FITS-julkaisuja 33/2003
EN 13149 -standardin sovellusohje
FITS-julkaisuja 33/2004
EN 13149 -standardin sovellusohje
Ohjeita liikennöijälaitteiden väliseen väyläpohjaiseen
tiedonsiirtoon joukkoliikennevälineissä
ISBN 951-723-894-0 FITS-julkaisuja Helsinki 2004
Julkaisija KUVAILULEHTI
Julkaisun päivämäärä
Julkaisun laji
Sovellusohje
Toimeksiantaja
Liikenne- ja viestintäministeriö
Tekijät (toimielimestä: toimielimen nimi, puheenjohtaja, sihteeri)
Jarmo Alanen ja Johan Scholliers
Toimielimen asettamispäivämäärä
Julkaisun nimi
EN 13149 -standardin sovellusohje. Ohjeita liikennöijälaitteiden väliseen väyläpohjaiseen tiedonsiirtoon joukkoliikennevälineissä
Tiivistelmä
CENin teknisessä komiteassa TC278, sen työryhmässä WG3 ja sen alaryhmässä SG1 ollaan standardoimas- sa linja-autojen ja raitiovaunujen sisäisten liikennöijälaitteiden välistä kommunikointia. Käytännössä tällai- sia laitteita ovat esimerkiksi linjakilpi, sisätiloissa oleva seuraavan pysäkin näyttö ja lippujen käsittelyyn liittyvät laitteet. Näitä kaikkia ohjataan yleensä ajoneuvotietokoneella. Standardi tulee saamaan numeron EN 13149, ja se on nimeltään 'Public Transport – Road Vehicle Scheduling and Control Systems – Equip- ment Inside A Vehicle'. Se koostuu kuudesta osasta: kolme ensimmäistä osaa määrittelevät WorldFIP- pohjaisen kommunikoinnin ja kolme seuraavaa CANopen-pohjaisen kommunikoinnin.
Tässä dokumentissa annetaan ohjeita standardin osien EN 13149-4, EN 13149-5 ja EN 13149-6, eli CAN- open-pohjaisen väylän soveltamiseen. WorldFIP-pohjainen osuus on jätetty tämän dokumentin ulkopuolel- le, koska varsin todennäköistä on, että Suomessa tullaan käyttämään CANopen-pohjaista versiota. Tämä sovellusohje sisältää myös EN 13149-6 -standardin ymmärtämisen kannalta tarpeellisen CANopen perus- teet -liitteen sekä CANopen-kommunikointiprotokollan ymmärtämisen kannalta tarpeellisen CAN perusteet -liitteen.
Avainsanat (asiasanat)
joukkoliikennevälineet, linja-autot, raitiovaunut, liikennöijälaitteet, ajoneuvojen kommunikointiväylät
Muut tiedot
Sarjan nimi ja numero
FITS-julkaisuja 33/2004
ISSN ISBN
ISBN 951-723-894-0
Kokonaissivumäärä
141
Kieli
suomi
Hinta Luottamuksellisuus
julkinen
Jakaja
VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka
Kustantaja
Liikenne- ja viestintäministeriö
The publisher DESCRIPTION
Date of publication
Type of publication
Guideline document
Assigned by
Ministry of Transport and Communications
Authors (from body, name, chairman and secretary of the body)
Date when body appointed
Name of the publication
EN 13149 Application Guidelines. Instructions for implementing on board data transmission between equipment inside a vehicle
Abstract
Within CEN technical committee TC278, in its work group WG3 and in its sub-group SG3 a communica- tion standard is being prepared for in-vehicle operator devices in public transport buses and trams. Such de- vices include in practice e.g. destination indicators, next stop indicators inside the bus and ticketing devices.
These devices are normally controlled by an on-board vehicle computer. The standard will get a number EN 13149 and is named: 'Public Transport - Road Vehicle Scheduling and Control Systems - Equipment Inside A Vehicle'. It will include six parts: the first three parts will define WorldFIP based communication and the remaing three parts will define CANopen based communication.
This document provides guidelines for applying the parts EN 13149-4, EN 13149-5 and EN 13149-6, i.e.
the parts that define CANopen based communication. WorldFIP parts are omitted for the reason that it is expected that the CANopen based version will prevail in Finland. This guideline document includes also an appendix, which serves as a basic course to CANopen to facilitate understanding of the EN 13149-6 -standard, as well as an appendix, which serves as a basic course to CAN protocol to help in understanding the CANopen protocol.
Keywords
public transport, buses, trams, operator devices, in-vehicle communication buses
Miscellaneous
Serial name and number
FITS publications 33/ 2004
ISSN ISBN
ISBN 951-723-894-0
Pages, total
141
Lanquage
Finnish
Price Confidence status
Public
Distributed by
VTT Building and Transport
Published by
Ministry of Transport and Communications
ESIPUHE
VTT osallistui tässä käsitellyn standardin EN13149 eurooppalaiseen valmisteluun, mis- sä yhteydessä tuli ilmi, että standardista on tulossa vaikealukuinen. Standardi on tärkeä paitsi joukkoliikenneajoneuvon operaattorilaitteiden (linjakilpi, sisäänkirjauslaite, jne) väliselle tiedonsiirrolle, myös kaikille telematiikkaratkaisuille: standardi muodostaa yh- tenäisen ajoneuvoriippumattoman alustan, jonka päälle telematiikkaratkaisun voi perus- taa. Jotta suomalaiset liikennöijät ja laitevalmistajat kykenisivät tehokkaasti hyödyntä- mään tätä standardia, anottiin ja saatiin Liikenne- ja viestintäministeriön FITS- ohjelmasta rahoitus tämän sovellusohjeen tekemiseksi.
Sovellusohjeen tekivät tutkija Jarmo Alanen (VTT) ja erikoistutkija Johan Scholliers (VTT). Asiantuntijatarkistuksen tekivät Ilkka Kaisto Insta Visual Solutions Oy:stä ja Jani Frantsila Väinö Paunu Oy:stä.
Työn vastuuhenkilö Liikenne- ja viestintäministeriössä oli Seppo Öörni ja VTT:llä Pert- ti Peussa ja Jarmo Alanen.
