26
www.unicontrols.com Industrial and Transport Control Systems Využití internetových technologií pro realizaci vzdáleného přístupu do diagnostické databáze drážních vozidel Aleš Hajný
www.unicontrols.com
Industrial and Transport Control Systems
Využití internetových technologií pro realizaci vzdáleného přístupu do
diagnostické databáze drážních vozidel
Aleš Hajný
www.unicontrols.com
Telematické aplikace pro drážní vozidla
• Telematický systém– Přenos údajů z mobilního systému (drážní vozidlo) do
stacionární části, kde následuje další zpracování– Pro přenos se požívají bezdrátové technologie – GSM,
GSM-R, WiFi
• Systémy s podobným zaměřením se již používají v silniční dopravě
www.unicontrols.com
Telematické aplikace pro drážní vozidla
• Objevuje se poptávka provozovatelů v drážní dopravě– Železniční společnosti (České dráhy, Trenitalia), výrobci
drážních vozidel (Škoda, Alstom), soukromí dopravci
• Přenos stavových a diagnostických údajů z řídících systémů, pohonů, automatizované nahrávání jízdních řádů, rezervační systém
• Dosud řešeno ručně v depu• Vlakové flotily až o 1000 vozidel, pohyb po
rozsáhlých územích – vyžaduje automatizaci
www.unicontrols.com
• Specifický problém je pohyb mezi státy a přebírání vozidel mezi provozovateli
• Od roku 2000 je problematika řešena v evropských projektech– TrainCom, EuroMain, IntegRail
• Zůčastňují se i velké firmy z řad výrobců a provozovatelů
• Snaha sjednotit systémy přenosu dat• Navržena koncepce systému
Telematické aplikace pro drážní vozidla
www.unicontrols.com
Koncepce telematického systému
V E H IC L EC O M P U T E R
V E H IC L EC O M P U T E R
V E H IC L EC O M P U T E R
v o z o v á s b ě rn ic e ( )C A N
lo k á lní k o m u nik a c elo k á lní k o m u nik a c e
v o z o v á s b ě rn ic e ( )C A N
W IR E T R A IN B U Sáv la k o v ko m un ika c e
W IR E T R A IN B U Sáv la k o v ko m un ika c e V E H IC L E
C O M P U T E R
lo k á lní k o m u nik a c e
p o ho n y
H M I R oG ate
In form ační systém pro cestující
Rezervační systém
Rozšiřitelné funkce
Rozšiřitelné funkce
Připojení do evropské sítě v rám ci projektu Euro Main
RoClient
RoC lientRoC lient
Servisní stanice
Ground Segm ent
M obile Segm ent
G SM
G SM
DHCP
DNS
Databáze
XM L SO A P
TCP/IP
RoG S
Privátní TCP /IP síť
www.unicontrols.com
Koncepce telematického systému
• Přenos dat mezi mobilní a stacionární částí založen na webových službách (hierarchie protokolů TCP/IP, HTTP, SOAP)– Větší pružnost proti proprietárním binárním protokolům
• Ve vozidle je jeden přístupový bod– Mobilní komunikační gateway– Tvoří komunikační rozhraní pro různé systémy ve vozidlech
• Ve stacionární části je server, shromažďující data• Řada klientských stanic s připojením k serveru nebo
přímo k mobilní části
www.unicontrols.com
Diagnostická databáze
• Mezi prvními požadavky uživatelů telematického systému je dálkový přenos diagnostických informací– Jsou uloženy v jednotlivých vlakových systémech (řídicí
jednotka, pohony, subsystém dveří, atd.)– Přenášejí se do mobilní komunikační GW, kde se ukládají
do diagnostické databáze (DDB)– GW poskytuje centrální přístupový bod– Data jsou přenášena do stacionárního serveru a dále do
klientů, používaných servisními klienty
www.unicontrols.com
Struktura diagnostické databáze
Footer
MD5 digest
Header
bank update time
Data area ...secured by MD5 digest
bank #0
Footer
MD5 digest
Header
bank update time
Data area ...secured by MD5 digest
bank #1
non-volatile memory segment
www.unicontrols.com
Mobilní komunikační gateway
DiagnosticDatabase
Expert Diagnostic Application
