ITS Coopératifs :la normalisation au service de l'interopérabilité
et un meilleur partage de l'information
Thierry Ernst Mines ParisTech
Conférence Véhicule Connecté – CGEDD – 21 mai 2014
Ernst – Normes pour le véhicule connecté – CGEDD Mai 2014 2 2
ITS : Diversité des usages
ITS: Diversité des technologies et scénarios
● Diversité de stations ITS
● Véhicules (particulier, bus, camions, motos, …)
● Infrastructure (routière, urbaine)
● serveurs, nomades
● Diversité de technologies d'accès
● privées et publiques : WiFi véhiculaire, WiFi urbain, DSRC, cellulaire, satellite, …)
● Diversité de scénarios de communications
● V2X, R2V, V2C, C2R, ...
● Diversité d'usages
● Sûreté routière,
● Gestion du trafic routier, gestion des transports publics, gestion du transport de fret,
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ITS : Diversité des solutions
● Solutions existantes propriétaires ou dédiées (pas de standard de communication commun, pas d'interopérabilité)
● Conçues avec une technologie d'accès et un boîtier spécifiques pour un usage pré-déterminé
● Ne permettant pas l'échange de données avec d'autres systèmes (pas d'enrichissement mutuel)
eCall eCall
Solutions ITS actuelles (silos) Standards ITS futures (ITS Coopératifs) Sûreté
e.g.
eCall Sûreté
e.g.
eCall Protocoles
dédiés Protocoles
dédiés Gestion
e.g.
Télépéage Gestion
e.g.
Télépéage Protocoles
dédiés Protocoles
dédiés
Mobilité e.g.
navigation Mobilité
e.g.
navigation
Interface radio dédiée Interface
radio dédiée Interface
radio dédiée Interface
radio dédiée
Gestion Trafic routier Gestion
Trafic routier Sûreté
routière Sûreté
routière MobilitéMobilité Services et protocoles
de communication communs Services et protocoles de communication communs
Radio Longue
portée Radio Longue
portée Radio
Moyenne portée Radio Moyenne
portée Protocole
propriétaire Protocole propriétaire
Radio courte portée Radio courte portée Interface
radio dédiée Interface
radio dédiée
Boîtier multi-technos (11p, 11n, 3G/4G,
802.15.4)
Boîtier 2G Boîtier.
DSRC
Boîtier 2G/3G
Sûreté Car2Car Sûreté Car2Car Protocoles
dédiés Protocoles
dédiés Interface
radio dédiée Interface
radio dédiée
Boîtier.
G5 (11p)
ITS Coopératifs : permettre l'interopérabilité
● Coopération entre stations infrastructure routière, véhicules,
serveurs et nomades pour plus de sûreté, une meilleure gestion du trafic et une meilleure mobilité des biens et des personnes
● Transports multimodaux, marchandises, véhicules électrique, vulnérables, ...
● Cadre réglementaire & normes (EU : Directive ITS / Mandat
● Comment satisfaire l'interopérabilité entre usages ayant des besoins fonctionnels différents ?
Coopération
Architecture de communication générique et normalisée
ISO – CEN – ETSI [ISO 21217]
associant communications courtes et longues portées et
permettant e partage et
l'enrichissement des données
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ITS Coopératifs: Standards
● Effort de normalisation initié dans ISO TC204 WG16
(CALM) [en 2001], complété par projets européens (CVIS,
SafeSpot, Coopers, GeoNet, COMeSafety) [2006-2010], ETSI TC ITS / CEN TC 278 / ISO TC 204 (WGs 16, 17 & 18)
[depuis 2010]
ITS Coopératifs: Architecture
[ISO 21217]● EC ITS Directive & Mandat de standardisation M/453 (2009-2012)
● >65 normes ISO, CEN, ETSI
● ETSI/ISO Architecture « ITS
Station » de référence supportant une diversité :
● Stations ITS (véhicule, routière, centrale, personnelle)
● Applicatons (sûreté routère, geston du trafc, mobilité/confort)
● Facilites : services partagés (alertes, positonnement, cartographie
● Protocoles de communicaton : IPv6 (bout en bout) & non-IP (ad-hoc)
● Accès (802.11p, 2G/3G, 802.11n)
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ITS Coopératifs : Communications Hybrides
ITS Coopératifs : Exemple (démo YoGoKo)
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ITS Coopératifs : Véhicule électrique
ETSI G5 (EU 11p 5.9 GHZ)
Station de recharge électrique / Station ITS routière
Station ITS centrale Internet
POI / E.V Charging Spot (3G / 11n / 11p)
Besoins de communications
● Véhicule à distance : déterminer les points de recharge électrique et les réserver =>
communications longue portée
● Véhicule à station : accroche auto-guidée / paiement => communications courte portée
● Centre de gestion :collecte d'info pour optimiser la recharge (heure / puissance) en fonction de
production d'électricité => courte et longue portée
● Smart phone à véhicule : déterminer autonomie, etc. => courte & longue portée
ITS Coopératifs: Conclusions
●
Nouveau paradigme présentant de nombreux avantages économiques et sociétaux
●
Un vrai partage de l'information
● Pour une meilleure sécurité routière
● Pour une meilleure gestion du trafic routier
● Pour une meilleure mobilité des biens et des personnes
●
Convergence / inter-opérabilité
● Des différents secteurs des ITS (fret, transport public, ..)