Tampereella 08. päivänä tammikuuta 2004
Jarmo Alanen
7
SISÄLTÖ
ESIPUHE ... 5
SYMBOLILUETTELO ... 9
1 JOHDANTO ... 11
2 EN 13149 -STANDARDIN TAUSTA ... 12
2.1 Yleiskatsaus ... 12
2.2 CEN - Standardointi ... 12
2.2.1 CEN/TC 278 tekninen komitea ... 12
2.2.2 CEN hyväksymisprosessi ... 14
2.3 EN 13149 -standardin kuusi osaa ... 15
2.4 TRANSMODEL ... 17
3 EN 13149-4 ESITTELY ... 19
4 EN 13149-5 ESITTELY JA SOVELTAMINEN... 21
5 EN 13149-6 ESITTELY JA SOVELTAMINEN... 28
5.1 Terminologia... 28
5.2 Liikennöijälaitteiden esittely ... 30
5.3 Oletuskonfigurointi... 32
5.4 Objektien esittely ... 38
5.4.1 Informaationäyttöjen konfigurointiobjektin esittely... 40
5.4.2 Diagnostiikkalaite ... 42
5.5 Poikkeuskäsittely ... 43
6 LIIKENNÖIJÄN NÄKÖKULMA... 45
7 LAITEVALMISTAJIEN NÄKÖKULMA ... 46
7.1 COTS komponentit... 46
7.2 Laitteen testaus; yhteensopivuustestaus ja sertifiointi... 47
8 JÄRJESTELMÄINTEGRAATTORIN NÄKÖKULMA ... 49
8.1 Testaus ... 50
9 EN 13149 -JÄRJESTELMÄN TOTEUTUS ... 52
9.1 Minimijärjestelmä... 52
9.2 Tyypillinen järjestelmä ... 56
8
9.3 Laajennettu järjestelmä ...59
9.4 Järjestelmän isännän ohjelmistoarkkitehtuuri ...60
9.5 Järjestelmän orjien ohjelmistoarkkitehtuuri...64
9.6 Järjestelmän pystyttäminen ja konfigurointi ...65
9.7 Järjestelmän jälkimuutokset ...68
9.8 Järjestelmän liittyminen taustajärjestelmiin...68
9.9 Järjestelmän liittyminen ajoneuvon muihin järjestelmiin ...70
9.10 Järjestelmän diagnostiikka ...72
10 TULEVAISUUDENNÄKYMÄT ...76
VIITTEET ...79
LIITE 1 CAN-PERUSTEET...81
LIITE 2 CANOPEN-PERUSTEET ...101
9
SYMBOLILUETTELO
CiA CAN in Automation -organisaatio
COTS Commercial Off-The-Shelf (kaupallisesti ilman asiakaskohtaista räätälöintiä saatavilla oleva [tuote])
DCF Device Configuration File (CANopen-moduulin konfigurointitie- dosto = kyseiseen järjestelmään parametroitu EDS-tiedosto)
EDS Electronic Data Sheet (CANopen-laitteen sähköinen datalehti) OSI Open System Interconnection (kommunikointijärjestelmien refe-
renssimalli ISO 7498 -standardin mukaisesti)
PDO Process Data Object, CAN-sanoma (tai itse asiassa sen tietotavut), joka välittää prosessimuuttujia; 'tavallinen CAN-sanoma'
SDO Service Data Object, objekti tai palvelu, jonka kautta orjia voidaan konfiguroida tai orjilta voidaan lukea tai orjille voidaan kirjoittaa parametreja tai suurempia kuin kahdeksan tavun mittaisia objekteja eli lohkoja (domain)
11
1 JOHDANTO
Uudet teknologiat, kuten satelliittipaikannus, modernit tiedonsiirtotekniikat ja älykortti- liput mahdollistavat mm. automaattisen ajoneuvojen monitoroinnin (AVM, Automatic Vehicle Monitoring) ja ajantasaisen matkustajatiedon, joiden avulla voidaan parantaa joukkoliikennepalvelujen suoritusta ja mukavuutta. Tämän vuoksi elektronisten laittei- den määrä joukkoliikenneajoneuvoissa on kasvamassa. Laitteiden lisääntyvän määrän vuoksi kaapeloinnin ja liittimien määrä kasvaa, jolloin luotettavuus kärsii. Kaapeleiden vähentämiseksi voidaan käyttää multipleksausta, eli laitteiden käyttämä informaatio lo- mitetaan samassa väylässä peräkkäin kulkeviksi sanomiksi. Väyläpohjaisessa ratkaisus- sa kaapelien määrä vähenee merkittävästi, koska osajärjestelmästä toiseen viedään vain yksi parikaapeli ja tehonsyöttökaapeli. Väylä on pelkkä tiedonsiirron väline; lisäksi täy- tyy määritellä järjestelmän käyttämä protokolla ja tiedon esittämistapa. EN 13149 -standardi määrittelee tällaisen tiedonsiirtoväylän, sen yhteydessä käytettävän protokol- lan sekä tiedon esittämistavan.
Tässä dokumentissa annetaan ohjeita EN 13149 -standardin soveltamiseen. Tämä sovel- lusohje ei siis ole suomennos EN 13149 -standardista, joten EN 13149 -standardin so- veltaminen vaatii myös kyseisen standardin hankkimisen. Mutta ennen kuin lähdetään esittelemään EN 13149 -standardin sisältöä, tehdään katsaus EN 13149 -standardin syn- typrosessiin luvussa 2 . Luvuissa 3 , 4 ja 5 esitellään EN 13149 -standardin osat 4, 5 ja 6 vastaavasti. EN 13149 -järjestelmän toteuttamista katsotaan yleisellä tasolla liikennöi- jän (luku 6 ), laitevalmistajan (luku7 ) ja järjestelmätoimittajan näkökulmasta (luku 8 ).
Luvussa 9 annetaan yksityiskohtaisempia ohjeita EN 13149 -järjestelmän toteuttami- seksi. Luvussa 10 tehdään lyhyt katsaus aihealueen tulevaisuuden näkymistä. Ne, jotka eivät tunne CAN-protokollaa ja CANopen-protokollaa, voivat tutustua niihin liitteissä 1 ja 2 vastaavasti.
12
2 EN 13149 -STANDARDIN TAUSTA
2.1 Yleiskatsaus
CEN on eurooppalainen standardointikomitea, joka koostuu 22:n eri maan edustajasta.
CEN luo eurooppalaisia standardeja ja järjestää äänestyksen niistä. Standardisointityö tehdään erilaisissa teknisissä komiteoissa (Technical Committee). T9-Web Liikennete- lematiikan arkkitehtuuri ja standardointi- websivuilta (http://www.traficon.fi/tetra9/
[Viitattu 01.12.2003]) löytyy ajankohtaista tietoa telematiikka-alan standardeista, joihin EN 13149 -standardikin liittyy.
2.2 CEN - Standardointi
2.2.1 CEN/TC 278 tekninen komitea
Suurin osa telematiikan-alan standardoinnista tapahtuu CEN/TC 278 (Road Transport and Traffic Telematics) -komiteassa. CEN/TC 278:n viimeisimmät dokumentit ja työ- ohjelma löytyy T9-Web:n sivuilta tai suoraan osoitteesta http://www.nen.nl/cen278/
[Viitattu 01.12.2003]. CEN/TC 278:n työ on järjestetty erilaisiin työryhmiin (WG, Workgroup) seuraavasti:
WG1. Electronic fee collection (Sähköinen maksunperintä)
WG2. Freight and fleet management systems (Rahdin ja kaluston hallintajärjestelmät) WG3. Public transport (Joukkoliikenne)
WG4. Traffic and traveller information (Liikenne- ja matkustajatieto)
WG5. Traffic control systems (Liikenteen ohjausjärjestelmät). Tässä työryhmässä ei ole avoimia työkohteita.
WG6. Geographic data files (Paikkatieto) WG7. Road databases (Tiestötietokannat)
WG8. Dedicated short range communications (Lyhyen kantaman viestintä) WG9. Human–machine interfaces (Käyttöliittymät)
WG10. Automatic vehicle and equipment identification (Automaattinen ajoneuvojen ja laitteiden tunnistus)
13 WG11. Architecture (Arkkitehtuuri)
WG12. Recovery of stolen vehicles (Varastettujen ajoneuvojen jäljitys).
EN 13149 -standardin valmistelutyö tehdään työryhmässä WG3, joka käsittelee joukko- liikennettä. Työtä tehdään seuraavilla aihe-alueilla (marraskuu 2003):
SG1. On Board data bus transmission (Väyläpohjainen tiedonsiirto joukkoliikenne- välineessä → EN 13149 -standardi)
SG2. Rahastuspääte (työ päättynyt). Standardi ENV 12796:1997 ”Public transport – Road vehicles – Validators”; käsittelee ajoneuvoihin asennettuja lipunleimaus- ja lukijalaitteita (pois lukien lipunmyyntilaitteet).
SG3. MMI in Public Transport (Käyttöliittymä joukkoliikenteessä). Tämä työryhmä käsittelee sekä visuaalista että auditiivsta julkisen liikenteen tietoa ja tiedon esi- tysmuotoa, kuten päätelaitteen ergonomiaa, sekä kuljettajan (kuljettajan pääte ja tiedon formaatti) että matkustajien näkökulmasta (tieto busseissa ja pysäkeillä, in- fo-kioskit).
SG4. Reference data base model (Referenssitietomalli) (TRANSMODEL). Tämä stan- dardi luo tietomallin, jotta erilaiset joukkoliikenteen hallinnan sovellukset voisivat toimia yhteen.