Expert Diagnostic Application
Application Program Executor
Application Program Executor
HTTP / SOAP ServerHTTP / SOAP Server
Trenitalia intranetTrenitalia intranet
Configuration and Parameterization Target Database
Configuration and Parameterization Target Database
IO SubsystemsIO Subsystems
WiFi / GPRS connection
Expert Diagnostic Application
Expert Diagnostic Application
Expert Diagnostic Application
Expert Diagnostic Application
IO SubsystemsIO SubsystemsIO SubsystemIO Subsystem
Diagnostic Data Upload Manager
Diagnostic Data Upload Manager
Telediagnostic Unit Web Services
Telediagnostic Unit Web Services
www.unicontrols.com
Realizace webových služeb (WS)
• Pro realizaci protokolu SOAP/HTTP v mobilní části je použita knihovna Axis C++– Uvažuje se o náhradě knihovnou gSOAP– Aplikace je psána v C++
• V části stacionárního serveru je použita SQL databáze a služby IIS– Aplikace je psána v .net
www.unicontrols.com
WS - mobilní komunikační gateway
RoGS
gps
RS232
Vehiclecomputer
GPS
RS232
RoGate
tlr471
VSVS
VPN(GPRS)
Java
Tomcat
AxisTCP/IP
HTTPXML
SOAP
services
www.unicontrols.com
Architektura pozemního serveru
Telerail jednotkaTelerail jednotkaTelerail jednotkaTelerail jednotka
TDManagementASP.NET
TDManagementASP.NET
AlarmUploadWEB service
AlarmUploadWEB service
DRImportWindows service
DRImportWindows service
Centrální Diagnostická
Databáze(CDDB)
SQLXML Bulk Load
DRBulkInsertXML document
Klientská staniceKlientská staniceWEB
BrowserTelerail jednotkaTelerail jednotka
Pozemní server
DRQueryASP.NET
DRQueryASP.NET
Alarmy
ConnInfoWEB service
ConnInfoWEB service
ActiveInfoWEB service
ActiveInfoWEB service
IP AdresaAktivní odstavení
Aktivní odstavení
IIS
MS SQL
www.unicontrols.com
Mobilní komunikační gateway
RAS/routerRAS/router
GSM/GPRS network
infrastructure
TU #2TU #2
TU #1TU #1
GSM/GPRS modem
GSM/GPRS modem
RS232
Intranet
GSM/GPRS modem
GSM/GPRS modem
RS232
router / remote access server
Intranet network
subnetwork for remote clientsPPP connection
ground server
TU #3TU #3
GSM/GPRS modem
GSM/GPRS modem
RS232
www.unicontrols.com
Mobilní komunikační gateway
routerrouter
WLAN infrastructure
TU #2TU #2
TU #1TU #1
Ethernet/WLAN bridge
Ethernet/WLAN bridge
Ethernet
Intranet
Ethernet/WLAN bridge
Ethernet/WLAN bridge
Ethernet
Intranet network
subnetwork for wireless clients
WLAN access point
WLAN access point
connected to subnetwork
(IP from DHCP)
ground server
TU #3TU #3
Ethernet/WLAN bridge
Ethernet/WLAN bridge
Ethernet
www.unicontrols.com
Diagnostics data upload manager
DDUM process startup
DDUM process startup
exitexit
invalid
initialize process resources
initialize process resources
load upload statusload upload status
parse command line arguments
parse command line arguments
<xml …………………………………………………………………………………
<xml …………………………………………………………………………………
[DDUM]………………………………………………………………………………
[DDUM]………………………………………………………………………………
configuration file
open databaseopen database
read TU info / DDD version info
read TU info / DDD version info
<xml …………………………………………………………………………………
<xml …………………………………………………………………………………
TU info (XML file) document
DDD version (XML file) document
non-volatile memory
install periodic timerinstall periodic timer
main loopmain loop
diagnostic database
ground serverHTTP/SOAP protocol
www.unicontrols.com
DDUM main loopDDUM main loop
collect new/updated records
collect new/updated records
initialize data messageinitialize data message
upload to ground server
upload to ground server
non-volatile memory
diagnostic database
ground server
connected?connected?
