Sistemi di validazioneLa validatrice ATAF classic

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Nel 2001, ad una manifestazione di

Club Italia, l’associazione che riu-

nisce alcuni utenti di smart card

contactless, fui colpito da una espressione

contenuta in una slide che parlava di siste-

mi “a prova di futuro”. La diapositiva era

stata presentata dalla soc. Steer, Davies &

Gleave, una importante società di consu-

lenza del trasporto pubblico.

In effetti i sistemi AFCS (Automatic Fare

Collection System, come dire Sistemi di

Bigliettazione Elettronica) sono in conti-

nua evoluzione; il loro livello di complessità

cresce costantemente e ai sistemi ed agli

apparati sono richieste prestazioni sempre

maggiori.

Questa continua richiesta di evoluzione,

per i costruttori di apparati tecnologici, si

traduce nella necessità di mettere a dispo-

sizione dei propri clienti una grande capa-

cità progettuale e una grande fl essibilità

per rispondere in tempo reale alle mutevoli

esigenze.

Un caso realeUna esperienza certamente molto interes-

sante in questo senso è quella dell’azienda

fi orentina ATAF che, antesignana nell’im-

piego di Sistemi di Bigliettazione Elettroni-

ca, mette a disposizione dei propri clienti

apparati di convalida certamente piuttosto

datati (1994) ma che, grazie ad un costan-

te aggiornamento, offrono caratteristiche e

prestazioni assolutamente a la page, con

l’esclusione soltanto di volume e peso,

onestamente un po’ fuori della norma...

Sotto diversi ruoli mi sono personalmente

trovato a partecipare a questa lunga storia

che credo interessante raccontare anche

nei particolari meno noti.

Dal 1991 ero stato responsabile del pro-

getto di un sistema operativo per micropro-

cessori per impieghi industriali, denominato

Mxm. Contrariamente a quello che avviene

di solito, dove si cercano le massime pre-

stazioni anche a discapito di altre caratteri-

stiche, il progetto di Mxm aveva avuto come

obiettivo di realizzare un sistema operativo

sofi sticato ma molto semplice da utilizzare

da parte dei programmatori e soprattutto in

grado di fornire una stabilità assoluta (un

robot industriale non può permettersi di fer-

marsi a metà di un lavoro con un messag-

gio tipo “errore irreversibile del sistema”).

Nel 1993 Mxm era stato adottato da Lo-

gitron, una delle aziende leader a livello

mondiale nella costruzione di impianti per

la distribuzione del carburante, per un pro-

prio terminale POS, chiamato Polo. L’espe-

rienza fu tanto positiva che, quando Logi-

tron si trovò a dover progettare le validatrici

per smart card di ATAF, certo tra le prime

in Italia, la scelta di utilizzare un sistema

operativo ed in particolare Mxm fu quasi

automatica.

Le caratteristiche più interessanti di Mxm

sono, in poche parole, la sua capacità di

trasformare un generico sistema a micro-

processore, come il POS o la validatrice, in

un oggetto da programmare in modo molto

simile ad un PC, con ambienti di sviluppo

famigliari per tutti coloro che abbiano scrit-

to software per PC. Oltre a questo Mxm

aggiunge molte caratteristiche tipiche di

sistemi industriali come capacità multitask,

allocazione dinamica della memoria, co-

Sistemi a prova di futuro

L’evoluzione del sistema di validazione dell’azienda fi orentina ATAF antesignana nell’impiego di Sistemi di Bigliettazione Elettronica.

di Gianni Becattini > g.becattini@aep-italia.it

(un caso reale)

Figura 1 - La validatrice di cui si parla nell’articolo Figura 1 - La validatrice di cui si parla nell’articolo così come uscita di fabbrica. Si noti il logo della carta autostradale Viapass.

Sistemi di validazioneLa validatrice ATAF classic

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municazione interprocesso, stack TCP/IP

ecc. nonché caratteristiche abbastanza

esclusive come la gestione degli aggiorna-

menti delle applicazioni ed altre sicurezze

fi nalizzate a garantire la massima affi da-

bilità. Collegando un terminale seriale alla

validatrice, si ritrovano addirittura, oltre al

famigliare prompt “A:>”, i fi le CONFIG.SYS

ed AUTOEXEC.BAT e addirittura la pos-

sibilità di impartire i vecchi, cari comandi

DOS come DIR, COPY ecc.

La validatrice Logitron “ATAF” nacque quin-

di con due caratteristiche fortemente inno-

vative: la possibilità di gestire smart card,

del tipo a contatti, ed un sistema operativo

a bordo, quindi con una architettura molto

aperta alle evoluzioni.