SG5. Interoperable fare management system architecture (Yhteentoimiva maksunhallin- tajärjestelmän arkkitehtuuri). Tämän työryhmän visio on, että asiakas tarvitsee vain yhden maksutavan, joka käy kaikissa joukkoliikennepalveluissa.
SG6. Public transport services on mobile phone (Joukkoliikenteen palvelut mobiililaitteessa).
SG7. Interoperable traveller information system architecture (Yhteentoimiva matkusta- jatietojärjestelmän arkkitehtuuri). Tämä työryhmä keskittyy kehittämään järjes- telmän arkkitehtuuria, joka mahdollistaa matkustajatietojen välittämisen eri jouk- koliikenneoperaattoreiden välillä. Työ on tehty erilaisissa Euroopan tutkimuspro- jekteissa, kuten esim. TRIDENT. Suomessa TETRA-ohjelman hankkeessa kehite- tiin KALKATI.NET tieto- ja tiedonvaihtojärjestelmä, joka teki yhteistyötä TRI- DENTin kanssa.
SG1:n työn aihe on siis tiedonvälitys erilaisten ajoneuvossa olevien laitteiden välillä tai ajoneuvon ulkopuolella olevan infrastruktuurin kanssa. Standardointityön tavoite on pa- rantaa ajoneuvossa olevien laitteiden yhteentoimivuutta ja helpottaa laitteiden ylläpitoa.
Kuva 1 esittelee mahdollisia joukkoliikenteen ajoneuvossa olevia laitteita (ks. myös tau- lukko 4 luvussa 5.2 ). Työ SG1:ssä on tähän asti keskittynyt erityisesti ajoneuvon sisällä olevien liikennöijälaitteiden kommunikointiin, kuten matkalippujen käsittelyyn liittyvät
14
laitteet, linjakilvet, ja ajoneuvotietokone, jotka eivät vaadi suurten tietomäärien siirtoa laitteiden välillä. Tulevaisuudessa voidaan myös alkaa standardoida multimediaväylää, johon voidaan liittää informaatio- ja viihdepalveluita (infotainment-palveluja), kuten videokuvan siirto.
Ajoneuvo- tietokone Radio- modeemi
Radion ohjaus (data)
Matkalipun leimaus-, lukija- tai tarkastuslaitteet
Matkalipun tulostin Matkustaja- laskenta
Sisään- kirjauslaite Määränpään näyttö Seuraavan pysäkin näyttö Linjanumeron näyttö
Kuljettajan näyttö Kuljettajan näppäimistö Indikaattorit kuljettajalle Akustinen Kuulutuslaite Yhdyskäytävä ajoneuvon väylään
Ajopiirturi
Radion ohjaus (puhe) Paikannus- laite Aikamerkki- laite Diagnostiikka- laite Geneerinen I/O-laite
Multimediaväylä
Turvakamera Infotainment
Alustan väylä
Lyhyen kantaman radio (DSRC) Lyhyen kantaman komentoradio (SRCR)
EN 13149 -väylä
Muut
Kuva 1. Ajoneuvossa olevat liikennöijälaitteet on kytketty EN 13149 -ajoneuvoväylään;
ajoneuvossa on myös muita ajoneuvoväyliä. Huom.! Yhdyskäytävää alustan väylään ei turvallisuussyistä kytketä välttämättä kuten kuvassa, vaan alustan valmistajan tarjoa- man toisen yhdyskäytävän ('palomuurin') kautta.
2.2.2 CEN hyväksymisprosessi
CEN-työryhmissä standardointiprosessi etenee CEN:n sisäisten säännösten mukaisesti.
Virallisten menettelytapojen tarkoituksena on taata standardointiprosessin laatu ja pää- tösten yksimielisyys. Enemmän tietoa standardointiprosessista löytyy CEN/BOSS- sivuilta (http://www.cenorm.be/boss/ [Viitattu 04.12.2003]). EN 13149 -standardista valmisteltiin ensin eurooppalainen esistandardi (ENV). Tämä standardityyppi on kui- tenkin poistumassa käytöstä.
Standardointiprosessi etenee yleisesti näin: ensiksi tekninen komitea määrittää ja CEN Technical Board virallisesti hyväksyy ehdotetun työkohteen. Teknisen komitean työ- ryhmä valmistaa sitten esistandardiluonnoksen. Kun esistandardiluonnos on valmistu-
15
nut, tekninen komitea hyväksyy standardiluonnoksen lähetettäväksi äänestysprosessiin.
CEN antaa dokumentille prENV-numeron ja lähettää sen CEN:in kansallisille jäsenille kommentoitavaksi. Äänestys voi tapahtua kokouksessa tai kirjeitse. Jos äänestys tapah- tuu kokouksessa, kansallisilla tahoilla on kaksi kuukautta aika toimittaa kommentteja, joiden perusteella esistandardiehdotuksen lopullinen versio tehdään kokouksessa. Jos dokumentti hyväksytään kokouksessa, teknisen komitean sihteeri valmistaa esistandar- din (ENV) ja lähettää sen CEN Management Centre:en (CMC), joka toimittaa esistan- dardin kansallisille jäsenille. Kansalliset jäsenet toteuttavat ja julkaisevat esistandardin.
Jos esistandardi on ollut voimassa kaksi vuotta, aletaan tarkastusproseduuri. CEN pyy- tää kansallisilta tahoilta mielipiteitä ja lähettää ne tekniselle komitealle. Tekninen komi- tea päättää ENV-version tulevaisuudesta. Vaihtoehdot ovat pidentää ENV-version voi- massaoloaikaa, poistaa ENV-versio, muuttaa esistandardi standardiksi (EN) suoraan tai äänestyksen (Formal vote) kautta.
Jos ENV muutetaan EN:ksi äänestyksen kautta, tekninen komitea lähettää standardieh- dotuksen (prEN) tarkistuksen ja mahdollisen käännöksen jälkeen kansallisille tahoille äänestykseen. Kansalliset tahot kommentoivat ja äänestävät kahden kuukauden sisällä ja sopivat standardin julkistamispäivän ja voimassaoloajan. CMC tekee äänestystuloksesta raportin ja lähettää sen kansallisille tahoille, jotka voivat valittaa kahden kuukauden si- sällä. Jos standardi hyväksytään, CEN lähettää lopullisen standardin kansallisille tahoil- le, jotka julkaisevat standardin voimassaolevana standardina ja toteuttavat standardin.
2.3 EN 13149 -standardin kuusi osaa
EN 13149 ”Public transport road vehicle scheduling and control systems - On Board Data Transmission Between Equipment Inside A Vehicle” -standardia kehitetään tekni- sessä komiteassa CEN/TC 278, työryhmässä WG3 ja sen alatyöryhmässä SG1.
Standardia sovelletaan linja-autoihin, johdinautoihin ja raitiovaunuihin asennettuihin laitteisiin. Standardi soveltuu raitiovaunuihin vain, jos ne ovat osana linja- autoliikennettä, ei jos ne ovat osana juna- tai metroliikennettä. Laitteet ovat esimerkiksi palvelutuotantoa tukevat järjestelmät, automaattiset matkustajainformaatiojärjestelmät, ajoneuvotietokone jne. Standardi käsittelee yksittäisen ajoneuvon sisäisiä yhteyksiä.
Välittömästi ajoneuvon hallintaan kuuluvat laitteet (kuljettajan kojelauta, moottorin hal- linta, jarrujärjestelmät, oven ohjausjärjestelmät jne.) eivät kuulu tämän standardin pii- riin.
Tiedonsiirtoväyläksi on kaksi hyväksyttyä vaihtoehtoa: WorldFIP-väylä ja CANopen- väylä. Vaihtoehtojen välillä ei ole mitään suosituimmuusjärjestystä, vaan niiden käyt- töönotto perustuu kunkin joukkoliikenteenharjoittajan ja laitetoimittajan välisiin sopi- muksiin. Näistä vaihtoehdoista CANopen on saamassa paremmin jalansijaa, ainakin
16
Saksassa ja Suomessa; WorldFIP on (kokeellisesti) käytössä Ranskassa ja Iso- Britanniassa.
