Протокол национальных транспортных коммуникаций для интеллектуальной транспортной системы - National Transportation Communications for Intelligent Transportation System Protocol

В Протокол национальных транспортных коммуникаций для интеллектуальной транспортной системы (NTCIP) - это семейство стандартов, разработанных для достижения совместимость и взаимозаменяемость между компьютерами и электронным оборудованием управления движением от разных производителей.

NTCIP существует уже более 20 лет, но все чаще используется в умный город инициативы и поставщиков технологий. Например, пассажиры, которые хотят знать, где следующий автобус прибудет на их остановку, используют приложения, использующие NTCIP, например, в рамках инициатив Siemens в Сиэтле и других местах.[1] В будущем NTCIP будет использоваться для двусторонней связи между транспортными средствами и сигналами светофора, например, способность автобусов управлять светофором, как это делает SinWaves.[2]

В протокол это продукт совместного стандартизация проект под руководством Объединенного комитета по NTCIP, который состоит из шести представителей от каждого Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA), Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO), а 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.[3]

Проект получает финансирование по контракту с Министерство транспорта США (USDOT) и является частью более широких усилий по развитию всеобъемлющего семейства интеллектуальная транспортная система (ITS) стандарты.[4]

История развития NTCIP

NEMA инициировало 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 (ITS). Представители заявили, что приоритет номер один - потребность в общеотраслевом стандартном протоколе передачи данных. Поскольку члены Транспортной секции NEMA уже начали работу над новым отраслевым стандартом, они предложили ускорить и расширить масштабы своей деятельности.

Ключевыми целями нового протокола NTCIP были взаимозаменяемость аналогичных придорожных устройств и возможность взаимодействия различных типов устройств на одном и том же канале связи.

В 1996 году FHWA предложило создать партнерство организаций по разработке стандартов для расширения участия как пользователей, так и отрасли. AASHTO и ITE подписали соглашение с NEMA о создании Совместного комитета по NTCIP и совместной работе над разработкой и поддержанием стандартов NTCIP.[3]

Стандарты связи NTCIP

Центр связи с полевыми устройствами

NTCIP позволил центру определять, закупать, развертывать и тестировать оборудование от различных производителей для полевой связи и управления / контроля. Стандарты связи NTCIP для полевых устройств перечислены ниже: (соответствующий номер документа NTCIP указан в скобках):[5]

  • Сигналы светофора (NTCIP 1202)
  • Знаки динамического сообщения (NTCIP 1203)
  • Станции датчиков окружающей среды (NTCIP 1204)
  • Камеры видеонаблюдения (NTCIP 1205)
  • Станции учета транспортных средств (NTCIP 1206)
  • Счетчики рамп на автостраде (NTCIP 1207)
  • Видео переключатели (NTCIP 1208)
  • Транспортные сенсорные системы (NTCIP 1209)
  • Полевые мастер-станции для светофоров (NTCIP 1210)
  • Приоритет проезда на светофорах (NTCIP 1211)
  • уличные фонари (NTCIP 1213)

Центр связи с центром

Связь между центром (C2C) включает в себя 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, что любой центр может запрашивать информацию или предоставлять информацию любому количеству других центров.

Примером связи между центрами являются два центра управления трафиком, которые обмениваются в реальном времени информацией об инвентаризации и состоянии устройств управления трафиком. Это позволяет каждой центральной системе знать, какой план синхронизации, например, работает другая центральная система, чтобы обеспечить координацию сигналов трафика через географические границы центра. Другие примеры этого типа общения включают:[5]

  • Две или более системы сигналов светофора обмениваются информацией (включая посекундные изменения статуса) для достижения скоординированной работы светофоров, управляемых разными системами, и для того, чтобы персонал в одном центре мог отслеживать статус сигналов, управляемых из другого центра;
  • Система транзита сообщает об исключениях, связанных с соблюдением графика, в систему информации о клиентах транзита и в региональную систему информации о путешественниках, а также просит систему управления дорожными сигналами дать указание своим сигналам отдавать приоритет транспортному средству, отставшему от графика;
  • Система управления в чрезвычайных ситуациях, сообщающая об инциденте в систему управления автострадой, в систему управления дорожными сигналами, в две системы управления транзитом и в систему информации о путешественниках;
  • Система управления автострадой, информирующая систему управления в чрезвычайных ситуациях о предупреждающем сообщении, только что размещенном на знаке динамического сообщения на автостраде, в ответ на 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 размещать предупреждающие сообщения на динамических информационных знаках, если это необходимо.

