň první tři části: EN ISO 14819-1 TTI messages via traffic message coding: Part 1: Coding protocol for RDS-TMC; RDS-TMC using ALERT-C Alert C protocol EN ISO 14819-2 TTI messages via traffic message coding: Part 2: Event and information codes for RDS-TMC Alert C messages pren ISO 14819-3 TTI messages via traffic message coding: Part 3: Location referencing for ALERT-C Alert C location coding Další velká skupina osmi standardů se týká přenosu dopravních informací prostřednictvím telefonů GSM. V současné době je každá část rozpracována minimálně do stádia technických specifikací, ale práce postupují relativně pomalu díky poměrně obtížnému hledání konsensů. Zato sub-skupina TTI Messages via High data-rate Digital Broadcast Bearers, která se zabývá protokoly TPEG pracuje velmi aktivně a má připraveno nebo hlasováním odsouhlaseno 12 standardů. Základní standardy (18 234-1 až 8) se zabývají strukturou zpráv, jejich sémantikou, předávanými rámci, organizací sítě, provozními hlášeními a zprávami týkajícími se dopravních událostí. Verze 18 234-8 až 12 popisují systematicky využití XML (Extensible Markup Language) v telematických systémech, například část tpeg-locml řeší zápis informací ve vztahu k lokalizaci, část tpeg-ptiml vytváří systém zápisu pro dopravní informace apod. Jako příklad lze uvést standard TTI - TTI via Transport Protocol Experts Group (TPEG) Extensible Markup Language (XML) Part 1: Introduction, common data types and tpegml. Tento standart slouží k specifikaci protokolu, na bázi XML, pro přenos TPEG dopravních a cestovních informací. Protokol se pak označuje tpegml. Společné typy dat jsou používány v dalších tpegml aplikacích. Standard popisuje strukturu společných datových typů tpegmldatatypes.dtd a to v následující podobě (příklad): příkaz <!ENTITY % time CDATA > <!ENTITY % day_mask CDATA > <!ENTITY % intunti CDATA > vysvětlení čas výběr jednoho nebo více dnů v týdnu jednoduchý číselný element integer, bez znaménka, rozsah 0 255 Standard popisuje v konvenci XML i typické případy. Například lokalita místa události je popsána elementem location_descriptions, ve kterém jsou umístěny všechny potřebné popisy oblasti i se službami bez potřeby odkazů na mapu: <!ELEMENT location_descriptions ((area_reference network_description node_descriptions)*)> Další podrobnější informace o lokalitě jsou uváděny jako parametry elementu location_descriptions (příklad): area_reference: charakteristiky oblasti i se službami, stromová struktura odkazů, členěno až na např. na úroveň podlaží budovy, apod., network_description: druh komunikace k danému uzlu, způsob dopravy, linka, apod., node_descriptions: bližší popis jednoho uzlu nebo skupiny uzlů, které jsou součástí sítě komunikací.
AUTO SEQUENTIAL SWITCHING UNIT OBE 2.2 WG 9 Dedikované spojení krátkého dosahu - kdy standardizace selhala Základní standardy mikrovlnného DSRC byly projednávány od 90-let ve skupině WG9 "Dedicated Short Range Communication". Rozvoj datové komunikace mezi palubní jednotkou (OBU) a zařízením na komunikaci (RSE) byl podmíněn vybudováním jednotné síťové architektury. Ta je založena na koncepci vrstvového modelu, viz. Obr. 2. V referenčním modelu OSI-RM (Open System Interconnection-Reference Model) se pod pojmem vrstva rozumí hierarchicky uspořádaná skupina služeb, funkcí a vrstvových protokolů (souboru pravidel a dohod řídících tyto funkce), která se uplatňuje ve všech otevřených systémech, viz. podrobnější popis v lit. [2]. Na základě toho vznikly čtyři předběžné evropské standardy (pren), dle kterých skupina nordických zemí dodala na trh statisíce palubních jednotek a dodala celé mýtné systémy. Selhání To se projevilo poté, co jiná skupina evropských dodavatelů nerespektovala předběžné standardy a začala dodávat systémy s poněkud pozměněnými parametry. Výsledkem byly (kromě toho, že zařízení nejsou kompatibilní) dlouholeté spory v TC278, kde se posléze podařilo sjednotit dodavatele, aby respektovali standardy pro datovou a aplikační vrstvu do standardů: pr ENV 12795 DSRC Data Link Layer: Medium access and logical link control EN12795/2002 (konečná verze) pr ENV 12834 DSRC Application Layer EN12834/2002 (konečná verze) Po celých dlouhých pět let se nedařilo najít konsenzus pro fyzickou vrstvu a tzv. profily, což vedlo k tomu, že je v Evropě několik nekompatibilních systémů. Jakýsi konsenzus byl dosažen teprve v roce 2004, schválením standardů: pr ENV 12253 DSRC Physical layer using microwave 5.8 GHz EN12253/2004 prenv 13372 DSRC Profiles for RTTT Application EN13372/2004 O prokázání, že nejenom mikrovlnné systémy (v Rakousku, Itálii, Francii a Španělsku), ale i satelitní systémy (v Německu a Švýcarsku) mohou být interoperabilní se snaží v rámci evropského projektu konsorcium RCI, lit. [4] CE Aplikacní rozhraní Aplikacní rozhraní Parametry=Kontex Parametry=Kontex Akce=prenosy Akce=prenosy aplikacní vrstva 7. Management site application prezentacní vrstva 6. Formatovaní souboru, komprese presentation Referencní model OSI relacní vrstva transportní vrstva sítová vrstva 5. Dosazitelnost site, typ dialogu 4. Smerovaní segmentu 3. Transparentní prenos dat session transport network spojová vrstva 2. Rízení datovych spoju data link control fyzická vrstva physical fyzicky spoj - celulární sít (CN)