EN 13149 koostuu kuudesta osasta, joista kolme ensimmäistä perustuu WorldFIP- protokollaan ja loput kolme CANopen-protokollaan. Taulukossa 3 esitellään standardin osat ja niiden tilanne marraskuussa 2003 (http://www.nen.nl/cen278/Workplan.html [Viitattu 07.11.2003]).
Taulukko 1: EN 13149 -standardit ja niiden tilanne marraskuussa 2003.
Osa Otsikko Tilanne Seuraava askel
Part 1: WorldFIP definition and applica- tion rules for onboard data trans- mission: WorldFIP-pohjaisen ver- kon arkkitehtuuri
ENV 13149-1:1999 (kommentoitavana)
prEN 13149-1 valmis viralliseen äänestyk- seen
Part 2 WorldFIP cabling specifications:
liittimien ja kaapeloinnin spesifi- kaatio
ENV 13149-2:2000 (kommentoitavana)
prEN 13149-2 valmis viralliseen ää- nestykseen
Part 3 WorldFIP message content: vies-
tien sisällön määrittely – kehityksen alla
Part 4 General application rules for CANopen transmission busses:
CANopen-pohjaisen verkon ark- kitehtuuri
prENV 13149-4 prEN 13149-4 valmis viralliseen ää- nestykseen
Part 5 CANopen cabling specifications:
liittimien ja kaapeloinnin spesifi- kaatio
prENV 13149-5 prEN 13149-5 valmis viralliseen ää- nestykseen
Part 6 CAN message content: virtuaalis- ten laitteiden sovellusprofiilit ja viestien määrittely
prTS 13149-6 (kom-
mentteja ei ole saatu) EN 13149-6 (vuonna 2005)
PrTS 13149-61 sisältää vielä virheitä ja on osittain myös vajaa, joten siihen saa suhtau- tua varauksella2. Korjauksia on tässä vaiheessa vaikea saada TS-versioon mukaan, sillä se vaatisi dokumentin poisvetämistä standardointiprosessista, jolloin standardi viivästyi- si. Siksi on luultavaa, että CEN 278/WG3/SG1 tekee prTS 13149-6 -dokumentista revi- sion vuonna 2004, jossa korjaukset ja lisäykset on tehty. Revisiossa korjatut kohdat esi- tetään korjattavaksi 13149-6:n EN-äänestysvaiheessa. Suomesta ko. työryhmään osallis- tuu tutkimuspäällikkö Pertti Peussa VTT Tuotteet ja tuotannosta. Viimeisintä CEN 278/WG3/SG1 -revisiota käytännössä vastaava dokumentti löytyy luultavimmin myös
1 Esiintyy myös nimellä ENV 13149-6:03/2003.
2 Tässä sovellusohjeessa ei puututa virheellisiin kohtiin muuten kuin välttämättömissä kohdissa; esimer- kiksi taulukon 8 sanoma numero 3 on korjattu (standardissa mainitaan objekti 6001h, kun pitäisi olla objekti 6002h).
17
CAN in Automation (CiA) -ryhmästä joko spesifikaationa DS 407, tai sen korjauslista- na.
2.4 TRANSMODEL
Joukkoliikenneoperaattorit pyrkivät tehostamaan toimintojaan sekä tarjoamaan laadu- kasta matkustajatietoa. TRANSMODEL syntyi tarpeesta integroida eri valmistajien so- vellukset, kuten matkustajatiedot, vuorojen suunnittelu, rahastus, henkilöstöhallinta jne.
yhteen järjestelmään. TRANSMODEL (http://www.transmodel.org [Viitattu 01.12.2003]) on kehitetty useitten eurooppalaisten projektien yhteydessä.
TRANSMODEL on konseptuaalinen tietomalli, joukkoliikenteen referenssitietomalli, joka on riippumaton teknisestä- ja organisaatioympäristöstä. TRANSMODEL tarjoaa yhteisen tietokannan (joka pohjautuu yleiseen referenssiin), jonka eri sovellukset voivat jakaa. TRANSMODELissa kehitetty tietomalli on erityisesti hyödyllinen tietokantojen ja sovellusten rajapintojen kehitykseen. Sovelluksen rajapinta ja TRANSMODELiin perustuva tietokanta eristävät sovelluksen tallennetusta tiedosta, niin että tieto voidaan päivittää ilman sovelluksen keskeyttämistä.
TRANSMODEL haluaa edistää yleistä integroitua lähestymistapaa tietojärjestelmän suunnittelussa, sallia avoimen arkkitehtuurin ja varmistaa luotettavan tiedonvälityksen erilaisten sovellusten välille. Tavoitteena on lyhentää järjestelmien spesifikaatiovaihetta, vähentää kehitettävien rajapintojen määriä, varmistaa järjestelmän luotettavuus kohe- rentin tiedon ansiosta ja helpottaa järjestelmien huoltoa sekä päivitystä.
TRANSMODEL ENV 12896 Versio 5 [2] käyttää ER (Entity-Relationship) -mallia ja kattaa seuraavat alueet: ajoneuvon ja kuljettajan aikataulun suunnittelu, henkilökunnan resursointi, operatiivinen hallinta, matkustajatieto ja rahastus.
TRANSMODEL mallintaa verkon käyttämällä ja määrittämällä mm. seuravat termit:
piste (stop point, timing point, route point), linkki (link) kahden pisteen välillä, reitti (route), linja (line) jne. Suunnittelua varten määritellään mm. ajoneuvovuoro (vehicle journey) [2]. TRANSMODEL-standardissa termit on määritelty liikenteen hallinnan ja tietohallinnan näkökulmasta. EN 13149 -standardihan määrittää ainoastaan bussin sisäl- lä olevien laitteiden sisäisen sanomaliikenteen. Tätä ei kuitenkaan voi nähdä täysin ir- rallaan bussin ja ohjauskeskuksen välisestä tiedonsiirrosta. Siksi TRANSMODELin terminologiaa käytetään EN 13149-6 standardissa niissä osissa, jotka ovat samoja. EN 13149-6 standardi toistaa relevanttien termien selitykset laitteiden välisen tiedonsiirron ja joukkoliikennepalveluiden näkökulmasta. Taulukko 3 (luvussa 5.1 ) listaa EN 13149- 6 -standardin käyttämät tärkeimmät termit ja niiden suomalaiset vastineet. TRANS- MODEL-standardia ei välttämättä tarvitse hankkia, koska EN 13149-6 -standardi toistaa terminologian tarpeellisilta osin, kuitenkin yksinkertaistettuna.
18
TRANSMODEL-standardin versio 5 on parhaillaan (syksy 2003) äänestettävänä, ja ver- sio 6 (UML) tullee saataville vuonna 2004 [1]. TRANSMODEL-dokumentti (versio 5) on saatavana verkkosivulta http://www.transmodel.org/en/cadre1.html [Viitattu 01.12.2003].
19
3 EN 13149-4 ESITTELY
EN 13149-4 (General application rules for CANopen transmission busses) on hyvin suppea ja määrittelee käytännössä ainoastaan kommunikoinnin kerrosmallin OSI- kerrosmallin mukaisesti sekä käytettävät siirtonopeudet. Kuvassa 2 on esitelty, mitenkä EN 13149 suhtautuu OSI-kerrosmalliin.
Sovelluskerros Esitystapakerros
Istuntokerros Kuljetuskerros
Verkkokerros Siirtoyhteyskerros
Fyysinen kerros Laiteprofiilit
EN 50325-4
ISO 11898-1 ISO 11898-2 EN 13149-6
ei käytössä
EN 50325-4 EN 13149-5
Kuva 2. EN 13149 -standardin sijoittuminen OSI-kerrosmalliin.