La macchina era stata destinata a gestire le

smart card “Viapass” della soc. Autostrade,

che in qualche modo partecipava all’impor-

tante progetto di dotare i cittadini fi orenti-

ni di un titolo di viaggio interoperabile tra

trasporto pubblico, autostrade e parcheggi.

Ma la macchina in certi casi risultò addirit-

tura in anticipo sui tempi. Vale la pena di

raccontare, ad esempio, che i progettisti si

chiesero a lungo se fosse indispensabile

rilasciare al viaggiatore uno scontrino a ri-

prova dell’avvenuta obliterazione. Il dubbio

fu successivamente risolto dalla Ammini-

strazione Finanziaria che escluse dall’ob-

bligo dello scontrino fi scale le aziende a

bassa pericolosità fi scale come le imprese

del Trasporto Pubblico Locale. Ma i tecnici,

allora, non lo sapevano e quindi, previden-

temente, lasciarono un abbondante spazio

vuoto per una emettitrice di scontrino, che

addirittura fu completamente progettata ed

anche realizzata a livello prototipale. Come

vedremo in seguito, quello spazio risultò

molto utile negli anni successivi per appli-

cazioni cui all’epoca non si pensava ancora

minimamente.

Il sistema fu completato e collaudato po-

sitivamente ma la carta Viapass fu presto

oscurata da un nuovo astro.

Nel frattempo, nel 1998, l’azienda per cui

lavoro aveva rilevato da Logitron i progetti

relativi al trasporto pubblico e con essi la

validatrice di ATAF.

Mi trovai quindi a dover gestire le trasfor-

mazioni necessarie per consentire alla

medesima di processare le carte Minipay,

il primo ed unico borsellino elettronico le-

galmente riconosciuto in Italia, realizzato

da TSP, ramo di azienda di SSB, la società

che gestisce il sistema Bancomat e delle

carte di credito (www.tsp.it).

La trasformazione fu considerevolmente

facilitata da Mxm ma le modifi che software

non furono suffi cienti: infatti fu necessario aggiungere all’interno della macchina, anche

un modulo capace di ospitare il SAM (Security Access Module), indispensabile per poter

processare le carte Minipay. Allo scopo si utilizzò la porta seriale che era stata riservata alla

emettitrice di scontrini, mai più installata.

Va sottolineato che il processo delle transazioni delle carte Minipay è piuttosto complesso

in quanto le transazioni devono essere trasferite al Centro Servizi di SSB, con l’impiego

di protocolli discretamente complessi, ma devono anche tornare indietro, una volta con-

validate dal Centro, fi no a ritrovare lo stesso bus e la stessa validatrice (vedere schema

in fi gura).

Anche questo progetto fu portato a termine nei tempi preventivati con piena soddisfazione

nostra e del Cliente. L’adozione di un sistema operativo semplice, stabile e ben documen-

tato aveva infatti reso possibile il passaggio delle applicazioni da una azienda ad un’altra,

e quindi a persone diverse, con relativa facilità.

Ma, come dicevamo all’inizio, un sistema AFCS non è mai da considerare completato; la

soluzione “defi nitiva” non esiste e i sistemi AFCS sono in continua evoluzione.

Nel corso del 2003 la direzione di ATAF decise di aggiungere la capacità di processare

carte contactless alla intramontabile validatrice, che aveva dato oltretutto ottima prova di

sé continuando a funzionare imperterrita e a processare anche biglietti cartacei convenzio-

nali, malgrado fosse stata portata in giro per anni e per chissà quanti chilometri, per le vie

di una città il cui asfalto non è certo liscio come il piano di un biliardo.

Dovendo scegliere uno standard, si pensò di non adottare mezze misure e di adottare

direttamente ISO 14443B / Calypso.

Il problema questa volta era più complesso, in quanto l’unica porta seriale disponibile era

Figura 2 - La validatrice con la “livrea” del sistema Fiorino Card (Minipay) che il sindaco di Firenze presenta alla stampa.

Figura 3 - il fl usso dati del sistema Minipay

Sistemi di validazioneLa validatrice ATAF classic

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stata impiegata per il modulo SAM del-

la carta Minipay, che doveva continuare

a conservare tutte le sue funzionalità. Fu

perciò necessario progettare un nuovo mo-

dulo capace di assolvere tanto alle funzioni

del vecchio SAM, quanto ad interfacciare

il coupler deputato al processo delle carte

contactless. Oltre a ciò dovemmo risolvere

un altro bel problema. Mi è stato raccon-

tato che il primo prototipo della validatrice

era stato sottoposto alle prove di vibrazio-

ne presso un ente specializzato e che era

ritornato... un tantino smembrato. A quel

punto, i progettisti del contenitore, un poco

umiliati, avevano deciso di.. fargliela vede-

re loro. Il contenitore defi nitivo era risultato

alla fi ne tanto robusto da essere quasi in-

distruttibile. Ma il problema era che... era

tutto in metallo, senza alcuna zona per-

meabile alla radiofrequenza e quindi senza

nessuna speranza di consentire il funzio-

namento delle carte contactless.

