CEN ISO TS 21219-18 - ITS – Zprávy TTI předávané označovacím jazykem s možností rozšíření Expertní skupiny protokolů pro dopravu, druhá generace (TPEG 2) – Část 18: Aplikace dopravního proudu a jeho predikce
Aplikační oblast: Dopravní a cestovní informace
Rok vydání normy a počet stran: Vydána 2018, 46 stran
Rok zpracování extraktu: 2018
Skupina témat: TPEG2
Téma normy: informace o stavu dopravního proudu a jeho predikci
Charakteristika tématu: TPEG2, definice aplikace pro informace o stavu dopravního proudu a jeho predikci
popis aplikace
koncept TPEG zpráv; popis částí zprávy
pravidla pro sestavování zpráv, klastrování; flow polygon, flow status a flow matrix
UML definice zprávy o stavu dopravy
definice struktury kontejneru aplikace; definice elementů aplikace; definice binární struktury zprávy; xml schéma zprávy
číselníky frází; identifikátory částí zprávy
Úvod
Technická specifikace ISO 21219 stanovuje formát a protokol TPEG určený pro poskytování informací o dopravě koncovým uživatelům. TPEG je určen pro média s vysokou přenosovou kapacitou, umožňuje informace členit strukturovaně se zvyšující se mírou detailů a komplexně popisovat polohu.
Jednotlivé oblasti dopravních událostí jsou v TPEG popsány odděleně, pomocí platformě nezávislého modelu (UML) a dvou odvozených platformě závislých modelů (binární a XML). Části specifikace stanovují pravidla tvorby modelu jeho převodu do platformě závislé podoby.
Více informací o kontextu TPEG je obsaženo v úvodu extraktu k části 1 normy TPEG (21219-1).
Technická specifikace ISO 21219 se zabývá druhou generací protokolu TPEG, označovaným zkratkou TPEG2. Rozlišení TPEG/TPEG1/TPEG2 se většinou uvádí pouze v úvodní části norem/specifikací, zatímco ostatní kapitoly již mezi TPEG a TPEG2 nerozlišují – to je implicitní dle kontextu.
Tento extrakt (dále jen “popisovaný dokument”) popisuje část 18 normy TPEG „Aplikace pro informace o stavu dopravního proudu a jeho predikci (TFP)”, která specifikuje 3 metody popisu stavů dopravy na sledovaném úseku v čase.
Užití
Popisovaný dokument stanovuje strukturu pro informace o stavu dopravního proudu a jeho predikci a pravidla pro tvorbu obsahu těchto struktur. Je nezbytný pro analytiky poskytovatele i příjemce dopravních informací, kteří mají na starost návrh datového modelu systému a návrh pravidel se kterými systém pracuje. Použije se při návrhu systému.
Stavy dopravního proudu (free, heavy, slow, queuing a stationary) se mírně liší od “stupňů provozu” používaných v ČR (1-5, https://cs.wikipedia.org/wiki/Stupeň_provozu). Oba systémy používají 5-ti bodovou stupnici ale liší se ve významu 2. stupně, viz obrázek č. 1.
1. Předmět normy
Popisovaný dokument definuje aplikaci TPEG TFP „Aplikace pro informace o stavu dopravního proudu a jeho predikci“. Ta umožňuje distribuovat informace o stavu dopravy spolu s dopravními excesy pro předem definovanou sadu míst. Tato předem definovaná sada může být vysílána s nižší frekvencí než část aktualizované stavy dopravy, nemusí se tedy vždy jednat o klasickou předdefinovanou sadu poloh sdílenou off-line mezi poskytovatelem a odběratelem. Informace o stavu dopravního proudu jsou poskytovány několika způsoby od stavů na úsecích, přes časové „řezy“ sledů stavů na úsecích až po spojitý diagram dráha čas obsahující polygonové vyjádření stavů.
