ISO TR 14813-3 - ITS – Model referenční architektury pro obor ITS – Část 3: Ukázka zpracování

Úvod

Referenční architektura je stručný obecný pracovní rámec, ze kterého vychází návrhy dalších konkrétnějších částí architektury systému (funkční, informační, komunikační, fyzické apod.). Je to obecný koncept systému, který ještě nic nepředepisuje. Nejznámějším příkladem referenční architektury v informačních systémech je referenční model otevřeného propojení systémů, jinak nazývaný sedmiúrovňový model. Tato norma stanovuje jádro referenční architektury inteligentních dopravních systémů. Statický rozsah je odvozen od hranic systému, případy užití od domén služeb, skupin služeb a služeb (viz ISO 14813-1).

Užití

Tato norma je navržena tak, aby poskytovala údaje a vysvětlení těm, jenž vytváří mezinárodní normy ITS a těm, kteří vytváří specifikace, implementace a instalace inteligentních dopravních systémů.

1. Předmět normy

Architektura systému je nejvyšší úroveň abstrakce nebo model systému, který slučuje úvahy o software a hardware ve sladěný a integrovaný pohled na systém. Architektura začíná definicí konceptuálních služeb, jak je uvedeno v normě ISO 14813-1. Kapitola 4 má výukový charakter a uvádí pohledy na modelování, použité v této části normy včetně obecné metodiky. Tvorba jádra referenční architektury je popsána v kapitolách 5 – 8, kde kapitola 5 uvádí popis metod využitých pro zpracování, v kapitole 6 jsou popsány třídy, v kapitole 7 diagramy sekvencí. Kapitola 8 popisuje zpracování jednotlivých bloků, v kapitolách 9 a 10 jsou popsány hlavní závislosti mezi jednotlivými bloky. Jádro referenční architektury je doporučením pro návrh národních architektur.

2. Souvisící normy

ISO 14813 Informační a řídicí systémy v dopravě – Model referenční architektury pro obor ITS

Část 1: Domény služeb, skupiny služeb a služby ITS.

Část 2: Jádro referenční architektury ITS

Část 4: Výukový referenční model

ISO 14827-1 Datová rozhraní mezi centry dopravních informací a řídicími systémy – Požadavky na definici zpráv

ISO 14827-2 Datová rozhraní mezi centry dopravních informací a řídicími systémy – DATEX - ASN

3. Termíny a definice

unifikovaný modelovací jazyk (UML) (unified modelling language) standardizovaný jazyk pro specifikaci, vizualizaci, konstrukci a dokumentaci návrhů softwaru systémů

případ užití (use case) jednotka funkčnosti, poskytnuté systémem nebo třídou, která je reprezentována sekvencemi zpráv, vyměněných mezi systémem a jedním nebo více vnějšími akčními prvky (aktory), společně s akcemi vykonávanými systémem

aktor (actor) role jednoho nebo více objektů vně systému, která je ovlivňuje jako část souvislé pracovní jednotky (případ užití)

třída (class) označení skupiny objektů, které mají obdobné struktury, chování a vztahy; UML poskytuje nástroje pro deklaraci tříd a specifikaci jejich vlastností a rovněž jejich užití různými způsoby

4. Symboly a zkratky

diagram případu užití (use case diagram) znázorňuje prvky z modelu případu užití a reprezentuje funkčnost systému nebo třídy

diagram třídy (class diagram) grafické vyjádření klasifikovaných prvků propojených různými statickými vazbami

5 Metoda zpracování jádra referenční architektury

Jádro referenční architektury ITS je definováno v ISO/TR 14813-2 s využitím metatypů UML – aktorů, případů užití, bloků a diagramů sekvencí. Všechny tyto metatypy jsou na vysoké úrovni abstrakce. Pro standardizaci je požadováno velmi podrobné zpracování jádra referenční architektury ITS.

Zpracování probíhá ve čtyřech krocích:

1. V prvním kroku probíhá transformace abstraktních tříd definovaných v ISO TR 14813-2. Základem je analýza operací tříd zahrnutých v jádře referenční architektury s využitím domény znalostí dokumentovaných v souvisejících případech užití a diagramech sekvencí.

2. Ve druhém kroku je formulován rozsáhlý okruh tříd informací, které slouží k definici parametrů operací tříd, souvisejících s vzájemným ovlivňováním objektů v nových diagramech sekvencí.

3. Třetí krok je klíčový pro zpracování a je podrobně popsán v kapitole 7. Výsledkem logiky zpracování je soubor významných operací definovaných pro každou třídu. Celý proces vyúsťuje v definici více tříd, než bylo zaznamenáno v předchozích dvou krocích.