● Avec secteurs non ITS (smart cities, smart grids)
●
Besoin de tests pilotes à grande échelle
●
Participation française : timorée / savoir-faire IPv6
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ITS Coopératifs: Recommandations
● Ne pas s'enfermer dans la vision uniquement centrée sur le véhicule
● La solution doit pouvoir satisfaire tous les types
d'usages. Surtout ceux impliquant de l'infrastructure !
● La solution déploiyée doit pouvoir être étendue
● Importance d'IP et donc d'IPv6 (savoir faire français)
● Cycle de vie des technologies d'accès (11p) très court
● Réfléchir au potentiel offert par les nouveaux standards
● Possibilités de développer de nouveaux marchés
● Importance des données : rôle primordial de ceux qui les détiennent
● Importance de participer aux travaux ISO TC204 WG18
Standards ITS : Liens
● EU-US ITS harmonisation
http://ec.europa.eu/digital-agenda/en/news/progress-and-findings-harmonisation-eu-us-security-and-communications-standards-field
● http://its-standards.eu Cooperative ITS Standards
● http://www.itssv6.eu ITSSv6 : IPv6 ITS Station Stack
● http://www.scoref.fr SCORE@F : Système COopératif Routier Expérimental Français
● http://www.cvisproject.org CVIS : Cooperative Vehicle- Infrastructure Systems
● http://www.amsterdamgroup.eu Amsterdam Group
Merci pour votre attention !
Thierry Ernst
[email protected] http://www.lara.prd.fr/users/thierryernst
http://www.itssv6.eu / http://www.scoref.fr / http://its-standards.eu
Pour aller plus loin ...
Ernst – Normes pour le véhicule connecté – CGEDD Mai 2014 17 17
Standards ITS Coopératifs: Essentiels
● ISO 21217 / ETSI EN 302 665 ITS Station Reference Architecture
● ISO 24102 ITS Station Management
● ISO 17423 Application flow requirement / registration
● ISO 17429 Generic ITS station faciliites
● ETSI TS-102-637-2 CAM (Cooperative Awareness Message)
● ETSI TS-102-637-3 DENM (Decentralized Environmental Notification Message)
● ISO 21210 IPv6 Networking
● ISO 29281 FNTP : Fast Network & Transport layer Protocol
● ETSI ES-202-663 ETSI G5 (EU's 11p)
Standards ITS Coopératifs: Accès
●
Communications non-IP broadcast géolocalisées entre stations ITS (V2V / V2R)
● 802.11p mode adhoc
● Adapté à la sûreté routière à temps critique, avec une proportion de véhicules équipés
●
Communications IPv6 de bout-en-bout entre stations ITS
● 802.11 g/n/p en mode infrastructure, 3G, 802.15.4
● Adapté à
– sûreté routière non temps-critique (alertes personnalisées)
– gestion du trafic, des biens, des personnes et de l'infrastructure
– services de mobilité (connectivité, diagnostic à distance, navigation, réservation, télé-paiement, recharge véhicule électrique, mise à jour)
Ernst – Normes pour le véhicule connecté – CGEDD Mai 2014 19 19
Cooperative ITS: IP Convergence
●
IPv4 cannot meet ITS requirements
● 1997: 600 millions vehicles worldwide
● 1200 millions vehicles by 2030 at current trend
● Only 232 = 4 294 967 296 addresses for all usages
● Functionalities limited for ITS needs
● Currently being replaced by new IP version: IPv6
●
IPv6 provides:
● IPv6 2128 = up to 3 911 873 538 269 506 102 @ / m2
● New features required for scalable ITS deployment
● Natural convergence (ITS sectors and non-ITS sectors
Cooperative ITS: Facilities
CAM DENM
● ITS stations (vehicle, roadside, central, personal) exchange information used by several applications
● Managed in the facilities layer in the ITS station reference architecture
– CAM: Cooperative Awareness Message
● propagate information of ITS stations to neighbouring ITS stations
● e.g. presence, position, status, etc..
