VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV INTELIGENTNÍCH SYSTÉMŮ FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY DEPARTMENT OF INTELLIGENT SYSTEMS
ZOBRAZOVÁNÍ TMC UDÁLOSTÍ NA WEBU
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR‘S THESIS
AUTOR PRÁCE AUTHOR
BRNO 2009
TOMÁŠ KUČÍREK
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV INTELIGENTNÍCH SYSTÉMŮ FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY DEPARTMENT OF INTELLIGENT SYSTEMS
ZOBRAZOVÁNÍ TMC UDÁLOSTÍ NA WEBU TMC DISPLAYING ON WEB
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR‘S THESIS
AUTOR PRÁCE
TOMÁŠ KUČÍREK
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR
BRNO 2009
DOC. DR. ING. PETR HANÁČEK
Abstrakt Cílem této práce bylo vytvořit program, který by zpracovával rádiové vysílání RDS kanálu a TMC události. Také bylo potřeba vytvořit web, který by tyto informace zobrazoval nejen textově, ale také na vhodných mapových podkladech. Teoreticky se tato práce zabývá RDS-TMC standardem a podrobným zpracováním TMC události. Nakonec byla tato aplikace otestována a výsledky porovnány s dalšími internetovými zdroji.
Abstract The main goal of my bachelor´s work have been creation and evolution of the programm, which would be capable to process radio broadcasting of the RDS channel an TMC event. Another step was creation of the website, which would be able to feature these information, either textually and topografically. Theoretically I was concerned to RDS-TMC standard and detailed elaoboration of the TMC event. This aplication was finally succesfully tested and gained results compared to another interner sources.
Klíčová slova RDS, TMC-RDS, ISO EN 14 819, lokalizační tabulky, GPS, dopravní situace, API mapy, parser
Keywords RDS, TMC-RDS, ISO EN 14 819, Location tables, GPS, traffic situation, API maps, parser
Citace Tomáš Kučírek: Zobrazování TMC událostí na webu, bakalářská práce, Brno, FIT VUT v Brně, 2009
Zobrazování TMC událostí na webu Prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně pod vedením Doc. Dr. Ing. Petra Hanáčka. Uvedl jsem všechny literární prameny a publikace, ze kterých jsem čerpal.
…………………… Tomáš Kučírek 15.5.2009
Poděkování Chtěl bych poděkovat Doc. Dr. Ing. Petru Hanáčkovi, který mě, jako vedoucí práce, směřoval ke správnému cíli a vnesl do tohoto projektu mnoho konstruktivních myšlenek.
© Tomáš Kučírek, 2009 Tato práce vznikla jako školní dílo na Vysokém učení technickém v Brně, Fakultě informačních technologií. Práce je chráněna autorským zákonem a její užití bez udělení oprávnění autorem je nezákonné, s výjimkou zákonem definovaných případů.. 4
Obsah Obsah ......................................................................................................................................................1 1
Úvod...............................................................................................................................................3
2
RDS-TMC technologie ..................................................................................................................4 2.1
RDS ........................................................................................................................................4
2.2
RDS-TMC ..............................................................................................................................5
2.2.1
Norma .............................................................................................................................5
2.2.2
Struktura .........................................................................................................................6
2.2.3
Pořadí vysílání ................................................................................................................7
2.3
TMC v České republice ..........................................................................................................7
2.4
TMC Forum............................................................................................................................8
2.5
Systém GPS ............................................................................................................................8
2.6
Lokalizační tabulky ................................................................................................................8
2.6.1 3
4
5
ER-diagram lokalizačních tabulek..................................................................................9
Mapy a jejich využití pro zobrazení TMC událostí .....................................................................11 3.1
Mapové podklady na internetu .............................................................................................11
3.2
Api.mapy.cz..........................................................................................................................11
Návrh zpracování a zobrazení TMC událostí...............................................................................12 4.1
Zadání projektu.....................................................................................................................12
4.2
Zpracování streamu ..............................................................................................................12