Obr. 2: Referenční sedmivrstvový model OSI s vazbami mezi palubní jednotkou OBE a centrálním systémem CE (vlevo-české popisy, vpravo anglické popisy) 3 Problematika (ne)znalosti standardů Z předchozího textu vyplývá, že standardy vznikají ne úplně lehkou cestou konsensu většiny členských zemí CEN. Standardy vytváří specialisté, kteří se danou problematikou zabývají, a proto jsou pro běžného smrtelníka často obtížně pochopitelné. Navíc dopravní telematika je podoblastí informačních technologií a standardy využívají k popisům nástrojů těchto technologií. Pokud se problematika shrne, ve větší či menší šíři platí: standardy (často čítající několik stovek stran) se nepřekládají; popis je většinou v konvenci UML a XML, obor dopravní telematiky jen v CEN a ISO čítá (dnes) cca 160 hotových standardů, přitom, ale je povinností zadavatelů veřejných zakázek a povinností projektantů a dodavatelů tyto standardy respektovat. Zásadní otázkou tedy je, jak rozšířit povědomí o standardech. Kromě ryze formálního informování ve věstnících normalizačních institutů, či publikování informací v odborném tisku se zdá jedinou schůdnou cestou zavedení internetového portálu pro elearning. 3.1.1 Jak pracuje elearning V současné době se v našem školství 1 můžeme setkat se dvěma druhy studia. Jedná se o: Prezenční (charakteristické denní docházkou do školy a aktivní účasti v hodinách); Kombinované ( charakterizována jednou návštěvou školy v určitém intervalu ). Zmíněné dva druhy je ještě vhodné doplnit o Distanční vzdělávání, kde je docházka omezena na minimum. To není v zatím příliš rozšířeno, ale počítá s ním navržený projekt výuky standardů. Prezenční vzdělávání je postaveno na vzájemné interakci vyučujícího a studenta, kdy dochází k přímé vzájemné komunikaci mezi učitelem a studentem (výuka), ale také směrem opačným tedy od studenta k učiteli (samostatné práce, zkoušení) tento model vzdělávání je charakteristický převládajícím zapojením studenta do výuky přímo ve škole U kombinovaného a obzvláště u distančních forem studia dochází k oddělení studenta a učitelem a přenos informací mezi vyučujícím a studentem zprostředkovává vhodné médium. Přímá komunikace studenta s učitelem a naopak není v tomto modelu vyloučena, ale není převládající. Médium může být realizováno prostřednictvím řady technologií, počínaje písemnou formou komunikace, rádiem, televizí, CD a DVD disky a konče internetem. Právě internet se v poslední době jeví jako nejprogresivnější médium pro tvorbu elektronických kurzů. A právě s prudkým rozvojem internetu jako média pro předávání informací mezi studentem a vyučujícím se začíná mluvit o elearningu (e-learningu). V literatuře se můžeme setkat s celou řadou názorů definující, co to elearning vlastně je. V české literatuře je elearningem rozuměno distanční vzdělávání využívající k dosažení svých cílů moderní elektronické technologie, v současné době hlavně internet. Americké pojetí zahrnuje pod pojem elearning i veškeré procesy a aplikace doručující obsah kurzů ke studentům. 3.1.2 Projekt distančního vzdělávání standardů dopravní telematiky Fakulta dopravní ČVUT má připraven výše uvedený projekt, pro který se ale zatím nepodařilo zajistit financování z rozpočtu Ministerstva dopravy či školství. Základem všeho je určení, kdo bude příjemcem informací. V případě standardů se jedná v zásadě o dvě skupiny uživatelů: A. Skupina zadavatelů zakázek: sem patří i investoři či další manažeři, kteří mají získat pouze povšechné znalosti, ale přitom takové znalosti, které jim umožní se fundovaně v problematice orientovat. B. Skupina dodavatelů: kam patří i projektanti a další osoby, které mají mít hlubší znalosti, a kteří musí být schopni využívat získané znalosti v praxi. 1 Na toto téma zpracoval bakalářskou práci student Fakulty dopravní J. Kalkuš