Kuten kuvassa 2 on esitetty, EN 13149 -standardi kattaa vain laiteprofiilit sekä osan fyysisestä kerroksesta. Kaiken perustana on CAN-protokolla ISO 11898 ja sen päällä on CANopen-protokolla, joka määritellään standardissa EN 50325-4 tai vaihtoehtoisesti alkuperäisessä CAN in Automation -ryhmän standardissa DS 301. On huomattava, että vaikka kuva piirretään edellä esitetyllä tavalla, CANopen-protokollan voidaan katsoa sisältävän osia myös esitystapa- ja kuljetuskerroksista. Siksi CANopen-protokollasta, ja muista vastaavista protokollista, käytetään usein nimitystä ylemmän kerroksen protokol- la.
Väylän siirtonopeudeksi sallitaan jokin seuraavista nopeuksista:
125 kbit/s
250 kbit/s
500 kbit/s
800 kbit/s
1 000 kbit/s.
Tarkemmat siirtonopeusparametrit löytyvät käytännössä DS 301 -standardista (sen kap- paleesta 7 Physical Layer) tai ekvivalentista EN 50325-4 -standardista.
EN 13149-4 -standardin perusviesti on siis, että käytetään CAN-protokollaa (ISO 11898 mukaisesti) sekä sen päällä CANopen-protokollaa (EN 50325-4 -standardin mukaisesti),
20
ja että tätä nimenomaista sovellusta varten kyseisiä CAN- ja CANopen-standardeja täy- dennetään kaapelointispesifikaatiolla EN 13149-5 ja laiteprofiilispesifikaatiolla EN 13149-6.
21
4 EN 13149-5 ESITTELY JA SOVELTAMINEN
EN 13149-5 (CANopen cabling specifications) määrittelee liikennöijälaitteissa käytet- tävät liitintyypit ja laitteiden välisen kaapeloinnin sekä antaa ohjeita galvaanisen erotuk- sen järjestämiseen. Standardi on hyvin suppea ja jättää paljon asioita järjestelmäsuunnit- telijan osaamisen varaan verrattuna esimerkiksi DeviceNet-standardiin3, joka määritte- lee vastaavat asiat erittäin tarkasti ja huolellisesti. DeviceNet-standardi määrittelee esi- merkiksi käytettävien kaapeleiden sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet varsin tarkasti, samoin galvaanisen erotuksen vaatiman tehonsyötön järjestelyt. Lisäksi DeviceNet- standardi määrittelee lähetin-vastaanottimeen kytkennän, joka estää laitteiden vioittumi- sen väärinkytkennän seurauksena. Näihin EN 13149-5 puuttuu hyvin vähän, esimerkiksi kaapelien sähköisten ominaisuuksien osalta viitataan vain CAN in Automation -ryhmän dokumenttiin CiA DR 303-1 (CANopen Cabling and Connector Pin Assignment), joka sekin on varsin suppea kaapelien ominaisuuksien suhteen. Kaapeloinnin suhteen on siis liikkumavaraa, kunhan noudatetaan varsinaista CAN-standardia ISO 11898-2 (Road vehicles – Controller area network (CAN) – Part 2: High-speed medium access unit).
Liitintyyppejä on neljä: 15-napainen D-liitin, 9-napainen D-liitin, 9-napainen automoti- ve-liitin sekä IP67 luokiteltu 5-napainen pyöröliitin (Micro-liitin eli M12-liitin). Koska liitintä ei ole yksikäsitteisesti määritelty, yhteensopivuus ei ole taattu. (Tämä sama ongelma on kaikilla CANopen-laitteilla, vaikkakin useimmiten käytetään 9-napaista D- liitintä.) Toisin sanoen, jos halutaan vaihtaa jonkin laitteen toimittajaa, ei ole takeita, että uusi laite voidaan sellaisenaan kytkeä olemassa olevaan kaapelointiin ilman kaape- loinnin muutoksia, vaikka uusi laite noudattaisikin EN 13149 -standardia. Kuvassa 3 on esitelty 9-napaisen D-liittimen nastajärjestys. Taulukossa 2 on esitelty nastoissa olevien signaalien merkitys.
1 2 3 4 5
6 7 8 9
CAN_L
(CAN_GND)
(CAN_SHLD)
(GND)
CAN_H (CAN_V+)
Kuva 3. Yhdeksän-napainen D-liitin.
3 DeviceNet on CAN-pohjainen väylästandardi. Se löytyy eurooppalaisena standardina numerolla EN 50325-2, mutta varsinainen käytännöllinen DeviceNet-spesifikaatio on itsenäinen dokumentti. Se on tilattavissa esimerkiksi osoitteesta: http://www.can-cia.de/services/devicenet-specs/index.html [Vii- tattu 16.09.2003]
22
Taulukko 2. Yhdeksän-napaisen D-liittimen signaalien kuvaus.
Nasta Signaalin nimitys Kuvaus
1 - Ei käytössä
2 CAN_L CAN-väylän se johdin, jonka jännite dominantissa tilassa on 1,5 V
3 (CAN_GND) Ei käytössä, pitää olla kytkettynä nastaan kuusi moduulin sisäisesti
4 - Ei käytössä
5 (CAN_SHLD) Suojasukka (jos käytössä)
6 (GND) Galvaanisesti erotetun osuuden jännitesyötön maa (jos käy- tössä)
7 CAN_H CAN-väylän se johdin, jonka jännite dominantissa tilassa on 3,5 V
8 - Ei käytössä
9 (CAN_V+) Galvaanisesti erotetun osuuden jännitesyöttö (18 - 30 V) (jos käytössä)
Liikennöijälaitteet voivat olla joko galvaanisesti erotettuja tai erottamattomia, mutta EN 13149-5 suosittelee, että käytetään pelkästään erotettuja tai pelkästään erottamattomia laitteita. Jos järjestelmässä kuitenkin on sekä erotettuja että erottamattomia laitteita, maadoitukset on suunniteltava tarkasti. Galvaanista erotusta suositellaan paikkoihin, joissa on merkittäviä maapotentiaalieroja tai väyläsegmentin pituus ylittää 200 m. Suo- jattua parikaapelia suositellaan käytettäväksi sekä normaalissa että galvaanisen erotuk- sen tapauksessa, mutta sitä ei pakoteta. Väylän häiriöllisyyttä kannattaakin monitoroida CAN-piireillä olevien virhelaskureitten avulla. Minimijohdotus on siis kierretty pari- kaapeli, jonka impedanssin tulee olla 95 - 140 Ω, kuten ISO 11898-2 -standardissa mää- rätään. Jos käytetään galvaanista erotusta, kaapelissa suositellaan olevan toinenkin pari galvaanisesti erotettujen lähetin-vastaanottimien tehonsyöttöön (tehonsyöttöjohtimien sähköisiä vaatimuksia ei anneta). EN 13149-5 tosin suosittelee, että tehonsyöttö gene- roidaan paikallisesti laitteiden sisällä. Jos kaikki laitteet generoivat galvaanisen erotuk- sen vaatiman tehonsyötön paikallisesti, periaatteessa toista johdinparia ei tarvita, mutta että vältyttäisiin liian suurilta yhteismuotoisilta jännitteiltä CAN_L- ja CAN_H- johtimissa, GND-johdin on syytä kytkeä joka tapauksessa. Tällöin täytyy johdottaa myös käyttöjännitejohdin (V+), koska EN 13149-5 ei tunne kolmen johtimen (plus suo- jasukka) väylää.