4.3
Konverze a komprese lokalizačních tabulek.........................................................................14
4.4
Návrh aplikace pro zobrazení událostí na webu ...................................................................15
4.5
Zpracování dat pomocí lokalizačních tabulek ......................................................................16
4.6
Uložení do databáze..............................................................................................................16
4.7
Textové zobrazení.................................................................................................................17
4.8
Zobrazení na mapě................................................................................................................17
4.9
Využití GPS..........................................................................................................................18
4.10
Vzhled webové aplikace .......................................................................................................19
Implementace navržených programů ...........................................................................................20 5.1
Ovládání parseru...................................................................................................................20
5.2
Zobrazení webové části ........................................................................................................20
5.2.1
Úvodní strana................................................................................................................20
5.2.2
Zobrazení bodu .............................................................................................................21
5.2.3
Značky událostí.............................................................................................................21
5.2.4
Zobrazení celé mapy.....................................................................................................22
1
5.3
Nastavení GPS ......................................................................................................................22
5.3.1 5.4 6
Zobrazení vzdálenosti ...................................................................................................24
Funkční aplikace na internetu...............................................................................................25
Porovnání s dalšími internetovými zdroji ....................................................................................26 6.1
Doprava.mapy.cz ..................................................................................................................26
6.2
Zelená vlna na Českém rozhlasu ..........................................................................................26
6.3
ÚAMK ..................................................................................................................................28
6.4
Shrnutí ..................................................................................................................................29
7
Závěr ............................................................................................................................................30
8
Literatura......................................................................................................................................31
2
1
Úvod
Cílem této práce je vytvořit web informující o aktuální dopravní situaci v České republice. Dále má být tato dopravní situace zobrazena na mapách. Informace mají být získávány ze streamů Českého rozhlasu, kde se vysílají v RDS kanálu v podobě TMC zpráv. Dalším požadavkem bylo, aby byl vytvořen plakát popisující tuto bakalářskou práci. V neposlední řadě mají být získané informace porovnány s dalšími internetovými zdroji. Text práce je rozdělen do 7 kapitol. První kapitola popisuje standardy RDS a TMC. Je zde jejich popis, využití a podrobně rozepsaná struktura zpráv a také jejich využití v České republice. Druhá kapitola se zaměřuje na zobrazení na mapách, konkrétně na systém Api.mapy.cz a na využití systému GPS. Ve třetí kapitole je popsán samotný návrh aplikace, od zpracování streamu přes jeho zobrazení až po grafický návrh aplikace. Ve čtvrté kapitole se nachází implementace problému. Jsou zde obrázky běžící aplikace, zobrazování na mapách a práce se systémem GPS. Také tu je popsáno ovládání parseru na zpracování streamu. V páté kapitole je uvedeno porovnání se třemi již existujícími internetovými stránkami zobrazujícími také TMC informace nebo jinak získané informace o dopravní situaci v České republice. V závěru se nachází shrnutí celé práce s návrhy pro další rozšíření dané aplikace a zdroje, ze kterých jsem čerpal materiál při vytváření této práce.
3
2
RDS-TMC technologie
Stále se vyvíjejí nové a dokonalejší technologie, které nám mají ulehčit život. Systém RDS-TMC patří mezi ně. Se stále houstnoucí dopravou bylo potřeba vymyslet systém, který by dodával kompletní informace přímo řidiči a ten by si mohl dynamicky měnit svou jízdní trasu podle aktuálního dění na silnicích. Systém RDS-TMC je schopný toto umožnit, viz obrázek 2.1.