Стандарты связи NTCIP для связи между центрами перечислены ниже: (соответствующий номер документа NTCIP указан в скобках):[5]

NTCIP координировал свои действия с другими организациями, занимающимися разработкой стандартов информационного уровня, во время разработки профилей приложений межцентрового взаимодействия и поддерживает: Словарь данных управления трафиком ITE. (ITE TMDD), Управление инцидентами IEEE 1512 (IEEE 1512), Профили интерфейса транзитной связи APTA (APTA TCIP) и стандарты SAE J2354 Advanced Traveler Information Systems.

Структура стандартов NTCIP

Платформа NTCIP основана в первую очередь на открытых стандартах Инженерная группа Интернета (IETF), Консорциум World Wide Web (W3C) и ISO, плюс стандарты словаря данных NTCIP, специфичные для задач связи устройств ITS. Многоуровневый или модульный подход к стандартам связи используется для представления обмена данными между двумя компьютерами или другими электронными устройствами.

NTCIP относится к «уровням» в NTCIP, а не к «уровням», чтобы отличать применяемую иерархическую архитектуру от тех, что определены в эталонной модели взаимодействия открытых систем (Модель OSI ) из ISO и Инженерная группа Интернета (IETF). Пятью уровнями NTCIP являются: информационный уровень, уровень приложения, транспортный уровень, уровень подсети и уровень предприятия.[5]

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

Структура NTCIP. Перепечатано из NTCIP 9001 v04 «Руководство NTCIP» с разрешения NEMA.
Структура NTCIP.

Для обеспечения работоспособности системы разработчики должны выбрать и указать хотя бы один протокол или профиль NTCIP на каждом уровне. Ниже приводится обсуждение каждого уровня и стандартов NTCIP, которые применяются на этом уровне:[5]

  • 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 в языке. Эти стандарты выше традиционных семиуровневых стандартов ISO. Модель OSI. Стандарты информационного уровня представляют функциональность системы, которая будет внедрена.
  • Уровень приложения NTCIP - Стандарты приложений определяют правила и процедуры обмена информационными данными. Правила могут включать в себя определения правильной грамматики и синтаксиса отдельного оператора, а также последовательность 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 приложения Модель OSI.
  • Транспортный уровень NTCIP - Транспортные стандарты определяют правила и процедуры для обмена данными приложения между точкой «A» и точкой «X» в сети, включая любую необходимую маршрутизацию, разборку / повторную сборку сообщений и функции управления сетью. Это аналогично правилам и процедурам, используемым телефонной компанией для соединения двух удаленных телефонов. Стандарты транспортного уровня примерно эквивалентны транспортному и сетевому уровням Модель OSI.
  • Уровень подсети NTCIP - Стандарты подсетей определяют правила и процедуры для обмена данными между двумя «соседними» устройствами через некоторые средства связи. Это эквивалентно правилам, используемым телефонной компанией для обмена данными по сотовой связи, по сравнению с правилами, используемыми для обмена данными по медному проводу витой пары. Эти стандарты примерно эквивалентны уровню канала передачи данных и физическому уровню Модель OSI.
  • Уровень завода NTCIP - Уровень предприятия показан в структуре NTCIP только в качестве ориентира для тех, кто изучает NTCIP. Уровень предприятия включает в себя инфраструктуру связи, в которой должны использоваться стандарты связи NTCIP, и оказывает прямое влияние на выбор подходящего уровня подсети для использования в выбранной инфраструктуре связи. Стандарты NTCIP не предписывают использование одного типа носителя вместо другого. В большинстве случаев средства коммуникации выбираются на ранней стадии проектирования.

Структура NTCIP не исключает комбинаций, помимо тех, которые явно указаны на диаграмме.

Рекомендации

  1. ^ [1]
  2. ^ [2]
  3. ^ а б NEMA - NTCIP
  4. ^ Программа стандартов ITS Министерства транспорта США
  5. ^ а б c d е Руководство NTCIP

внешняя ссылка