Kuvassa 4 on esitetty järjestelmä, jossa ei ole galvaanista erotusta. Kuvan laitteet sisäl- tävät kaksi CAN-liitintä mahdollistaen täten kaapelin ketjutuksen laitteiden kautta (toi- sen on oltava uros- ja toisen naarasliitin). Kahden liittimen käyttö ei ole pakollista. Jos laitteessa on vain yksi liitin (oltava silloin uros), laite liitetään väyläsegmenttiin T- liittimen avulla. Tällöin on noudatettava sekä ISO 11898-2 -standardissa että dokumen- tissa DR 303-1 annettuja ohjeita väyläsegmentiltä laitteelle menevän 'hännän' pituudes-
23
ta; esimerkiksi 1 Mbit/s:n nopeudella se on enintään 30 cm ISO 11898-2 -standardin mukaan. ISO 11898-2 ei anna hännän pituudelle enimmäisarvoja muilla nopeuksilla, mutta DR 303-1, johon EN 13149-5 viittaa, antaa kaavan, josta hännän pituuden muilla nopeuksilla voi laskea. DR 303-1 antaa kaavan myös kumulatiiviselle häntien pituudel- le.
Myös itse väylän pituus tulee olla sopusoinnussa käytetyn väylänopeuden kanssa. EN 13149-5 ei anna suosituksia väyläpituuksien ja väylänopeuksien välisistä suhteista, mut- ta ne löytyvät varsinaisesta CANopen-standardista (DS 301 tai EN 50325-4), esimerkik- si 500 kbit/s:n nopeudella väylän maksimipituus on 100 m. Linja-autossa tai raitiotie- vaunussa voi johdotuksen reitittäminen olla ongelmallista ilman, että yksittäisten hän- tien pituus tai kumulatiivinen häntien pituus ylittää sallitun pituuden halutulla siirtono- peudella, esimerksi jos runkoväylä kulkee katonrajassa, mutta laitteita on joissakin pai- koissa lähellä lattiaa. Siksi voidaan joutua vetämään edestakaisia vetoja laitteelle ja ta- kaisin, mutta tällöin taas väylän sallittu maksimipituus saattaa ylittyä. Siksi voi olla tar- peellista käyttää toistimia kohdissa, missä tulisi sormimaisia johdinvetoja. Toistin tosin lisää kulkuaikaviivettä, joten periaatteessa väylän sallittu maksimipituus lyhenee esi- merkiksi edellä mainitusta 100 m:stä esimerkiksi 85 m:iin (toistimen ominaisuuksista riippuen), jos välissä on yksi toistin. Kuitenkin juuri sormimaisissa vedoissa käy niin, että väylän maksimipituus saataa jopa kasvaa, koska toistin eliminoi edestakaiset vedot.
EN 13149-5 antaa liitteessään B laskuesimerkin toistimien käytöstä. CAN-toistimia on kaupallisesti saatavissa, mutta niiden sopivuus bussi- tai raitiovaunuolosuhteisiiin, esi- merkiksi lämpötila-alueen osalta, on tarkistettava.
Kuvassa 5 on esimerkki galvaanisesti erotetusta järjestelmästä. Itse asiassa siinä yksi laitteista ei itsessään tue galvaanista erotusta, mutta sen erottaminen on hoidettu ulkoi- sella DC/DC-muuntimella.
Kuvassa 6 on esitetty kaksi suojasukan mahdollista kytkentätapaa laitteiden sisällä, toi- nen tapauksessa, jossa laitekotelo tai sen vuoraus on johtava, ja toinen tapauksessa, että kotelo ei ole johtava. EN 13149-5 ei esitä näitä kytkentätapoja, vaan ne on tässä esitetty mahdollisina tapoina kytkeä suojasukka, jos liitinrakenne ei mahdollista optimaalista suojasukan kytkemistä liittimen rungon kautta suoraan laitteen runkoon (suojasukka toimii siis optimaalisessa tapauksessa kotelon putkimaisena jatkeena), esimerkiksi ta- pauksessa, jossa liittimen kuori on muovia. Ensimmäinen kytkentäesimerkki on peräisin DeviceNet-spesifikaatiosta ja toinen SAE:n standardista J1939/11 (Physical Layer–
250K bits/s, Twisted Shielded Pair). Näitä suojasukan kytkentätapoja ei siis esitellä EN 13149-6 -standardissa, eikä niitä näin ollen vaadita. Nämä kaksi suojasukan kytkentäta- paa on annettu tässä yhteydessä vain informatiivisina esimerkkeinä; laite- ja järjestel- mävalmistajat ovat vastuussa suojasukan asianmukaisesta kytkentätavasta.
24
uP / CAN Liitin (naaras) (valinnainen)
+Vcc
+Vcc Liitin (uros)Liitin (naaras) CAN_SHLD
CAN_H CAN_L
AKKU
uP / CAN Liitin (uros)Liitin (naaras) (valinnainen)
+Vcc Liitin (uros)Liitin (naaras)
+Vcc 120Ω120Ω
Liitin (uros)
Lähetin-vastaanotinLähetin-vastaanotin CAN_SHLD
CAN_H CAN_L CAN_SHLD
CAN_H CAN_L Kuva 4. EN 13149 -järjestelmä ilman galvaanista erotusta.
25
AKKU
uP / CAN +Vcc
uP / CAN Liitin (koiras)
DC DCGalvaaninen erotus
Optoerotus
+Vcc+Vcc
DC DC
DC / DC muunnin uP / CAN Liitin (koiras)Liitin (naaras) (valinnainen)
Optoerotus
+Vcc Liitin (koiras)Liitin (naaras) CAN_SHLD
CAN_H CAN_L GND
CAN V+
Reg. (val.) 120Ω
Fem ale co nne cto r
Liit in ( ko ira s)
Liitin (naaras)
Liit in (k oira s)
Liit in ( na ara s)
T-liitin
Lähetin-vastaanotinLähetin-vastaanotinLähetin-vastaanotin
Galvaaninen erotus Liitin (uros)Liitin (naaras) CAN_SHLD
CAN_H CAN_L Liitin (uros)Liitin (naaras) (valinnainen) 120ΩCAN V+ GND CAN_SHLD
CAN_H CAN_L
CAN V+ GND Kuva 5. Galvaanisesti erotettu EN 13149 -järjestelmä.
26
0.01u 1M
0,68u 1.0 uP / CAN
Optoerotus
Lähetin-vastaanotin
Regulaattori
Liitin (koiras) Liitin (naaras)
CAN_H CAN_L CAN V+
Kotelo
kytkentä 2
kytkentä 2 Jos kotelo on johtavaa materiaalia ja se on maapotentiaalissa, voidaan käyttää kytkentää 1
kytkentä 1
Liitin (koiras) Liitin (naaras)
Jos kotelo ei ole johtavaa materiaalia eikä muutakaan johtavaa suojaa ole käytetty, voidaan käyttää
kytkentää 2 Vcc+
CAN_SHLD GND
kytkentä 1
CAN_H CAN_L CAN V+
CAN_SHLD GND (valinnainen)
Kuva 6. Suojasukan mahdollisia kytkentätapoja laitteessa; kytkentä 1 on peräisin Devi- ceNet-spesifikaatiosta ja kytkentä 2 SAE-standardista J1939/11.
Kuvissa 4 ja 5 liittimen kuorta ei ole kytketty suojavaippaan, sillä yleensä liittimet ovat muovia. Jos liittimet ovat metallisia, ne voidaan periaatteessa kytkeä suojavaippaan. Jos kuitenkin moduulissa oleva liitinvastake kytkeytyy suoraan moduulin metalliseen kote- loon, ja kotelo koskettaa ajoneuvon runkoa, jossa on maapotentiaali, suojavaipan kautta voi kulkea mahdollisista maapotentiaalieroista johtuvia haitallisia maavirtoja. Siksi yk- sityiskohtaiset suojasukan maadoitusjärjestelyt jäävät järjestelmäintegraattorin vastuul- le.
Kuten kuvissa 4 ja 5 on piirretty, väyläsegmentti täytyy päättää 120 Ω:n vastuksilla mo- lemmista päistään. EN 13149-5 -standardi esittää esimerkkikuvissaan päätevastukset osana väyläkaapelointia tai liittimiä, mutta standardi ei estä käyttämästä laitteiden sisäi- siä päätevastuksia; usein laitteissa on hyppyjohtimella tai muulla tavalla valittavissa, päättääkö ko. laite väylän vai ei. Jos väylä päätetään laitteen sisällä, järjestelmäinte- graattorin täytyy olla tarkkana järjestelmää laajennettaessa, että väylän päättäminen ta- pahtuu edelleen niissä laitteissa, joihin väylä päättyy. CAN-standardi ISO 11898-2 tosin sanoo, että päätevastuksen sisällyttämistä CAN-solmun sisälle ei suositella.