Obrázek 2.1: využití RDS-TMC technologie v České republice [1]
2.1
RDS
Jak vyplývá z anglické zkratky slova (Radio Data System), jedná se o přenos krátkých digitálních informací prostřednictvím standardního rozhlasového VKV-FM vysílání. Tyto informace mají přesně danou strukturu, ale protože jsou spjaty vždy s daným vysílačem, jejich data se mohou lišit. Pro jejich vysílání je vytvořen pomocný kanál na kmitočtu 57kHz. Hlavní výhodou tohoto systému je fakt, že oddělením dat od zvukové stopy se signály nijak neovlivňují. RDS data se dnes převážně používají pro automatické přelaďování radiové frekvence při pohybu přijímače, automatické přepínání na rádiové vysílání v době, kdy se vysílá dopravní zpravodajství, informace o názvu rádiové stanice a právě probíhající program. Také se díky tomuto systému přenášejí dopravní informace, takzvané TMC události, o kterých budeme mluvit dále. Ve vysílání je RDS zpráva reprezentována jako 16 hexadecimálních znaků z obou stran ohraničená znaky ‚3F‘. Tato zpráva může být vložena kamkoli do vysílání, jen ne do jiné RDS 4
zprávy. Každá zpráva se skládá ze 4 bloků, kde každý blok má 26 bitů, které se dále dělí na 16 bitů datových a 10 bitů kontrolních. To znamená, že každou RDS zprávu tvoří 104 bitů, jak je zobrazeno na obrázku 2.2.
Obrázek 2.2: Rozložení RDS zprávy [2]
2.2
RDS-TMC
TMC (Traffic Message Channel) je jeden z typů zpráv v RDS vysílání. Jedná se o informace o dopravní situaci na daném územním celku. Data se kódují pomocí protokolu ALERT (Agreed Layer of European RDS-TMC), díky kterému mohou být data interpretována v daném jazyce nezávisle na tom, v jaké zemi se právě nachází. Technologie TMC je především využívána pro navigační přístroje do automobilů.
2.2.1
Norma
RDS-TMC vychází z mezinárodního standardu ISO EN 14 819, který se dělí na šest částí. První díl normy popisuje systém z technického hlediska. Je zde popsán protokol ALERT a způsoby vysílání a příjmu informací. Druhý díl je souhrn zhruba 1850 dopravních událostí, které se vysílají v rámci RDS-TMC. Jediný tento díl byl přeložen do českého jazyka již v roce 2004 a vystupuje pod názvem ČSN EN ISO 14819-2. Zbylé části jsou v České Republice přijaty formou „košilky“, to znamená, že přeložen byl pouze krycí list a standard byl přijat v původním anglickém znění. Třetí díl popisuje, jak se vytvářejí lokalizační tabulky. Čtvrtý a pátý díl se zatím nepoužívá. Týkají se protokolu ALERT Plus, který je určen pro vysílání stavových informací (například stupeň dopravy, vytíženost parkoviště, …). Tyto informace je ale možné za určitých podmínek vysílat v rámci protokolu ALERT. Šestý díl se zabývá podmíněným přístupem, tj. aby služba mohla být zpoplatněna. [3]
5
2.2.2
Struktura
Každá TMC zpráva se skládá z dvanácti prvků, jak je zobrazeno na obrázku 2.3. Každý prvek má svou danou velikost a přesný význam. První čtyři prvky jsou společné pro všechny RDS zprávy.
Obrázek 2.3: Struktura TMC zprávy
PI (16 bitů) Group code (5 bitů)
Značí identifikační kód vysílače. Shluk pěti bajtů, podle kterých se určuje typ RDS zprávy a jak se mají dále data dekódovat. TMC zpráva je značena kódem „10000“.
TP (1 bit)
Značí, zda se jedná o dopravní informaci. „0“ – Nejedná se o dopravní informaci. „1“ – Jedná se o dopravní informaci.
TPY (5 bitů)
Shluk pěti bajtů, které značí typ dat ve zprávě. Většinou se používá kód „00011“ značící informační data.
