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Sistema Inteligente de Transporte. Alejandro J. Cabrera Sarmiento Alejandro Ruiz Villalonga Alejandro Cabrera Aldaya Ernesto Ortega Morales Valery Moreno Vega Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (CUJAE) Complejo de Investigaciones Tecnológicas Integradas (CITI) - PowerPoint PPT Presentation
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Sistema Inteligente de Sistema Inteligente de TransporteTransporte
Alejandro J. Cabrera SarmientoAlejandro Ruiz VillalongaAlejandro Cabrera AldayaErnesto Ortega Morales
Valery Moreno Vega
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (CUJAE)Complejo de Investigaciones Tecnológicas Integradas (CITI)
La Habana, Cuba
Sistema Inteligente de Transporte
Objetivo general
Concebir y desarrollar los elementos componentes de un Sistema Inteligente de
Transporte de forma tal que posibilite, como tarea fundamental, la gestión y el control
centralizado de toda la red de tráfico de una localidad y de soporte a otras aplicaciones
comunmente asociadas a los SIT
Centro de control
Sistema Inteligente de Transporte
Sistema Inteligente de Transporte
Tareas asociadas a un SIT
• Control de tráfico• Información al viajero• Sensado de flujo vehicular • Identificación automática de vehículos (AVI)• Localización automática de vehículos (AVL)• …• Estación meteorológica
Sistema Inteligente de Transporte
Concepción del SIT
• Sistema flexible
• Estructura jerárquica
• Sistema distribuido compuesto por:– Un Centro de Control
– Controladores Maestros
– Controladores Locales
– Soporte de comunicaciones
Sistema Inteligente de Transporte
Concepción del SIT (cont.)
Centro de
Control
Controlador Local 1.1
Controlador Local 1.k
Controlador Local n.1
Controlador Local n.k
…
…
Controlador Maestro 1
Controlador Maestro n
Controlador Maestro 2
.
.
.
.
…
Soporte de comunicaciones
Caja de conexiones
Controlador Inteligente de
Tráfico
Sistema Inteligente de Transporte
Controlador Inteligente de
Tráfico
Sistema Inteligente de Transporte
Controlador Inteligente de Tráfico
• Sistema basado en microcontroladores• Integrado por:
– Una tarjeta de control– Hasta 4 tarjetas de luces
• Capacidad de operación autónoma– Sin conexión al Sistema Inteligente de Transporte
• Capacidad de operación manual• Posibilidad de configuración local (USB) o
remota (desde el Centro de Control del SIT)• Hardware y firmware validados
Sistema Inteligente de Transporte
Concepción del CIT
Comunicación con Centro de
ControlCaja de
conexiones
RS-485
Tarjeta de Control k.1
Tarjeta de luces 1.1
Tarjeta de luces 1.m
I2C
Contador regresivo
Control manual
Controlador Maestro k
Comunicación con otros
controladores locales
UART
Sistema Inteligente de Transporte
Vista de la Tarjeta de Control
Sistema Inteligente de Transporte
Vista de la Tarjeta de Luces
Sistema Inteligente de Transporte
Tarjetas sobre el backplane
Fabricación y montaje de las
placas por el CIDT
Vista frontal del CIT
Tarjeta de control
Tarjetas de luces
Conector de luces
Contador regresivo
Configuración local USB
Control manual
Fabricación del chasis por el
CIDT
Vista del CIT en
explotación
Montaje del gabinete, poste y cableado por el
CENIT
Vista del CIT en
explotación
Montaje del gabinete, poste y cableado por el
CENIT
Sistema Inteligente de Transporte
Controlador Maestro
Controlador Maestro• Basado en hardware reconfigurable (FPGA)
– Posibilidad de modificar el hardware del controlador
– Tecnología de módulos IP
• Sistema de procesamiento de 32 bits
• Sistema operativo empotrado– Linux– Descarga de aplicaciones desde el Centro