Proto se i kurzy budou lišit hloubkou zpracování a i tím, zda a jak budou získané znalosti zkoušeny. V obou případech se tedy bude jednat o elearningové kurzy, které budou přístupné na internetu po 24 hodin denně/365 dní. Kurz A: Veřejná správa Cílem je orientace v problematice a získání základního přehledu standardů, které mají být využívány pro řešení dané problematiky. Například Ředitelství silnic a dálnic se rozhodne budovat informační systém na dálnicích a neví, jaké konkrétní standardy musí zmínit do výběrového řízení, aby budoucí systém vyhovoval požadavkům na TERN komunikace a byl interoperabilní se zahraničními systémy. V první etapě zadají klíčová slova a další informace. Systém, který pracuje na expertní bázi mu nabídne soubor standardů, které se dotýkají problematiky. V dalším kroku bude ve formě elearning informován o struktuře standardu a jeho základních principech. Takto si projde všechny dotčené standardy a seznámí se s nimi. Kurz B: Projektant V tomto případě se již počítá s tím, že příslušný odborník ví, že standard existuje, ale nezná ho a nemá ho k dispozici. Cílem kurzu je ho detailně se standardem seznámit a případně i vyzkoušet, jaké má o něm znalosti. Kurz bude tedy delší, uživatel bude mít možnost se k jednotlivým bodům vracet. Na závěr bude možnost se nechat vyzkoušet. Na Obr. 1 je ukázka, jak vypadá formulář pro zkoušení v jednom z předmětů na Fakultě dopravní. V projektu se dokonce počítá i s tím, že by do budoucna mohlo být zkoušení povinné a dotyčný by mohl získat certifikát, že se danou normu naučil a umí ji používat. To by mu mohlo absolventovi kurzu poskytnout dokonce konkurenční výhodu. Obr. 1: Příklad formuláře zkoušení předmětu Železniční provoz, aut. Kalkuš 3.1.3 Silné a slabé stránky projektu Mezi nejsilnější stránky projektu patří to, že by zájemci být mohli kdykoli, v kteroukoli hodinu a naprosto podle svých potřeb, informováni o aktuálních standardech. To není možné docílit žádnou jinou formou, byť jednou z prvotních myšlenek při úvahách, jak přiblížit standardy reálnému prostředí bylo i pořádání kurzů. V dnešní době se nezdá reálné soustředit, byť na jediný den, zodpovědné a velmi zaměstnané osoby. Pokud by byl projekt podpořen i dostatečnou propagací, případně by web stránky byly propojeny se stránkami institucí (ČNI, Ministerstvo dopravy, ŘSD atd.) je pravděpodobné, že by se tato forma začala využívat. Stejně tak by využívání standardů prospělo, kdyby byla každá veřejná zakázka podložena konkrétními požadavky a ne větou typu projekt musí vyhovovat všem standardům. Slabé stránky vyplývají z úvodních preambulí k této kapitole. Standardy jsou velmi složité a jejich zpracování do srozumitelné podoby si vyžádá nejenom dobrého technika, ale i angličtináře, který má navíc i pedagogické schopnosti a je schopen pracovat systémově. Proto bude nutné předem definovat požadovanou formu kurzu a pracovat pokud možno týmově. Zcela zásadní je i to, že projekt se po naplnění standardy bude stále udržovat stále v aktuálním stavu, což si vyžádá investovat i následně do správce systému.
Rozšíření standardů brání i to, že jsou poměrně drahé a kupovat všechny novinky může být poměrně náročné. Touto formou vzdělávání se neporušuje pravidlo, že standardy nesmějí být veřejně publikovány, ale přitom má uživatel všechny znalosti, takže si může následně cíleně zakoupit pouze standardy, které potřebuje. Závěr Standardizace má v oblasti dopravní telematiky zcela zásadní význam. Tyto systémy jsou většinou síťově orientované a působí často nad územím několika států. Několik evropských projektů prokázalo, že investice do dopravní telematiky se vyplácí a lze těžko najít alternativu, která by stejnou měrou přispívala k vyšší efektivnosti dopravy. Standardizace, podobně jako v jiných síťově působících oborech, má zásadní význam pro rychlý a efektivní rozvoj oboru. Na druhé straně velká složitost standardů brání jejich širšímu využívání, a proto je nezbytně nutné hledat metody, jak dostat standardy do praxe. V přednášce je popsán připravený projekt Fakulty dopravní ČVUT, který formou elearng umožňuje jak vedoucím pracovníkům, tak i specialistům mít po 24 h v roce k dispozici všechny potřebné informace. Kromě technického provedení je nutné prosazovat i legislativní a organizační přístup k veřejným zakázkám, kdy by neměla být vypisována výběrová řízení a realizovány projekty, aniž by požadovaly akceptování konkrétních standardů. Literatura [1] Přibyl P. a kol.: Terminologický slovník dopravní telematiky, Sdružení pro dopravní telematiku, Praha, 2006, ISBN 80-239-7780-6, str. 480 [2] Žalud V.: Moderní radioelektronika, BEN, Praha, 2003, str. 653, ISBN 80-86056-47-3 [3] Perrett K.: Interim report in response to Mandate, CEN N1795, Juni 2005 [4] RCI Consortium: Consortium high-level view on RCI architecture and specification, Version 1.1, February 2007 Práce vznikla s podporou projektu Ministerstva obchodu a průmyslu č. 2A_1TP1/023 SATEL programu Trvalá prosperita.