T (1 bit)
Značí, zda je zpráva uživatelská nebo má rozšiřující informace. „0“ – Zpráva je rozšiřující. „1“ – Zpráva je uživatelská.
F (1 bit)
Značí, zda je událost zaznamenána v jedné zprávě, takzvané single zprávě, nebo je rozšířena do více zpráv, takzvaných multi zpráv. „0“ – Událost je rozšířena do více zpráv. „1“ – Událost je v jedné zprávě.
DP (3 bity)
Číslování jednotlivých TMC událostí. Každá následující zpráva má číslo o jedno větší, pokud prvek přeteče, začíná od jedničky. Pokud je událost rozšířena do více zpráv, mají všechny zprávy stejné číslo.
D (1 bit)
Pokud je zpráva single, tak tento bit značí, jestli je doporučeno dopravní situaci objet. Pokud je zpráva multi značí tento bit první zprávu. pro single zprávu: „0“ – Objížďka není doporučena. „1“ – Je doporučeno vyhledat vhodnou objížďku. pro multi zprávu:
6
„0“ – Zpráva není první zprávou v události. „1“ – Zpráva je první zprávou v události. PN (1 bit)
Značí směr, po kterém se šíří dopravní situace. Jako referenční se používá předdefinovaný směr komunikace. „0“ – Směr šíření je kladný. „1“ – Směr šíření je záporný.
Extent (3 bity)
Značí kolik lokací po zadaném směru je ovlivněno danou dopravní situací.
Event (11 bitů)
Značí druh situace, kterou popisuje TMC událost. Katalog událostí je popsán ve druhé části normy ISO EN 14 819.
Location (16 bitů)
Určuje pozici dané události a vše, co je s ním spojeno. Dekódování se provádí pomocí Lokalizačních tabulek, o kterých se bude mluvit dále.
2.2.3
Pořadí vysílání
Všechny TMC události se ve vysílání periodicky opakují a všechny TMC zprávy se opakují okamžitě minimálně dvakrát po sobě předtím, než je vysílána další TMC zpráva. Doporučuje se, aby zprávy byly akceptovány jako platné pouze potom, co byly přijaty dvě bit po bitu identické kopie stejné zprávy. Pro názornost uvedeme příklad opakování dvou multi událostí, kde událost A se skládá ze zpráv A1 a A2 a událost B se skládá ze zpráv B1,B2 a B3. Vysílání by mělo být v tomto pořadí: A1A1A1A2A2A2B1B1B2B2B3B3. TMC zpráv se nemůže vysílat nekonečně mnoho, díky parametrům systému RDS a požadavkům na vysílání TMC, jako nutnost opakování zpráv a zabezpečení, je maximum 1200 TMC zpráv odvysílaných za hodinu.
2.3
TMC v České republice
V České republice je možné přijímat RDS-TMC dvěma způsoby. První vysílání je na území hlavního města Prahy prostřednictvím Českého rozhlasu Regina na frekvenci 92.6 FM a Technické správy komunikací hlavního města Prahy, která dodává potřebné informace. Druhý projekt je celorepublikový, vysílá ho Český rozhlas Radiožurnál na frekvenci 94,6 FM, data zpracovává firma Global Assistance a technologicky zajišťuje firma Telelasist. Global Assistance dostává informace o dopravní situaci z více zdrojů. Největším zdrojem informací je Policie České republiky, dále pak Hasičský záchranný sbor, Integrovaný záchranný systém, Český hydrometeorologický úřad nebo i samotní účastníci dopravní situace. [4] Dodnes je systém nedokonalý, nepokrývá celou dopravní situaci v České Republice a obsahuje chybné či neúplné informace.
