FOTsis – Descripción general 23 Septiembre 2014 José Manuel Menéndez Jorge Alfonso Kurano Universidad Politécnica de Madrid
Comité Sistemas Cooperativos, Madrid, 23 Septiembre 2014
Contenido • El Proyecto FOTsis Introducción al Proyecto FOTsis La arquitectura FOTsis
o Necesidades de la arquitectura: entorno técnico y de servicio o La propuesta de arquitectura: aspectos destacados
Estado actual del Proyecto Actividades de colaboración
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El proyecto FOTsis
Descripción •
El proyecto FOTsis se centra en pruebas de campo a gran escala de los sistemas de gestión de infraestructuras de carretera. Se evalúan tanto su efectividad como su potencial para un despliegue a nivel Europeo en cuanto a su integración con tecnologías cooperativas cercanas al mercado.
•
Objetivos • •
Proporcionar una plataforma común de servicios avanzados de tráfico. Mejorar la conectividad entre las entidades involucradas en la prestación de servicios de tráfico, a través de una red de comunicaciones avanzada.
•
Proporcionar una arquitectura de sistema abierta, escalable y flexible, basada en la arquitectura de comunicaciones de referencia ETSI/ISO y los desarrollos más recientes de los grupos de trabajo IEEE, ISO y CEN. 3
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El proyecto FOTsis
Los servicios FOTsis FOTsis prueba 7 servicios en diversos entornos experimentales en Europa: • • • • • • •
S1: Gestión de emergencias S2: Gestión de incidencias en carretera S3: Control inteligente de la congestión S4: Planificación dinámica de rutas S5: Gestión de vehículos especiales S6: Enforcement avanzado S7: Evaluación de seguridad en la infraestructura
Uno de los objetivos principales de FOTsis es el análisis de la capacidad de las infraestructuras viarias para proporcionar estos 7 servicios. 4
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El proyecto FOTsis
Escenarios de prueba M-12 ESPAÑA
A2 Tramo 1 A2 Tramo 3
PORTUGAL
Baixo Alentejo Algarve Litoral A99
ALEMANIA
A9 A92
GRECIA
Pathe Motorway
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El proyecto FOTsis
Consorcio FOTsis UNIVERSIDADES
CONCESIONARIAS
Universidad Politécnica de Madrid (UPM)
OHL Concesiones IRIDIUM Planestrada Marestrada Nea Odos INTEGRADORAS TECNOLÓGICAS SICE Indra ACB Systems GMVIS Skysoft Transver Terna Energy GMV Sistemas
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Aalto University Foundation Universidad de Murcia (UMU) CENTROS DE INVESTIGACIÓN Finnish Meteorological Institute (Ilmatieteen laitos) (FMI/IL) Center for research and technology Hellas (CERTH) Centro de innovación de infraestructuras inteligentes (CI3)
OPERADORES TELECO France Telecom Optimus PROVEEDORES MAPAS Geoville ASOCIACIONES USUARIOS Federation International de l'automobile (FIA) ASOCIACIONES INDUSTRIALES European Union Road Federation (ERF) Association Europeenne des concessionnaires d'autoroutes et d'ouvrages a peage (ASECAP)
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La arquitectura FOTsis
La arquitectura FOTsis “La respuesta a una necesidad de prestación de servicios cada vez más complejos.”
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La arquitectura FOTsis
Entorno Cooperativo •
Existen diversas aproximaciones al diseño de servicios ITS, dependiendo del alcance y los recursos tecnológicos que se consideran en el entorno del servicio. • •
FOTsis trata de explotar al máximo los recursos de la infraestructura. La complejidad del entorno FOTsis en la participación de entidades internas y externas con diferentes requisitos ofrece una oportunidad y un desafío para el desarrollo de modelos de negocio.