EN 13149-5 ei anna tarkkoja ohjeita tehobudjetin laskentaan tapauksessa, jossa galvaa- nisesti erotettua osuutta syötetään väylältä. Myöskään ei suoranaisesti kielletä, että joku moduuleista voisi syöttää tehoa CAN V+ -johtimeen, mutta CiA:n spesifikaatio DS 102
27
(CAN Physical Layer for Industrial Applications), josta EN 13149-5 -standardin 9- napaisen liittimen määrittely on peräisin, kieltää moduuleita syöttämästä tehoa CAN V+
-johtimeen. Ainoa ohje EN 13149-5 -standardissa on, että syöttö tulisi tehdä mahdolli- simman keskeltä väylää (olettaen, että syöttöä kaipaavia moduuleja on tasaisesti kum- massakin päässä väylää), että jännitehäviöt jäisivät mahdollisimman pieniksi. Tehosyöt- tö voidaan hoitaa erillisellä teholähteellä tai jollakin moduulilla tarjolla olevalla teho- syötöllä tai digitaalisella lähdöllä, jonka jännitealue on sopiva ja virransyöttökyky riittä- vä. Syöttöjännite on 18 - 30 Vdc. EN 13149-5 ei suoranaisesti kiellä laitteita ottamasta väylältä tehoa muutakin kuin lähetin-vastaanottimiaan varten, mutta sellaista ei selväs- tikään ole ajateltu (ei myöskään dokumentissa DR 303-1). Esimerkiksi DeviceNet- spesifikaatio sallii tämän, josta syystä siinä on perusteelliset ohjeet tehobudjetin lasken- taan. Koska siis EN 13159-5 ei anna tarkkoja ohjeita tehobudjetin laskentaan, tässä so- vellusohjeessa tulkitaan EN 13149-5 -standardia siten, että väylällä olevan tehosyötön käyttöä muuhun kuin galvaanisesti erotettujen lähetin-vastaanottimien syöttöön ei suosi- tella.
28
5 EN 13149-6 ESITTELY JA SOVELTAMINEN
EN 13149-6 määrittelee kaikkien kuviteltavissa olevien liikennöijälaitteiden sen tietosi- sällön, johon on pääsy CAN-väylän kautta. Kaikki tieto ei ole välttämättä ajonaikaista tietoa, vaan joukossa on myös parametreja ja konfigurointitietoja, jotka asetetaan tai luetaan CAN-väylän kautta. EN 13149-6 -standardin keskeisin sisältö on:
terminologia
liikennöijälaitteiden esittely
oletuskonfiguroinnit
objektien esittely.
Nämä kuvataan seuraavassa tarkemmin.
5.1 Terminologia
Terminologia noudattaa Transmodel-terminologiaa (ENV 12896). Terminologian mää- rittely on tärkeä, sillä arkikielessä esimerkiksi autokierto, linja, reitti, vuoro (Block, Li- ne, Route, Journey) jne. voivat mennä sekaisin, ja niillä voi olla myös vaihtoehtoisia nimityksiä.
Taulukossa 3 on määritelty EN 13149-6 standardin käyttämät tärkeimmät termit ja nii- den suomalaiset vastineet. Suomenkielistä terminologiaa ei kuitenkaan tätä kirjoitettaes- sa ole ratifioitu. TRANSMODEL-standardissa termit on määritelty liikenteen hallinnan ja taustajärjestelmän tietokannan näkökulmasta, jolloin määritellään termien toiminnal- liset ominaisuudet. EN 13149-6 standardi taas määrittää terminologian enemmän jouk- koliikennepalveluiden ja laitteiden välisen tiedonsiirron kannalta. Terminologia on esi- telty EN 13149-6 -standardissa myös graafisesti, joka helpottaa termien ymmärtämistä.
Taulukko 3 on tarkoitettu antamaan termeille suomenkieliset vastineet.
Kaikki joukkoliikenteen verkkoon liittyvät numeroarvot (kuten linjojen ja pysäkkien numerot) ovat järjestelmän suunnittelijan antamia numeroarvoja, niitä ei määritellä EN 13149 -standardissa.
29
Taulukko 3. EN 13149-6 -standardin määrittelemät perustermit.
Englanninkielinen termi Käännös Selitys
Vehicle ID Ajoneuvonumero Järjestelmäsuunnittelijan antama numero ajo- neuvolle. Viittaa yleisesti ajoneuvotietokonee- seen talletettuun numeroon, jonka taustajär- jestelmä tuntee
Body ID Korinumero Nähtävissä oleva ajoneuvon numero, useim- miten maalattu koriin.
Radio ID Radion verkko-
osoite
Osoite, jonka perusteella ajoneuvoa (tai sen kuljettajaa) voidaan yksillöllisesti kutsua ra- dioverkon kautta.
Garage Varikko EN 13149-6 määrittää varikon paikkana, jon- ne ajoneuvoja paikoitetaan yön ajaksi. Tämä vastaa TRANSMODELin "parking point"
-termiä, eli paikkaa jossa auto voi olla pi- demmän ajan ilman kuljettajaa.
Block Ajoneuvokierto (Au-
tokierto bussin ta- pauksessa)
Ajoneuvon (ei siis kuljettajan) työvuoro vari- kolta varikolle. Ajoneuvokierto koostuu yhdes- tä tai useammasta vuorosta. Ajoneuvo voi myös vaihtaa linjaa ajoneuvokierron aikana.
Line (ID) Linja (tunniste) Linjatunniste on linjan numero tai teksti, joka tunnetaan julkisesti. Linjaa karakterisoi tietyt päätepysäkit (kaksi tai useampi), joiden pe- rusteella yleisö tuntee kyseisen linjan. Linjalla ei ole aikaominaisuutta eikä suuntaa. Linja voi kulkea eri kerroilla eri reittejä.
Journey Vuoro Ajoitettu linja määränpäästä toiseen. Vuorolla on suunta ja aikataulu, joka ilmoitetaan ylei- sölle.
Route Reitti Yksilöity polku tieverkossa, joka koostuu py- säkkien sarjasta. Reitin numero liittyy valit- tuun linjaan. Reitillä ei ole aikaominaisuutta eikä suuntaa.
Stop point (ID) Pysäkki (numero) Pysäkin numero on järjestelmäsuunnittelijan antama numero.
Number of running in route representation
Pysäkkien juokseva järjestysnumero
Pysäkin juokseva numero reitillä. Ei ole sama kuin pysäkin numero. Esim. pysäkin 5678 juokseva järjestysnumero voi olla 1, jos ko.
pysäkki on reitillä ensimmäisenä.
Destination Määränpää
Route destination ID Reitti-määränpää ID Reitin ja määränpään yhdistelmä, joka yksilöi reitin ja linjan. Käytetään esim. raiteiden vaih- teiden ohjaukseen.
Fare zone Tariffialue Route segment number Reittisegmentin
numero Osa reitistä, joka kuuluu yhteen tariffialuee- seen. Käytetään maksuperusteen määräämi- seen.
30 5.2 Liikennöijälaitteiden esittely
Liikennöijälaitteet esitellään virtuaalisina laitteina. Tämä tarkoittaa sitä, että yksi fyysi- nen laite voi sisältää yhden tai useita toiminnallisuuksia eli virtuaalisia laitteita. Esimer- kiksi fyysinen rahastuslaite voi sisältää sisäänkirjauslaitteen (Identification device) sekä matkalippujen tulostimen (Ticket printer). EN 13149-6 määrää kuitenkin, että sisäänkir- jauslaitteen ja ajoneuvotietokoneen täytyy olla fyysisesti eri laitteissa, mutta kumman- kaan ei tarvitse olla sillä laitteella, joka on verkon CANopen-manageri. Täten CANo- pen-manageri voi periaatteessa olla millä laitteella tahansa.
