Drahtlose Lösungen für intelligente Verkehrstechnik

Das Verkehrsaufkommen wächst jedes Jahr. Mit ihm steigen die Gefahr von Unfällen, die Aggressionen der Teilnehmer und der Druck auf Bund, Kommunen und Gemeinden, die Infrastruktur zu verbessern und öffentliche Verkehrsmittel attraktiver zu machen. Des Weiteren ist es erklärtes Ziel, die CO2-Belastung und den Energieverbrauch im Allgemeinen zu senken. Bei neuen Projekten legen die Bauherren von Straßeninfrastruktur daher im zunehmenden Maße Wert auf \’offene Systemlösungen\‘, bei denen die Wahl und Nachrüstung der Systemkomponenten ihnen selbst überlassen bleibt. Bisher waren sie, auch aufgrund entsprechender Regulierungen, darauf angewiesen, mit teuren, langsamen, propietären Protokollen zu arbeiten. Ethernet-basierte Lösungen stellen hierfür in den meisten Fällen eine zeitgemäße Alternative dar. Trend zu Wireless-Lösungen Im Zuge dieser Netzwerkgestaltung sind drahtlose Lösungen nicht mehr wegzudenken. Sofern keine Glasfaser- oder CAT5-basierte Infrastuktur vorliegt, wird sich ein Systemintegrator immer die Frage nach Wireless stellen. Unterstützt wird dieser Trend zu Wireless im Straßenverkehr von einem weiteren: Sofern es sich vermeiden lässt, wird darauf verzichtet, Induktionsspulen zu verwenden. Die damit verbundenen Straßenarbeiten sind sehr aufwändig. Einfache Bluetooth-, W-LAN- oder Radarlösungen sind in Summe oftmals günstiger und einfacher zu installieren sowie zu warten. Anwendungsbeispiele Eine Möglichket, den Markt für Wireless-Anwendungen im Verkehr zu segmentieren, wäre die folgende: Stadtverkehr, Zwischenstädtischer Verkehr, Öffentlicher Nahverkehr, Parkplatzsysteme. Stadtverkehr umfasst insbesondere komplexe Verkehrskontrollsysteme, einzelne Ampelschaltungen oder singuläre Verkehrsüberwachung und Kontrolle beispielsweise für Schulgegenden. Trends zu Wireless sind vor allem dort zu erkennen, wo autarke Systeme aufgebaut werden. Straßenkontrollsystem Moxa hat bei der Ausrüstung eines Straßenkontrollsystems für eine vielbefahrene Schulgegend seinen Wireless Embedded PC W406 geliefert. Dieser PC berechnet anhand der Daten, die ihm ein Geschwindigkeitsmessgerät liefert, je nach Tageszeit (Schulzeiten/außerhalb der Schulzeiten) die angemessene Geschwindigkeit. Die Fahrzeuge bzw. Fahrer werden anschließend per Display über ihre aktuelle Geschwindigkeit informiert und können diese anpassen. Die Konfiguration und Datenauswertung erfolgt über eine eingebaute GPRS-Verbindung zu einer Leitstelle. Ein derart autarkes System lässt sich aufgrund der GPRS-Funktion einfach installieren – ohne größere Netzwerkanpassungen und Bauarbeiten. Der Embedded-PC stellt aufgrund seiner Intel Cirrus Logic EP9302 32Bit ARM9 Prozessor-CPU hohe Rechenleistungen bereit und kann aufgrund mitgelieferter Linux- oder Windows-Software beliebig programmiert werden. Obwohl aktuell nur ein Geschwindigkeitsmesser und ein Signalschild angeschlossen sind, kann die Gemeinde jederzeit Funktionen wie Radarmessgeräte für die Geschwindigkeit, Ampelschaltungen oder Ähnliches hinzufügen. Zwischenstädtischer Verkehr Unter zwischenstädtischem Verkehr sind insbesondere die Infrastruktur von Autobahnen, Tunneln und Brücken zu verstehen. Üblicherweise liegen bereits Glasfaserverbindungen parallel zur Autobahn. Andererseits gibt es auch nicht so gut ausgebaute Gegenden, in denen eine Funkverbindung durchaus Sinn macht, beispielsweise in einer Serpentine im Gebirgsbereich. Darüber hinaus geht der Trend zu mehr einzelnen Messgeräten wie Geschwindigkeitsmessern, Spurverkehrsmessern oder Höhen- bzw. Gewichtsmessern für Fahrzeuge. Eine komplette Glasfaservernetzung mit einer Leitstelle ist nicht vorzustellen, und meistens auch nicht notwendig. Moxas Funk-Modem OnCell G3150 wurden beispielsweise in einer Anwendung installiert, bei der Kunden das Verkehrsaufkommen pro Spur messen wollten, um dann rechtzeitig eine freigehaltene Standspur öffnen zu können. Dazu wurden Radarmessgeräte auf mehreren vorhandenen