2. Souvisící normy
Popisovaný dokument uvádí 11 normativních odkazů na normu TPEG2 ISO 21219 části 1-7,9,15,21 a 22. Klíčové normy jsou: geografické odkazování na polohu (21219-21, TPEG2-GLR) a odkazování na polohu metodou OpenLR (21219-22, TPEG2-OLR), dále kompaktní popis dopravních událostí (21219-15, TPEG2-TEC). Pro sestavení zpráv z kontejnerů, odvození z modelu UML, vysílání zpráv a řízení toku jsou použity další části normy TPEG (1-7,9).
3. Termíny a definice
Tato kapitola definuje 3 termíny. Jedná se o definici kontejneru pro management zpráv (MMC), kontejneru pro odkazování na polohu (LRC) a definici odkazování na polohu. Viz. Zkratky
odkazování na polohu (Location Referencing) – prostředky umožňující systému přesně identifikovat polohu
4. Symboly a zkratky
Tato kapitola stanovuje 20 zkratek, důležité z pohledu tohoto extraktu jsou:
MMC kontejner pro management zpráv (Message Management Container)
ADC kontejner pro popis aplikace (Application Data Container)
LRC kontejner pro odkazování na polohu (Location Referencing Container)
TFP Informace o stavu dopravního proudu a jeho predikce (Traffic Flow and Prediction)
UML Unifikovaný modelovací jazyk (Unified Modelling Language)
5 Podmínky a omezení aplikace
Tato kapitola (rozsah 1,5 strany) vymezuje:
- Identifikátor aplikace, který je stanovený pro všechny aplikace v TS 21219-1.
- Verzi aplikace. Verze je klíčová z pohledu dekodéru, jednotlivé verze stejné aplikace se totiž mohou od sebe lišit strukturou, obsahem atp.
- Pořadí kontejnerů, ze kterých je zpráva složena. Zpráva se skládá z kontejneru pro management zpráv (MMC), kontejneru s dopravní aplikací (ADC) a kontejneru pro odkazování na polohu (LRC).
- Rozšiřitelnost a zpětnou kompatibilitu, jako požadavek na přeskočení neznámých částí zprávy dekodérem a specifikaci v budoucnu rozšiřitelných částí struktur TPEG zprávy (např. struktury „FlowVectorSection“).
- Rámec komponent služby TPEG dle ISO/TS 21219-5.
6 Struktura TFP
Tato kapitola (rozsah 1 obrázek, viz Obrázek 2) obsahuje UML model aplikace TFP.
7 Komponenty zprávy TFP
Tato kapitola (rozsah 12 stran, obrázky a tabulky) popisuje jednotlivé komponenty zprávy TFP.
Stanovuje několik různých struktur zprávy TFP, a to z důvodů dvou rozdílných obsahů, popisu polohy a popisu stavu. Popis polohy v kontejneru pro odkazování na polohu (LRC) je potřeba méně často než popis stavu kontejneru s dopravní aplikací (ADC), vše je řízeno kontejnerem pro management zpráv (MMC). Stanoveny jsou tyto formy zprávy TFP, struktura obsahuje:
- pouze MMC, pro rušící zprávy,
- jeden MMC, několik ADC a jeden LRC v případě tzv. monolitického managementu zpráv
- a v případě tzv. managementu zpráv po částech:
- pouze MMC s rozcestníkem na části zpráv,
- jeden MMC a několik ADC,
- jeden MMC a jeden LRC.
Dále popisovaný dokument používá 3 metody pro popis stavu dopravy na sledované síti, ty mohou být použity současně či jednotlivě:
- metoda flow-polygon,
- metoda flow-status,
- metoda flow-matrix.
pro zjednodušení a zmenšení velikosti přenášených struktur je prostorové uspořádání stavů u metod flow-polygon a flow-matrix odkazované pomocí staničení vůči počátku sledovaného úseku popsaného v LRC. LRC tak obsahuje jeden směr celého sledovaného úseku silniční sítě.
V kapitole je stanoven obsah komponent:
- pro MMC je stanoven způsob řízení zpráv, po částech, monoliticky.