– DENM: Decentralized Environmental Notification Message
● propagate information of road traffic event detected by ITS stations to relevant ITS
stations
● e.g. traffic accident, road work, traffic jam, etc...
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Cooperative ITS: Facilities
● LDM: Local Dynamic Map
YoGoKo
Solutions de Communication et de Connectivité pour les
Transports
Ernst – Normes pour le véhicule connecté – CGEDD Mai 2014 23 23
YoGoKo
Solutions de communication innovantes adaptées au domaine des transports
15 ans de travaux sur les technologies Internet (IPv6)
appliquées au domaine des transports [Mines / Telecom Bretagne / Inria]
Solutions YoGoKo
Une plateforme de gestion des communications multi-fonctionnelle unique & flexible pour des équipements hétérogènes (fixes ou mobiles, distants et
isolés ou groupés)
Du logiciel et des services permettant des communications
performantes, sécurisées et résilientes aux pannes (sélection
dynamique de la meilleure technologie d'accès en fonction du flux de données)
Un boîtier de communication multi-usage équipé d'une diversité de technologies d'accès (WiFi 11n et 11p, 3G, Ethernet, satellite, fibre optique, …)
Une pile logicielle reposant sur les plus récents protocoles Internet de l'IETF (IPv6, sécurité, mobilité) et des ITS Coopératifs de l'ISO / CEN / ETSI (distribution géolocalisée, CAM, DENM, SAM, etc.)
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Solutions YoGoKo : Bénéfice
Un système de communication multi-fonctionnel & flexible tirant profit d'une multitude de technologies d'accès
pour des équipements hétérogènes
(fixes ou mobiles, distants et isolés ou groupés)
La plateforme YoGoKo permet
● D'établir la connectivité vers des équipements distants indépendamment du réseau d'accès
● De fournir depuis ces équipements une connectivité à des équipements nomades
● De bénéficier de communications
performantes (résilience aux pannes, choix dynamique de la meilleure technologie d'accès en fonction du besoin, transition d'une
technologie d'accès à une autre sans coupures)
● De communiquer en toute sécurité (chiffrement, authentification, anonymisation)
Plateforme YoGoKo : Avantages
●
Une plateforme multi-fonctionnelle
● Combine tous moyens de communications WiFi véhiculaire 11p/G5, WiFi urbain, 11n, 3G, satellite, CPL, 6LoWPAN, VLC, …
● Permet tous types d'applications sûreté routière, gestion réseau routier, diagnostique à distance, électro-mobilité, mobilité, loisirs, ...
●
Une plateforme adaptée
● A l'infrastructure routière connectée: feux, PMV, ...
● A l'infrastructure urbaine connectée: parking, stations bus, stations de recharge électrique, ...
● Aux véhicules connectés: véhicule électrique, véhicule coopératif, transport public, transport de marchandises, ...
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Plateforme YoGoKo : Déploiement
●
Solution de connectivité reposant sur IPv6
● Standards IETF (Internet), ISO (ITS)
● Solution initialement développée dans projets européens et
● Mise en œuvre opérationnelle dans le projet
– Service de connectivité IPv6 déployé sur les stations ITS routières de Neavia Technologies
● Fourniture d'une connectivité IPv6 sans changement de l'infrastructure réseau IPv4 existante
● Déployée sur la flotte de véhicules du CAOR (Mines ParisTech) et IMARA (Inria)