7
2.4
TMC Forum
TMC Forum je profesní sdružení organizací, které se zabývají systémem RDS-TMC. Do tohoto sdružení patří firmy vyrábějící navigační přístroje, poskytovatelé služeb RDS-TMC, tvůrci lokalizačních tabulek, zástupci států, softwarové společnosti vyvíjející podpůrné programy a další. Toto fórum řídí vývoj a veškeré dění kolem RDS-TMC systému. Doplňuje stávající standardy, vydává nová doporučení a stanovuje požadavky, které musí být splněny pro zprovoznění nového RDS-TMC systému.
2.5
Systém GPS Systém GPS (Global Positioning System) tvoří 24 satelitů umístěných na oběžných drahách
Země. Přijímače umístěné na Zemi dokáží zachytit signály vysílané satelity a následně pomocí velmi jednoduchých vzájemných trigonometrických propočtů určit polohu uživatele s přesností 2 až 10 metrů (zaleží na typu přijímače). Přesnost navigace závisí na výbavě přístroje a na počtu satelitů, které na obloze zachytí. Minimum pro přesnou navigaci je spojení se třemi družicemi. Spojení s další družicí navigaci zpřesňuje. Systém satelitů je neustále modernizován a roste i jejich počet, čímž vzrůstá přesnost navigace. Technicky je možné dosáhnout přesnosti lokalizace až na 1 cm.
2.6
Lokalizační tabulky
Lokalizační tabulky slouží k označení pozice v reálném světě. Je to soustava tabulek navzájem provázaná indexy s pevně danou strukturou. Tato soustava se využívá v dopravních informacích pro přesné určení místa, kde se určitá událost odehrává. Každý bod v lokalizační tabulce je pevně spjat s konkrétním místem na komunikaci (křižovatka, silnice, významný objekt, atd.). Jednotlivé body v lokalizační tabulce jsou spolu provázány na základě skutečné návaznosti na komunikační síť v reálném světě. Označení pozic v lokalizačních tabulkách se řídí pravidly, která jsou definována třetí částí mezinárodního standardu ISO 14819. V České republice se tvorbou lokalizačních tabulek zabývá společnost Central European Data Agency, která zároveň řeší jejich certifikaci na mezinárodní úrovni v rámci činnosti TMC Fóra. Pokrytí České republiky je zobrazeno na obrázku 2.4.
8
Obrázek 2.4: Pokrytí České Republiky v lokalizačních tabulkách verze 2.41. [1]
2.6.1
ER-diagram lokalizačních tabulek
Na obrázku 2.5 je znázorněn ER-diagram kompletních lokalizačních tabulek. Je zde vidět centrální tabulka POINTS s mnoha atributy, která slouží jako výchozí bod pro ostatní doplňující tabulky. Primárním klíčem je první trojice atributů, kde první dva značí Českou Republiku a poslední (LCD) znamená přesné místo na mapě. Dále jsou zde důležité atributy LOCAL_X a LOCAL_Y, které značí souřadnice na mapě, a trojice CLASS,TCD a STCD, která slouží jako index do tabulky SUBTYPES a značí přesný typ místa. Dále je zde důležitá tabulka NAMES, která obsahuje jména všech míst a silnic potřebná pro práci s lokalizačními tabulkami. Na tento seznam se odkazují všechny tabulky, které potřebují přesný název. Jediná tabulka nemá vazby na tento diagram, a to tabulka CLASSES, značící typy tříd, které byly použity v těchto lokalizačních tabulkách. Tato soustava tabulek je navržena univerzálně pro každou zemi, proto obsahuje pár tabulek pro Českou republiku nevyužitelných, jako například tabulka ERNO_BELONGS_TO_CO nebo EUROADNO.