- pro LRC jsou povoleny jsou pouze liniové lokace.
- pro ADC jsou popsány všechny metody popisu stavu dopravy.
Pro každou metodu je definována datová struktura, a pro její položky je stanoven typ, multiplicita a popis. Jednotlivé metody jsou popsány níže.
Metoda Flow-Polygon
V článku 7.8 a 7.9 je popisována metoda flow-polygon, která modeluje stav dopravy v diagramu dráha čas pomocí několika prostorově-časových objektů „FlowPolygonObjects“, viz Obrázek 3. Počátek platnosti se nachází v počátku osy souřadnic a časové souřadnice polygonů mohou ležet v minulosti či budoucnosti. Tato metoda implicitně pracuje s predikcí dopravního stavu.
Metoda Flow-Status
V článku 7.10 je stanovena metoda flow-status, která popisuje stav dopravy v definovaném časovém intervalu na jednom konkrétním místě (sledovaném úseku silniční sítě stanoveném v LRC).
Metoda Flow-Matrix
V článku 7.11 je stanovena metoda flow-matrix, která popisuje stav dopravy pomocí několika stavů dopravy „FlowVector“ rozprostřených prostorově po sledovaném úseku silniční sítě stanoveném v LRC. „FlowMatrix“ se poté skládá z několika těchto prostorových úseků každý popisující stav v konkrétním čase, např. po 15ti minutách, viz Obrázek 4.
Prostorové umístění stavů dopravy je na síti vytvořeno pomocí offsetů vůči referenčnímu bodu, kterým je konec sledovaného úseku ve směru dopravního proudu. Tato metoda umožňuje popisovat jednotlivé jízdní pruhy i další komunikace, které se připojují, resp. odpojují od popisovaného úseku.
8 Datové typy TFP
Tato kapitola (rozsah 6 stran) obsahuje definice použitých datových struktur (typů). Na obrázku níže (Obrázek 5) je, pro ilustraci obsahu a sloupců, uvedena část tabulky popisující datovou strukturu StatusParameters.
Obrázek 5 - Ukázka části struktury StatusParametes (část tabulky 11 5 normy)
Struktury se skládají ze složitých či jednoduchých datových objektů, výskyt každé položky datové struktury (tj. její multiplicita) je doplněn datovým typem a popisem. Tabulka níže uvádí datové struktury stanovené v této kapitole.
Struktura TFP | Popis |
PolygonPoint | Prostoro-časový bod v objektu „flowPolygon“. Skládající se z časového a prostorového odsazení od počátku osy. |
FlowVectorSection | stav dopravy na určitém úseku silniční sítě obsahující mj. i níže uvedené datové typy (struktury) |
StatusParameters | stav dopravy, min. stupně dopravy či průměrná rychlost či zdržení. |
Restrictions | Restrikce pro konkrétní typy vozidel na konkrétní jízdní pruhy segmentu silniční sítě. |
StatisticalParameters | Statistické parametry a kvalita odhadu informace |
LinkedCause | Odkaz na příčinu specifikovanou v jiné zprávě TPEG |
9 Tabulky TFP
Tato kapitola (rozsah 11 stran) obsahuje definice výčtových typů aplikace TFP (v 8 tabulkách). Následující tabulka jmenovitě uvádí jednotlivé tabulky a doplňuje je popisem a příkladem obsahu.
Tabulka TFP | Popis | Obsah |
tfp001: VehicleClass | Výčet různých typů vozidel. | př.:010:trailer |
tfp002: VehicleCredentials | Výčet tříd vozidel dle privilegií | Př.: 002: disabled passenger |
tfp003: LevelOfService | Výčet (48) popisů plynulosti dopravy | Př.: 048: wide moving jam |
tfp004: SpatialResolution | Výčet typů přesnosti použité lokalizace | Př.: 002:50-m-resolution |
tfp005:laneRestriction | Výčet kombinací jízdních pruhů určených pro dané omezení | Př.: 008: driving lane 8 |
tfp006: CauseCode | Výčet různých příčin (68) omezení | Př.: 002:accident |
tfp007: SectionType | Výčet typů úseků | Př.: 002:exit |
tfp008: FlowDataQuality | Výčet úrovní kvality informace | Př: 005:high |
Následující tabulka obsahuje ukázku tabulky „tfp006:CauseCode” z popisovaného dokumentu.