no
do nothingdo nothing
yes
available?available?
no
do nothingdo nothing
confirmed?confirmed?
no
try next time againtry next time again
yes
yes
update upload statusupdate upload status
finishedfinished
Diagnostics data upload manager
www.unicontrols.com
Import alarmů z XML souborů
XML SouborXML Soubor
ImportedDR FailedDR
DiagnosticRecords
XML Soubor
DRImport dir.
CDDB
Import souborů do DB pomocí XMLBulkLoad komponenty MS SQL serveru
Záznamy, které by narušily referenční integritu databáze (duplicitní, neznámá verze konfigurace…)
Vyčištěné záznamy bez duplicit, neznámých verzí konfigurace, neznámých TLR jednotek…
www.unicontrols.com
DRMailer application structure
Scheduler
TaskDefs TaskLog
QueryExecuter
Mailer
RecFile
ExecuteQuery (Parameters)
CDDB
Records
DRSelector_FullParams
GenerateMail (Recipients)
SMTP Server
SendMail (Recipients)
Attachment
Store task execution results
Load task definitions
www.unicontrols.com
WS – příklad kódu aplikace
• <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>• <wsdl:definitions xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/" xmlns:tm="http://microsoft.com/wsdl/mime/textMatching/"
xmlns:soapenc="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" xmlns:mime="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/mime/" xmlns:tns="http://unicontrols.cz/Telediagnostica/TUConnInfo" xmlns:s1="http://microsoft.com/wsdl/types/" xmlns:s="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:soap12="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap12/" xmlns:http="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/http/" targetNamespace="http://unicontrols.cz/Telediagnostica/TUConnInfo" xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/">
• <wsdl:types>• <s:schema elementFormDefault="qualified" targetNamespace="http://unicontrols.cz/Telediagnostica/TUConnInfo">• <s:import namespace="http://microsoft.com/wsdl/types/" />• <s:element name="UpdateIPAddr">• <s:complexType>• <s:sequence>• <s:element minOccurs="1" maxOccurs="1" name="TUInstanceID" type="s1:guid" />• <s:element minOccurs="0" maxOccurs="1" name="IPAddrGPRS" type="s:string" />• <s:element minOccurs="0" maxOccurs="1" name="IPAddrWiFi" type="s:string" />• </s:sequence>• </s:complexType>• </s:element>• ...• <wsdl:service name="TUConnInfo">• <wsdl:port name="TUConnInfoSoap" binding="tns:TUConnInfoSoap">• <soap:address location="http://srvsw/DDUpload/TUConnInfo.asmx" />• </wsdl:port>• <wsdl:port name="TUConnInfoSoap12" binding="tns:TUConnInfoSoap12">• <soap12:address location="http://srvsw/DDUpload/TUConnInfo.asmx" />• </wsdl:port>• </wsdl:service>• </wsdl:definitions>
www.unicontrols.com
Realizace komunikační gatewaye
Jednotka TLRPC104, Pentium 3
Jednotka UniNODKompaktní, PPC 8245
Jednotka TDGModulární, ARM 425
www.unicontrols.com
Výstupy z reálných vozových dat
www.unicontrols.com
Výstupy z reálných vozových dat
www.unicontrols.com
Výstupy z reálných vozových dat
www.unicontrols.com
Výstupy z reálných vozových dat
www.unicontrols.com
Možnosti využití
EMJ 471
E402B
www.unicontrols.com
Možnosti využití
ETR470
E414
Vivalto (NCDP)