9
Obrázek 2.5: ER-diagram plné verze lokalizačních tabulek
10
3
Mapy a jejich využití pro zobrazení TMC událostí
3.1
Mapové podklady na internetu
Na internetu je mnoho webů zabývajících se zobrazováním map. Některé tyto weby nabízí uživatelům využití jejich mapových podkladů a zobrazování vlastních grafických elementů. Jedná se o api rozhraní, které nabízí například Mapy.cz provozované firmou Seznam.cz a AMapy.cz provozované firmou Atlas.cz. Takto upravenou mapu může uživatel zobrazit na vlastních stránkách. Podle licenčních podmínek se musí jednat o nekomerční využití. Server Google také nabízí Api rozhraní pro své mapy. Google sice obsahuje největší škálu mapových podkladů ve světě, ale české mapy zde stále nejsou dokonalé a chybí mnoho názvů ulic.
3.2
Api.mapy.cz
Web Mapy.cz spadající pod Seznam.cz jsou nejnavštěvovanějšími českými mapami. V roce 2006 spustili aplikaci podporující využití jejich mapových podkladů samotnými uživateli, a to Api.mapy.cz. Aplikace nabízí využití pouze omezených mapových podkladů a také ovládání známá z webu Mapy.cz. Uživatel si zde může umístit vlastní interaktivní značky i spojovací úsečky a takto upravenou mapu zobrazit na svých stránkách. Mapy API lze použít pouze pro nekomerční provoz a jejich zobrazení je omezeno na 1000 zobrazení za den. Nejprve je potřeba registrace na Api.mapy.cz a zadat přesnou adresu stránek, kde chceme mapu zobrazovat. Samotné nastavení map se provádí pomocí javascriptu. Do hlavičky dokumentu je potřeba zadat klíč vygenerovaný při registraci a poté je možno pomocí různých proměnných měnit nastavení a zobrazovat různé mapové podklady s přidanými grafickými elementy.
11
4
Návrh zpracování a zobrazení TMC událostí
4.1
Zadání projektu
Cílem této bakalářské práce je navrhnout způsob zpracování TMC informací pomocí lokalizačních tabulek a systém zobrazování těchto dopravních událostí na webu. Pro toto zadání by bylo možné vytvořit jedinou aplikaci, která by splňovala veškeré požadavky, ale toto řešení by bylo nevhodné a časové náročné. Nové TMC informace nejsou tak často aktualizovány a při přístupu na web by jejich stálé zpracování bylo časově neefektivní. Proto bude výhodnější vytvořit dvě samostatné aplikace. První pojmenujeme parser, který poběží přímo na serveru. Tato aplikace bude zpracovávat příchozí data, třídit je a ukládat do určené datové struktury. Druhá aplikace bude webová, tyto informace načte a zprostředkuje je uživateli.
4.2
Zpracování streamu
Stream je binární tok informací používaný k přenosu audiovizuálních dat. V našem případě se bude jednat o data pocházející z vysílání Českého rozhlasu Radiožurnál. Nejprve je potřeba ze streamu vybrat RDS zprávy. Ty, jak už bylo řečeno, jsou reprezentovány jako 16 hexadecimálních znaků z obou stran ohraničených znaky „3F“. Poté je potřeba tyto zprávy převést na binární podobu a rozdělit na jednotlivé části popsané v kapitole 2.2.2. a znázorněné na obrázku 4.1. Podle prvních částí se určí, zda se jedná o TMC zprávu a o jaký typ TMC zprávy se jedná. Pro následné zpracování využijeme pouze informace ze single zprávy nebo z první multi zprávy. Dále se odstraní následující identické kopie a zjistí se, zda již tato zpráva není uložena díky opakování popsanému v kapitole 2.2.3. Pro následné zobrazení není potřeba dále posílat celou TMC zprávu. Jednak se nezabere tolik místa na pevném disku, ale dokonce se zrychlí doba zápisu výstupního souboru a doba jeho následného zpracování. Ukládat se budou jen poslední čtyři části TMC zprávy, ve kterých jsou veškeré důležité informace potřebné k následnému zobrazení na webu. •
PN určující směr
•
Extent určující počet lokací
•
Event určující typ události
•
Location určující přesnou lokaci
12
Tyto informace je potřeba předat dál, kde budou jednorázově zpracovány a potom smazány. Pro tyto účely se nejvíce hodí datová struktura s jednoduchým přístupem v podobě textového dokumentu. Parser je proto navržen objektově v programovacím jazyce C++, který nejlépe vyhovuje požadavkům na program. Bude to jednoduchá aplikace, která podle jediného parametru otevře soubor se streamem. Ten jej následně zpracuje podle výše uvedených požadavků a uloží potřebná data do výstupního souboru.