Kód | Fráze | komentář |
000 | stav neznámý (unknown) |
|
001 | dopravní kongesce (traffic congestion) | … |
002 | nehoda (accident) | V případě nehody |
Příloha A (normativní) TPEG-bin reprezentace TFP
Tato příloha (rozsah 10 stran) stanovuje binární reprezentaci aplikace pro informace o stavu dopravního proudu a jeho predikci (TFP) TPEG pro použití v DAB. Pro popis binární reprezentace je použit pseudokód, kde pro každé klíčové slovo zapsané struktury je znám jeho binární tvar.
Příloha obsahuje samostatně uvedené binární reprezentace rámce TPEG, zprávy TFP a jejích součástí, prvků určených pro budoucí rozšíření a datových typů. Dále obsahuje identifikátory komponent zprávy a vysvětlení použití obecných atributů TPEG. Příklad pseudokódu binární specifikace elementu FlowStatus je uveden v následující tabulce.
<FlowStatus(5)<TFPMethod(5)>>:= |
|
<IntUnTi>(5), | : Id této komponenty |
<IntUnLoMB>(lengthComp), | : Počet bajtů v komponentě, kromě indikátorů id a lengthComp |
<IntUnLoMB>(lengthAttr), | : Počet bajtů v atributech |
<DateTime>(startTime), | : Začátek časového období, po které je poskytovaný obsah platný. |
BitArray(selector), |
|
if (bit 0 of selector is set) |
|
<IntUnLoMB>(duration); | : Délka [min] časového období, po které je poskytovaný obsah platný. Období začíná v „startTime“ a končí v „startTime“ + „trvání“. Tento atribut musí být používán komponentou „PolygonFlowObject“ a může být použit i jinde. |
<StatusParameters>(status), | : Atributy popisující stav provozu na daném místě |
if (bit 1 of selector is set) |
|
<Restrictions>(restriction), | : Informace o omezeních souvisejících se stavem dopravního proudu |
if (bit 2 of selector is set) |
|
<StatisticalParameters>(statistics), | : Statistické informace týkající se stavu dopravního proudu |
if (bit 3 of selector is set) |
|
<tfp006:CauseCode>(cause), | : Tento atribut může přidat jednoduchou příčinu pro hlášený stav dopravního proudu; tento parametr se vynechá, pokud je k dispozici podrobná externí zpráva (viz atribut „propojená příčina“) |
if (bit 4 of selector is set) |
|
<LinkedCause>(detailedCause); | : Podrobná příčina může být nahlášena propojenou zprávou (např. Zprávou TEC) |
Příloha B (normativní) TPEG-ML reprezentace TFP
Tato příloha (rozsah 10 stran) obsahuje nejprve samostatně uvedené XML schéma rámce TPEG, dále zprávy TFP a jejích součástí, prvků určených pro budoucí rozšíření, datových typů a tabulek TFP (definovaných jako xs:complexType), viz příklad na obrázku níže. Následně uvádí vše výše zmíněné v jednom funkčním XML schématu.
<xs:complexType name="FlowMatrix"> <xs:sequence> <xs:element name="startTime" type="tdt:DateTime"/> <xs:element name="duration" type="tdt:IntUnLoMB" minOccurs="0"/> <xs:element name="spatialResolution" type="tfp004_SpatialResolution"/> <xs:element name="vectors" type="FlowVector" maxOccurs="unbounded"/> </xs:sequence> </xs:complexType> |
Literatura
Tato kapitola uvádí dva, v textu použité, odkazy na normy, první na TPEG2-INV a druhý na definici UML.