•
Cuanto más amplio se considera el entorno ITS, más posibilidades surgen para integrar nuevos datos: • • •
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Comunicaciones y sensorización IPv6/no-IP, V2X, I2X. Redes avanzadas de sensores WSN Desarrollos Internet del Futuro, IoT, SmartCities, desarrollos en la Nube…
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La arquitectura FOTsis
Entorno de negocio •
La complejidad del entorno FOTsis en cuanto a la variedad de entidades involucradas, cada una con diferentes requisitos, ofrece una oportunidad y un desafío para el desarrollo de modelos de negocio. • •
•
Los servicios FOTsis no tienen aplicaciones equivalentes en el mercado. Los servicios FOTsis se enriquecen con la integración de múltiples entidades adicionales.
La propuesta de arquitectura FOTsis facilita la integración de entidades y servicios, sin incrementar la complejidad del entorno tecnológico.
Convergencia IP • • •
Las comunicaciones no-IP son muy adecuadas para aplicaciones críticas de seguridad V2V. Las comunicaciones IP se pueden utilizar para cualquier otra aplicación. Las comunicaciones IP son esenciales si se busca interoperabilidad entre diferentes sectores, ITS y no-ITS. 9
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La arquitectura FOTsis APPLICATIONS FOTsis Use Cases
Arquitectura de referencia
•
Basada en la tecnología radio IEEE 802.11p, es especialmente adecuada para aplicaciones de baja latencia, como por ejemplo los entornos vehiculares. Es la tecnología base de los desarrollos WAVE en Estados Unidos e ISO M5 / ETSI G5 en Europa. 10
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Position management
MANAGEMENT
Cross-layer management Mobility management
TCP/UDP
IP
Geo-routing Location Geoposition Mgmt. calculation
IP over Georouting
Mobility Extensions DSMIP
ACCESS Other internal
802.11 b/g/n
ITS G5 802.11p
3G
WPA
•
BTP GeoNetworking
IPSec
IEEE 802.11p – ISO M5
Network & Transport
SECURITY
•
La arquitectura Estación ITS de referencia es un marco básico completo de elementos que permiten la interconexión entre entidades ITS. Desarrollada entre diferentes proyectos y consolidada en ISO como norma 21217 (revisada en 2014).
…
VPN
•
FACILITIES CAM Session DENM … … … / communication support
Actividades FOTsis
Estado actual del proyecto
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Actividades FOTsis
Ejecución de los FOT •
La ejecución de FOTsis incluye las actividades que conducen hacia la implementación de todos los elementos necesarios para el comienzo de las pruebas completas y las tareas de recolección de datos. • •
Fase 1 Fase 2
•
Fase 3
Pilotos (arquitectura de comunicaciones, gestión de datos y servicios) Análisis técnico FOT. Pruebas de prestaciones de comunicaciones, de servicios y de recolección de datos. Ejecución FOT completos y tareas de análisis de impacto.