13
Obrázek 4.1: Zpracování streamu.
4.3
Konverze a komprese lokalizačních tabulek
Lokalizační tabulky jsou velice obsáhlé a práce s nimi je časově náročná. Z tohoto důvodu je vhodné je upravit dříve než se začnou využívat a také jejich použití snížit na minimum.
14
Nejprve bylo potřeba zvolit vhodný formát, aby se tabulky nemusely načítat znak po znaku,což by bylo k jejich velikosti časově velice náročné. Jelikož druhá část bakalářské práce je napsána v programovacím jazyce PHP, zvolil jsem datovou strukturu pole (array), v případě tabulky Points vícenásobné pole, a lokalizační tabulky do tohoto formátu převedl. Dále nejsou pro potřeby České republiky a naší aplikace nutné všechny lokalizační tabulky. Proto jsem vybral jen ty, které obsahují informace důležité pro správné zobrazení TMC událostí na webu. Zredukovaný počet tabulek je vidět na jejich ER-diagramu na obrázku 4.2. •
Name obsahuje české názvy lokací
•
Segments obsahuje typy lokací
•
Points základní tabulka s odkazy na jména lokací a sjezdů, obsahující přesné souřadnice a odkazy na dané lokace
•
Roads obsahuje jména silnic
•
Poffsets obsahuje index následující lokace na oba dva směry Tyto tabulky stále obsahují více informací než je potřeba, proto jsem zredukoval počet sloupců
a tím i počet informací na potřebné minimum. Name
Points
1
nid
0… n
name2
1
lcd class;tcd;stcd
Segments class;tcd;stcd
0… n
Snatdesc
junctionnumber 0… n 1 Roads
n1id n2id pol_lcd
1 1 Poffsets
lcd
roa_lcd
lcd
roadnumber
Xcoord
neg_off_lcd
Ycoord
pos_off_lcd
Obrázek 4.2: ER-diagram lokalizačních tabulek
4.4
Návrh aplikace pro zobrazení událostí na webu
Pro zobrazení TMC událostí na webu bude vytvořena druhá samostatná aplikace. Tato aplikace musí převzít nová data, zpracovat je pomocí lokalizačních tabulek a uložit je pro další zobrazení.
15
Dopravní informace zobrazené v textové podobě nejsou moc užitečným zdrojem informací, proto bude potřeba tyto informace zobrazovat i na vhodném mapovém podkladě. Funkce od Api.mapy.cz nabízí dobré řešení i s vestavěnými funkcemi pro práci se samotnou mapou. Dále by tato aplikace měla mít intuitivní ovládání, aby i laický uživatel pochopil, o co se jedná a dokázal s aplikací bez problémů pracovat.
4.5
Zpracování dat pomocí lokalizačních tabulek
Data, která nám přes textový soubor pošle první program, jsou jen indexy, které bez lokalizačních tabulek a tabulky událostí nemají žádný význam. Až ve spojení s nimi získávají svou hodnotu. Webová aplikace vždy zkontroluje, zda není na serveru soubor názvem tmc.txt, který obsahuje nové informacemi od praseru. Pokud soubor existuje, aplikace jen postupně načte společně se všemi lokalizačními tabulkami a zpracuje.