Virtuaaliset laitteet on lueteltu taulukossa 4.
31
Taulukko 4. EN 13149-6 -standardissa määritellyt virtuaalilaitteet (ks. myös kuva 1 lu- vussa 2 ).
Virtuaalilaite Vastaava englanninkielinen nimi
Ajoneuvotietokone Main on-board computer
Sisäänkirjauslaite Identification Matkustajainformaationäytöt
- määränpään näyttö (linjakilpi) - seuraavan pysäkin näyttö - informaationäyttö
Passenger information - destination indicator - next stop indicator - information indicator Matkalipun leimauslaite Ticket canceller Matkalipun tulostin Ticket printer
Matkalipun lukija- ja tarkastuslaite Ticket/card reader/validator Akustinen kuulutuslaite Acoustic announcer
Akustisten kuulutuslaitteiden ohjain Acoustic control manager Yhdyskäytävä junaväylään Train bus gateway Yhdyskäytävä ajoneuvon muihin väyliin Vehicle gateway Indikaattorit kuljettajalle Vehicle driver indicator
Ajopiirturi Tachograph Langattoman datayhteyden (dataradion)
ohjauslaite
Data radio communication controller (DRCC) Radiopuhelimen ohjauslaite Voice radio communication controller (VRCC) Lyhyen kantaman radio Dedicated short range communication (DSRC)
device
Paikannuslaite (GPS) Geographical positioning device
Aikamerkkilaite Time fixing device
Kuljettajan näyttö Driver's console display Kuljettajan näppäimistö Driver's console keyboard
Matkustajalaskentalaite Passenger counter
Matkustajalaskentalaitteiden isäntälaite Passenger counting manager
Diagnostiikkalaite Diagnostics device
Geneerinen I/O-laite Generic I/O device
Teholähde Power supply
Lyhyen kantaman komentoradio Short range command radio (SRCR) device
Jokaisen liikennöijälaitteen esittelyn yhteydessä on listattu, mitä objekteja kyseinen laite vastaanottaa väylältä ja mitä se lähettää väylälle. Samoin on kerrottu, mitkä objektit ovat pakollisia ja mitkä vapaaehtoisia. Taulukossa 5 on esimerkkinä paikannuslaitteen kuvaus.
32 Taulukko 5. Paikannuslaitteen objektit.
Indeksi Nimi M/O Käsittelysuunta
6660h position M ro
6661h position_precision O ro
6662h GPS_based_speed O ro
6663h GPS_based_heading O ro
6664h GPS_mileage M ro
6665h GPS_mileage_precision O ro
Edellä oleva taulukko määrittelee, että paikannuslaitteen (tai siis vastaavan toiminnalli- suuden millä tahansa fyysisellä laitteella) on lähetettävä (ro = read only4) objektit 6660h (paikkatieto) ja 6664h (kuljettu matka); muut objektit ovat vapaaehtoisia.
5.3 Oletuskonfigurointi
EN 13149-6 määrittelee kaksi oletusjärjestelmää ja niiden oletuskonfiguraation: 1) Mi- nimijärjestelmässä määritellään olevan ajoneuvotietokone, sisäänkirjauslaite, määrän- pään näyttö ja matkalipun leimauslaite; 2) tyypillisessä järjestelmässä näiden lisäksi jär- jestelmässä on seuraavan pysäkin näyttö ja matkalipun tulostin. Oletuskonfiguraatiot eivät tarkoita sitä, että järjestelmä olisi käytännössä konfiguroitava juuri niin, vaan nii- den tarkoituksena on tarjota 'plug-and-play' -toiminnallisuus, eli kun laitteet tulevat valmistajalta ja niiden solmunumerot ja siirtonopeudet asetetaan sopivaksi, järjestelmä toimii yhteenkytkettynä ilman muita konfigurointeja. Jos kyseiset konfiguraatiot eivät ole sopivat, järjestelmäintegraattori voi vapaasti konfiguroida järjestelmänsä muulla ta- valla. Seuraavassa taulukossa (taulukko 6) on esitelty tyypillisen järjestelmän pakolliset objektit. Tyypillisessä järjestelmässä on objekteja, joista osa voidaan välittää PDO:issa ja osa ainoastaan SDO-palvelulla. CANopen-perusstandardi määrittelee kolme objektia, jotka ovat pakollisia kaikille laitteille. Ne ovat taulukossa ensimmäisenä. Objekteista ei ole taulukossa dokumentoitu kuin oleellisimmat tiedot; objektien toteuttamiseksi suun- nittelija tarvitsee standardin EN 13149-6.
4 Käsittelysuunta katsotaan aina väylältä päin eli ajatellaan ikään kuin ulkopuolista työkalua, jolla voidaan lukea tai kirjoittaa arvoja laitteille. Käsittelysuunta ei kerro PDO:n suuntaa. Tämä on on- gelma silloin, kun objekti on sekä luettavissa että kirjoitettavissa (esim. digitaaliset lähdöt voidaan asettaa tiettyyn tilaan ja niiden tila on mahdollista myös lukea takaisin). Tällöin käsittelysuunta on rw eli read-write. Jos kyseinen objekti voidaan keräillä PDO:hon, käsittelysuunnasta ei voi päätellä, onko laite objektin tuottaja (lähettäjä) vai kuluttaja (vastaanottaja). Tästä enemmän liitteessä 2.
33
Taulukko 6. Tyypillisen järjestelmän pakolliset objektit (ro = read only eli luetaan laitteelta tai laite lähettää sen väylälle PDO:ssa; wo = wri- te only eli kirjoitetaan laitteelle tai laite lukee sen väylältä tulleesta PDO:sta). Objektin indeksi (hex) Nimi Kuvaus Välitettävissä PDO:ssa (o = oletuksena näin myös tehdään)
Tyypillisen konfiguraation laitteet, joille ko. objekti on pakollinen (käsittelysuun- ta) 1000 device_type Laitetyyppi. Jos virtuaalilaitteita ko. fyysi- sellä laitteella on enemmän kuin yksi, ne luetellaan objektissa 6000
Ei Kaikki fyysiset laitteet (ro) 1001 error_register Vikarekisteri KylläKaikki fyysiset laitteet (ro) 1018 identity_object Fyysisen laitteen identiteettitiedot: valmis- tajan CANopen ID-numero, (tuotekoodi, versionumero, sarjanumero). Suluissa ole- vat ei pakollisia
Ei Kaikki fyysiset laitteet (ro) 6000 supported_virtual_device_ types Laitetyypit, jos virtuaalilaitteita ko. fyysisellä laitteella on enemmän kuin yksi. Objekti ei ole pakollinen, jos virtuaalilaitteita on vain yksi
Ei Kaikki fyysiset laitteet, joilla enemmän kuin yksi virtuaalilaite (ro) 6001 virtual_device_events (ENV- versiossa nimi on vielä events_from_virtual_devices)
Tapahtumatietoja virtuaalilaitteilta Kyllä Ajoneuvotietokone (wo) 6002 main_onboard_computer_ events (ENV-versiossa nimi on vielä events_for_virtual_devices)
Ajoneuvotietokoneen lähettämiä komentoja muille laitteille Kyllä (o) Ajoneuvotietokone (ro) 6108 journey_direction Vuoron suunta: lähtösuunta (1) - paluu- suunta (2) Kyllä (o) Ajoneuvotietokone (ro), Matkalipun lei- mausl. (wo), Matkalipun tulostin (wo) 6109 stop_point_ID Pysäkin tunniste numerona (numerointi järjestelmäkohtainen) Kyllä (o) Ajoneuvotietokone (ro), Seur. pysäkin näyt- tö (wo), Matkalipun leimausl. (wo), Matkali- pun tulostin (wo)