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Actividades FOTsis
Análisis de impacto •
Definición completa del marco de pruebas, siguiendo la metodología FESTA (áreas de impacto, research
questions, hypotheses, use cases, scenarios, performance indicators & measures)
•
Las actividades relacionadas con el análisis de impacto de los servicios FOTsis incluye: • •
•
•
d_occurred_event s_subevents_list
s_events_classes PK
s_events_list
event_class_id event_class_name
PK
event_id
FK2
event_class_id event_name threshold
subevent_id
FK1
sub_event_name event_id threshold_subevent
PK
occurred_event_id
FK4
event_id subevent_id date time segment_id driver_id
FK7
s_driver_info
d_vehicle_driver_association PK
PK
id
FK2 FK3
driver_id vehicle_id
s_questionnaires_list
driver_id
PK
date_of_birth gender driving_license_issue_date
uid_trip
s_questions_list
questionnaire_id
PK
question_id
questionnaire_description questionnaire_name
FK1
questionnaire_id question_numbering question_text
PK
uid_trip
FK1
iid_vehicle dtstart_date dtend_date driver_id
d_event_characteristic PK
event_characteristic_id
FK1 FK2
occurred_event_id event_characteristic_list_id event_characteristic_value date time
d_affected_segments PK
occurred_event_plans_id
FK1
occurred_event_id from_date to_date from_time to_time
segment_id occurred_event_plans_id
PK
road_id
event_characteristic_description
FK2
road_type_id road_name road_description
s_equipment_type
s_road_types PK
PK
equipment_id
FK1 FK2
segment_id equipment_type_id latitude longitude km_point_equipment
FK1
equipment_id date time road_surface_temperature air_temperature wind_speed precipitation precipitation_phase road_friction surface_conditions_index_id visibility_index_id
FK2 FK3
PK
segment_id
FK1
road_id direction segment_numbering segment_description number_of_lanes starting_junction_id ending_junction_id
FK3 FK4
PK
vehicle_characteristic_id
vehicle_description vehicle_type_id
FK1 FK3
vehicle_id vehicle_characteristic_list_id vehicle_characteristic_value date time
PK
geo_data_id
FK1 FK2
vehicle_id segment_id latitude longitude date time offset
FK1
FK2 FK3 FK4
PK
vehicle_characteristic_description
uid_trip geo_data_id d_trip_vehicle_characteristic_relation PK
id
FK2 FK1
uid_trip vehicle_characteristic_id d_trip_occurred_event_relation PK
PK
id
FK1 FK2
service_id occurred_event_id
PK
junction_id
PK
junction_latitude junction_longitude km_point
FK1 FK2
service_state_id
FK1
id
PK
service_id
segment_id service_id
FK1
service_name service_shortname
service_id from_date to_date from_time to_time status
freezing_rain_warning_index
d_vms_measurements vms_measurement_id equipment_id date time message
Pruebas preliminares de recogida y análisis de datos realizadas con éxito. Comité Sistemas Cooperativos, Madrid, 23 Septiembre 2014
wind_mean_warning_id
d_driver_license_relation
s_vehicle_types
id
FK1 FK2
segment_id vehicle_type_id speed_limit
PK
vehicle_type_id
FK1
vehicle_type_value driving_license_category_id
s_wind_gust_warning_index
PK
id
FK2 FK1
driver_id driving_license_category_id
PK
wind_gust_warning_id wind_gust_warning_index
s_rain_warning_index PK
s_day_profile PK
PK
s_time_profile
day_profile_value PK
PK
time_profile_id
driving_license_category_id
PK
id
driving_license_category_value
FK1 FK2 FK10 FK3 FK4 FK5 FK6 FK7 FK8 FK9
weather_forecast_id freezing_rain_warning_id wind_mean_warning_id wind_gust_warning_id rain_warning_id snowfall_warning_id low_visibility_warning_id low_friction_warning_id surface_condition_warning_id blizzard_warning_id
traffic_index_id time_profile_value d_weather_historical_forecast
traffic_measurement_id
PK
weather_forecast_id
FK1
equipment_id date time status
FK1
weather_segment_id current_date current_time forecast_date forecast_time road_surface_temperature air_temperature wind_speed_mean wind_direction wind_gust rain snowfall visibility_index_id road_friction surface_conditions_index_id
s_weather_segments PK
weather_segment_id
FK1
segment_id latitude longitude
PK
weather_historical_forecast_id
FK1
weather_segment_id forecast_date forecast_time road_surface_temperature air_temperature wind_speed_mean wind_direction wind_gust rain snowfall visibility road_friction surface_conditions_index_id