Brücken installiert, deren Daten mittels Geräteserver (Mo­xa NPortS8000 Kombi-Switch-/Geräteserver) konvertiert und dann per OnCell G3150 über GPRS zu einer Leitstelle gesendet, wo sie ausgewertete werden. Über ein dort installiertes Programm können die OnCell Geräte erneut angesprochen werden, Daten zurück senden, und ein an den Switch/ Geräteserver angeschlossenes digitales Verkehrsschild gibt dann die Standspur frei zum Befahren. Ein Wireless- oder Funk-Modem wie OnCell ist die optimale Lösung, wenn Anwender nicht auf bestehende Glasfasernetzwerke zurückgreifen können oder wollen. Systemnachrüstungen sind häufige Einsatzgebiete. Öffentlicher Nahverkehr Im Öffentlichen Nahverkehr wird die Funkübertragung vor allem zur Vernetzung von Passagier-Informationssystemen (PIS), so genanntem Remote Ticketing, oder für Priorisierungssysteme verwendet. Passagier-Informationssysteme und Ticketing dienen vor allem dem Kundenservice und vereinfachten Prozesse zum Vorteil des Passagiers. So werden beispielsweise an Haltestellen die Zeiten der nächsten ankommenden Busse und Trams oder andere relevante Passagierinformationen, z.B. Störungen, angezeigt. Priorisierungssysteme räumen beim Herannahen an eine Kreuzung einer Tram die höchste, einem Bus die zweithöchste und dem Indiviualverkehr die niedrigste Priorität ein. Während in der Vergangenheit die entsprechenden Signale geschaltet wurden, indem Spulen im Straßenbelag und an den Schienen die Ankunft der Fahrzeuge induktiv aufgenommen haben, so werden heute Busse und Straßenbahnen ganz selbstverständlich mit W-LAN und Bluetooth ausgestattet. Moxas Wireless Access Point/Client/Bridge AWK-3121 wird im Innern des Fahrzeugs eingesetzt, um das Fahrzeug beim Annähern an eine Haltestelle oder Ampel als Client mit dem dort installierten Access Point zu verbinden. Anders als bei Induktionsspulen können somit auch gleichzeitig Fahrzeugdetails, Linieninformationen, Passagierinformationen und Systemdiagnostikdaten an eine Leitstelle übermittelt werden. Hierdurch lassen sich Kosten für die Wartung und Instandhaltung einsparen. Überwachung von Parkplätzen Bei Parkplatzsystemen werden die vorhandenen Parkplätze mithilfe installierter Sensoren überwacht. Die entsprechenden Daten werden mit W-LAN-Bridges an eine zentrale Kontrollstelle gesendet. Hier werden die Information mit einem Rechner ausgewertet und via GPRS an stadtweit verteilte Informationssysteme übermittelt. Moxas Wireless Access Point/Client/Bridge AWK-6222 eignet sich, um Informationen am Parkplatz aufzunehmen und mittels W-LAN-Bridge bis zur Kontrollstelle weiterzuleiten. Aufgrund der einzigartigen Master-Slave-Architektur, die sich mittels der beiden RF-Module herstellen lässt, verliert die Bridge auch über beliebig viele Knotenpunkte nicht an Bandbreite. Somit kann ein komplettes Parkhaus kabellos an ein Kontrollzentrum angebunden werden. Für die anschließende VPN-gesicherte Übertragung der Parkplatzinformation zu den städtischen Anzeigegeräten eignet sich das Hochgeschwindigkeits-Gateway OnCell 5104 für GSM/GPRS/EDGE/UMTS/ HSDPA. Intelligente Verkehrslösungen W-LAN- und Mobilfunk-basierte Lösungen werden verstärkt für intelligente Verkehrslösungen nachgefragt. Wesentliche Gründe für diesen Trend liegen in der Auf- bzw. Umrüstung der Verkehrsinfrastruktur zu effizienteren Ethernet-basierten Lösungen. Wo kein Glasfaserkabel vorhanden bzw. nicht rentabel erscheint, wird zu drahtlosen Lösungen gegriffen. Desweiteren kann man mit W-LAN Architekturen auf Induktionsspulen verzichten. Zum einen erspart man sich Kosten und Aufwand mit der Installation im Straßenbelag oder an Schienen. Zum anderen kann diese Lösung deutlich mehr Daten bereitstellen und so zum effizienteren Nutzen beitragen. Abschließend ist ein Trend zu autarken Netzwerken erkennbar. Diese unabhängigen Systeme haben im Kern einen Wireless-Embedded-PC und werden \’remote\‘ konfiguriert bzw. gelegentlich Daten abgerufen. Dadurch wird das System flexibel und erweiterbar.