Alla fi ne fu trovata una soluzione semplice

ed elegante. Il pannello anteriore, origina-

riamente in lamiera di acciaio, fu sostitui-

to con un altro in plastica, senza nessuna

differenza apparente ma fi nalmente tra-

sparente alle radiazioni elettromagnetiche

dell’antenna. Lo spazio a suo tempo pre-

visto per l’emettitrice di scontrino, divenne

fi nalmente utile per ospitare le nuove sche-

de elettroniche. Con l’occasione della tra-

sformazione, approfi ttammo per procedere

alla espansione della memoria, dato che

la validatrice avrebbe dovuto continuare a

processare le carte Minipay oltre alle nuo-

ve Calypso ed alla sostituzione delle bat-

terie al litio dell’orologio e della memoria,

ancora effi cienti ma probabilmente ormai

vicine alla fi ne della loro vita.

Gianni Becattini

è uno dei pionieri dell’informatica italiana. Nel 1975 progetta uno dei primi personal

computer italiani e fonda la General Processor, i cui prodotti sono oggi esposti al Museo

dell’Informatica di Pisa. Titolare di uno studio di consulenza e progettazione, ha ope-

rato in numerosi settori dell’automazione industriale. Dal 1999 dirige AEP, di cui oggi è

amministratore delegato, uno dei principali operatori italiani nel settore del pagamento

elettronico dei servizi di Trasporto Pubblico Locale ( www.aep-italia.it ).

Autore

La trasformazione fu ancora una volta faci-

litata dal sistema operativo e dalla possibili-

tà di scrivere le applicazioni utilizzando lin-

guaggi ad alto livello come il C ed il C++.

A completamento, una nuova grafi ca per

il pannello e, ai primi del 2004, il sistema

era già in funzione con carte contactless di

tipo “usa e getta” (ASK CTS256), la carta

“Agile” che ormai i cittadini di Firenze ben

conoscono e che utilizzano intensivamente

al ritmo di circa 10.000 unità al mese.

Forse questa volta è davvero fi nita l’evo-

luzione della validatrice dal punto di vista

dell’hardware; in fondo la situazione attuale

prevede il processo di smart card a con-

tatto, senza contatto e dei comuni biglietti

cartacei.

Ma la storia della Classic, come è stata a

posteriori denominata la validatrice ATAF,

non è certo fi nita, pronta ancora una volta

a recepire nuove versioni di software per

adempiere fedelmente ai compiti che le

vengono via via assegnati in funzione del-

l’evoluzione delle necessità dell’Azienda e

del pubblico.

ConclusioniE’ indispensabile che qualunque soluzione

venga adottata per le infrastrutture tecnolo-

giche di un sistema AFCS non sia destinata

a restare confi nata nel suo stato originale

ma si presti ad essere evoluta in funzione

delle esigenze che vanno a defi nirsi anche

in conseguenza della stessa graduale im-

plementazione.La fi losofi a di progetto che

sta alla base della validatrice ATAF Classic,

che ho cercato di descrivere nelle note pre-

cedenti, rappresenta certamente un passo

in questa direzione: il suo sistema operati-

vo è relativamente aperto e documentato

ma, credo, solo l’azienda proprietaria della

relativa tecnologia sarebbe stata in condi-

zioni di effettuare tutte le varianti che nel

tempo si sono dimostrate indispensabili.

Ben vengano quindi apparati sempre più

simili ai PC in cui il software applicativo non

debba essere necessariamente realizzato

dallo stesso costruttore degli stessi.

Si può ritenere che la strada dei “sistemi a

prova di futuro” passi dalle sempre maggio-

ri apertura e fl essibilità delle architetture,

che costituiscono la migliore garanzia allo

sfruttamento nel tempo degli investimenti

pregressi.

Figura 4 - la freccia indica lo spazio che a suo tempo era stato riservato alla emettitrice di scon-trini, oggi occupato dal modulo contactless.

Figura 5 - La parte elettronica del modulo con-tactless. Le frecce indicano gli alloggiamenti dei due moduli SAM: quello vuoto è relativo alla par-te contactless, ancora non usato, l’altro è relativa al sistema Minipay.

Figura 6 - La validatrice Classic ormai nella veste più recente assieme alle carte Agile, contactless Calypso di tipo “usa e getta”.