d_weather_forecast
PK
FK3 FK2
rain_warning_id
s_weather_forecast_warnings
s_driving_license_category_index
day_profile_id
d_traffic_counter_measurements
FK1
freezing_rain_warning_id
s_wind_mean_waning_index PK
s_vehicles_speed_limit PK
traffic_index_value
PK
uid_trip occurred_event_id
s_freezing_rain_warning_index PK
wind_mean_warning_index
visibility_index_id
d_cctv_measurements
id
FK2 FK1
s_service
s_service_segment_relation
visibility_index_value
surface_conditions_value
equipment_id date time status
vehicle_characteristic_list_id
PK
traffic_flow segment_id traffic_mean_speed current_speed_limit level_of_service traveltime_within_segment date time traffic_index_id day_profile_id time_profile_id
s_visibility_index
surface_conditions_index_id
cctv_measurement_id
question_id driver_id answer_text date time
id
FK2 FK1
d_event_service_relationship
s_vehicle_characteristic_list PK
s_junction
s_traffic_index
FK1
FK1 FK2
PK
d_service_state
traffic_information_id
s_road_surface_index
PK
answer_id
d_traffic_information
d_weather_measurements weather_measurement_id
vehicle_id
FK2
PK
road_type_value
s_segment_information
s_equipment
PK
PK
PK
d_geo_data
road_type_id
equipment_type_id equipment_description
PK
d_answers_list d_vehicle_characteristic
s_road_information
event_characteristic_list_id
PK
PK
s_vehicle_information
id
FK1,FK3 FK2
s_event_characteristic_list PK
d_trip_geodata_relation
d_occurred_events_plans
Definición completa de la base de datos de evaluación Herramientas de pre-procesado de datos (ajustes de segmentación, filtrado, agregación y herramientas estadísticas básicas). Metodología de análisis en las áreas de interés del Proyecto (seguridad vial, eficiencia en la movilidad y sostenibilidad medioambiental).
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PK
rain_warning_index s_snowfall_warning_index PK
snowfall_warning_id snowfall_warning_index
s_low_visibility_warning_index PK
low_visibility_warning_id low_visibility_warning_index
s_weather_historical_forecast_warnings PK
id
FK1 FK2 FK3 FK4 FK5 FK6 FK7 FK8 FK9 FK10
weather_historical_forecast_id freezing_rain_warning_id wind_mean_warning_id wind_gust_warning_id rain_warning_id snowfall_warning_id low_visibility_warning_id low_friction_warning_id surface_condition_warning_id blizzard_warning_id
s_low_friction_warning_index PK
low_friction_warning_id low_friction_warning_index
s_surface_condition_warning_index PK
surface_condition_warning_id surface_condition_warning_index
s_blizzard_warning_index PK
blizzard_warning_id blizzard_warning_index
Actividades FOTsis
Análisis de impacto
• Ya se ha realizado entre otros un análisis de impacto de movilidad para los servicios 3 y 4 (límites velocidad variables y rutas dinámicas). El análisis de estos servicios es un ejemplo de análisis basado en datos objetivos. •
• •
Hyp H04_02 Hyp H04_03 Hyp H13_01 Distribución tiempos viaje Hyp H04_02 Diagrama de flujo de tráfico Hyp H06_01 Distribución velocidades
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La velocidad media se incrementa Hay una homogeneización del tráfico Los conductores aceptan las sugerencias La velocidad media se incrementa Hay un cambio en la intensidad de tráfico
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Actividades de colaboración
• •
La colaboración entre diferentes entidades es un aspecto clave para el desarrollo de un marco consensuado de ITS Cooperativos. El alcance y complejidad de FOTsis permite un conocimiento sobre diversos aspectos del desarrollo de servicios cooperativos: • • •
• • • •
Interoperabilidad de soluciones a nivel tecnológico Relaciones entre entidades de servicio a nivel organizativo Mecanismos de recolección, intercambio y procesado de datos
Amsterdam Group, C2C Forum, FOT-Net/FOT-Net Data, iMobility Forum ITSSv6, Co-Drive, DriveC2X, PRESERVE, EASYWAY, EuroFOT ISO, CEN, ETSI RACE, DGT, AEMet
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European Field Operational Test on Safe, Intelligent and Sustainable Highway Operation Muchas gracias por su atención José Manuel Menéndez Jorge Alfonso
[email protected] [email protected]