de Control
• Posibilidad de añadir hardware específico– Aceleración de algoritmos
Sistema Inteligente de Transporte
Módulos de Propiedad Intelectual
• Descripción software* de componentes hardware
• Bloques funcionales prediseñados y preverificados
• Hardware configurable• Base de la reusabilidad• Posibilidad de desarrollos propios
Espina dorsal de las técnicas avanzadas de diseño digital
Sistema Inteligente de Transporte
• Procesador• Controladores de buses• Controlador de interrupciones• Temporizadores• Interfaces UART• Controlador I2C• Controlador SPI• Módulo Ethernet MAC• Controladores de memoria externa (SDRAM y Flash)• Puertos de E/S
Módulos IP requeridos
Controlador Maestro empotrado
EthernetEthernet UARTUART
Módulo GPRSMódulo GPRS
Sistema de procesamiento
de 32 bits
Procesador, Buses,
Memorias
Sistema de procesamiento
de 32 bits
Procesador, Buses,
Memorias I2CI2C
Controladores Locales
Controladores Locales
HW específico para
aceleración de algoritmos
(cifrado, video)
UARTsUARTs
Centro de Control
Centro de Control
Módulos HW diversos
Módulos HW diversos
Sistema Inteligente de Transporte
Módulo FPGA
• FPGA de Xilinx de 1,6 millones de compuertas • 64 MB memoria DDR SDRAM• 16 MB memoria Flash paralela• 4-16 MB memoria Flash SPI• Reguladores de voltaje• Osciladores• Conectores de expansión
De interés para muchas entidades.
Sistema Inteligente de Transporte
Placa base de aplicación
Módulo FPGA en el CM
Sistema Inteligente de Transporte
Centro de Control
Sistema Inteligente de Transporte
Principales requisitos del Centro de Control
• Comunicación Ethernet y GPRS con intersecciones
• Monitoreo y control de intersecciones en tiempo real
• Visualización del estado de las intersecciones• Registro de eventos y alarmas• Ayuda del sistema
Establecidos por el equipo de desarrollo del Proyecto
Sistema Inteligente de Transporte
Aplicación principal del Centro de Control
• Autenticación y control de usuarios• Mapas con intersecciones• Monitoreo de intersecciones• Eventos y alarmas del SIT• Base de datos de tiempo real• Base de datos de históricos• Gestor de comandos con CM
Sistema Inteligente de Transporte
Otras aplicaciones del Centro de Control
• Configuración
• Parametrizador semafórico
• Sincronismos lineales
• Sincronismos en red
Vista general de la aplicación principal.
Sistema Inteligente de Transporte
Área de diseño
Parametrizador semafórico
Sistema Inteligente de Transporte
Resultados obtenidos
• Versión 1.0 de aplicación principal– Verificada con simulador del CM– Migración de la base de datos a Oracle
• Planificador semafórico, Versión 2.0• Sincronismo lineal, Versión 1.0
– Con método de Poisson– Con ajuste fino de los tiempos– Se trabaja en la integración con el
planificador semafórico v2.0
Sistema Inteligente de Transporte
Conclusiones• Concepción del SIT:
– Arquitectura jerárquica, distribuida y flexible– Fácil adaptación a muy disímiles aplicaciones
• Integración de tecnologías de HW y de SW– Bajo y alto nivel; HDL
• Ventajas del HW reconfigurable: – Actualización del sistema de procesamiento– Implementación hardware de algoritmos
• Controlador Inteligente de Tráfico, Controlador Maestro y Centro de Control validados
• Soporte de comunicaciones validado• SIT en fase de fabricación por empresa GMS S.A.
Sistema Inteligente de Sistema Inteligente de TransporteTransporte
Alejandro J. Cabrera SarmientoAlejandro Ruiz VillalongaAlejandro Cabrera AldayaErnesto Ortega Morales
Valery Moreno Vega
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (CUJAE)Complejo de Investigaciones Tecnológicas Integradas (CITI)
La Habana, Cuba