4. V posledním čtvrtém kroku je provedena redefinice bloků související s rozšířeným souborem tříd.

6 Zpracování tříd

Upřesnění tříd nahrazuje každou abstraktní třídu z normy ISO TR 14813-2 několika třídami, které patří do těchto tří kategorií:

1. Třídy řízení

2. Třídy informací

3. Třídy rozhraní

Často je obtížné rozhodnout mezi třídou řízení a informací, a pak je k přiřazení na základě dominantní role. Každá třída je přiřazena k jednomu z bloků, definovaných v ISO TR 14813-2. V následujících článcích jsou podrobně rozpracovány jednotlivé třídy všech tří kategorií. V tabulce je uveden příklad tříd řízení a operace bloku vozovka.

7 Zpracování diagramů sekvencí

V této kapitole jsou uvedeny výsledky metody zpracování popsané v kapitole 5. Primární vstupy jsou diagramy sekvencí jádra referenční architektury v normě ISO TR 14813-2 a nové třídy odvozené v předchozí kapitole 6. Interakce objektu pro každý případ užití definovaný v abstraktních diagramech sekvencí v normě ISO TR 14813-2 jsou rozšířeny při mapování každé interakce na rozšířený soubor tříd řízení. Pro ilustraci je uveden příklad diagramu sekvencí pro placení cesty.

Diagram sekvencí pro placení cesty

Popis Cestovní Cesta Rozvrh Záznam

terminál cesty o platbě

1 Inicializace platby čtení platební

k arty/tagu

2 Projetí cesty (2214) projetí (2214) přístup k 

3 PRO každý úsek cesty úsek/cena

3 .1 Poskytni rozvrh cesty

3 .2 Proveď platbu vytvoř (2214)

3 .2.1 Platební transakce Plat. transakce

3 .3 KONEC iterace

4 . Potvrď potvrď

8 Zpracování bloků

V této kapitole jsou popsány jednotlivé bloky, obsahující klíčové třídy a jejich vazby. Pro každou třídu jsou zde vypsány operace. V článku 8.7 je uvedena matice odpovídajících tříd a jejich zapojení v diagramech sekvencí, matice klíčových tříd řízení a informací a matice rozhraní tříd. V kapitole jsou rozpracovány tyto bloky:

• Vozovka

• Doprava

• Přeprava

• Vozidlo

• Události

• Platby

• Rozhraní

9 Rozhraní bloků

Třídy řízení a informací, definované v předchozí kapitole, jsou v interakci s aktory přes třídy rozhraní. V této kapitole je popsána spolupráce mezi třídami rozhraní a ostatními třídami. Jsou zde zobrazeny diagramy s vazbami mezi třídami, pro které existuje odpovídající zpráva v diagramu sekvencí. Jsou zde popsána rozhraní bloků pro:

• Rozhraní vozovky

• Rozhraní přepravy

• Rozhraní vozidla

• Rozhraní událostí

• Rozhraní plateb

10 Vztahy mezi bloky

V této kapitole je popsána spolupráce mezi třídami různých bloků. Ve schématech jsou zde zobrazeny vazby pro každý pár tříd z rozdílných bloků, pro které existuje odpovídající zpráva uvedená v kapitole 7. Směr zprávy je znázorněn šipkou. Každé schéma vazeb je následováno maticí, která obsahuje počty typů zpráv mezi spolupracujícími páry. V kapitole jsou zpracovány tyto vazby:

• Spolupráce vozovka – přeprava

• Spolupráce vozovka – vozidla

• Spolupráce vozovka – události

• Spolupráce vozovka – platby

• Spolupráce přeprava – události

• Spolupráce přeprava – platby

• Spolupráce vozidla – události

Příloha A (informativní) Třídy informací center řízení dopravy a dopravních informací

V příloze je uveden příklad hierarchického seskupení tříd informací, použitý v třídách a diagramech sekvencí, který je vhodný pro třídy řízení dopravy a cestovních informací. Pro tyto třídy je zde uveden i datový slovník. Třída centra řízení dopravy a dopravních informací je virtuální základní třída, pro kterou je zde definováno devět globálních atributů:

• Mapa infrastruktury

• Komponenty v pohybu (vozidla)

• Efekty operací

• Použití dopravy

• Řízení dopravy

• Informace pro uživatele

• Přepravní systémy

• Finanční data

• Řízení dopravy a dopravní informace