4.6
Uložení do databáze
Pro optimalizaci času zobrazení všech dat na webu budou veškeré potřebné informace uloženy do MySQL databáze. Program postupně načte soubor s novými daty a pomocí zredukovaných lokalizačních tabulek je zpracuje na informace zobrazující se na internetových stránkách. Tento proces se bude provádět pro všechna data jen jednou, poté jsou načítána přímo z databáze. Databáze bude obsahovat následující entitní množiny: •
Id
identifikační klíč
•
Udalost
typ události
•
Misto
název místa
•
Silnice
název silnice
•
Smer
směr dalšího segmentu
•
Segment
pořadí dalšího segmentu
•
Sjezd
číslo sjezdu
•
X
přesná souřadnice
•
Y
přesná souřadnice
16
4.7
Textové zobrazení
Základním kamenem této aplikace bude textové zobrazení všech TMC událostí. Bude zaměřena na kompletní zobrazení všech informací získaných ze streamu a z lokalizačních tabulek, které budou uloženy v databázi. Dále bude každá událost obsahovat odkaz na její přesné umístění na mapě.
4.8
Zobrazení na mapě
Textové zobrazení bude podporováno zobrazením na mapových podkladech. Na mapě jsou události přehlednější a uživatel si může udělat kvalitnější úsudek o dopravní situaci na území České republiky. Také pro kontrolu cesty a plánování je toto zobrazení výhodnější, i když obsahuje méně informací o daných událostech. Samotné události se budou do mapy načítat z databáze. Každá událost bude tvořit jeden bod na mapě s popiskem konkrétního místa. Pro zobrazení typu události se použije dopravní značení, které bude na první pohled znázorňovat, o jaký typ události se jedná. Samozřejmě pro každou událost neexistuje zvláštní značka, proto jsou události rozděleny do jednotlivých skupin. Api.mapy.cz (obrázek 4.3.) poskytuje různá uživatelská nastavení pro zlepšení práce s mapou. Proto bude přiblížení mapy nastaveno tak, aby vyhovovalo aktuálnímu zobrazení. Ovládací prvky budou také povoleny v celém rozsahu, aby mapa měla intuitivní ovládání, na které jsou uživatelé zvyklí z Mapy.cz.
17
Obrázek 4.3: Ukázka zobrazení bodů na Api.mapy.cz [5]
4.9
Využití GPS
Pokud uživatel zná své GPS souřadnice nebo alespoň svou polohu na mapě, bylo by dobré toho využít a nabídnout možnost zobrazit TMC události s využitím této polohy. Nejdůležitější informace pro uživatele zřejmě bude jeho vzdálenost od místa události, která se dá jednoduše spočítat pomocí pravoúhlého trojúhelníku. Podle této vzdálenosti se také dá limitovat maximální vzdálenost zobrazené události. Pro uživatele bude jistě přehlednější, když uvidí pouze události ve svém okolí a nebudou mu překážet ty z druhé části republiky. GPS souřadnice by se měly dát vložit v klasickém zápisu ve stupních (50°5'11.982", 14°24'41.807" – Karlův Most). Bez znalosti těchto údajů bude využita mapa, kde se po kliknutí na zvolené místo určí GPS poloha sama. Pohyb na této mapě bude omezen jen na pohybové prvky mapy bez pomoci myši.
18
4.10
Vzhled webové aplikace
Před začátkem vlastní implementace je potřeba navrhnout vzhled a rozvržení jednotlivých prvků. Samotná webová aplikace se bude skládat z pěti částí a jejich rozvržení je zobrazeno na obrázku 4.4. •
hlavička – Hlavička celé stránky s nadpisem.
•
tabulka – Hlavní informační tabulka obsahující data ze streamu.
•
GPS – Blok s možností zadat uživatelské GPS souřadnice a limitovat oblast zobrazovaných událostí.
•
menu – Menu s možností zobrazení textové nebo grafické části a plakátu popisujícího tvorbu celé aplikace.
•
info - Stručné informace o projektu.
Obrázek 4.4: Budoucí vzhled aplikace
19
5
Implementace navržených programů
5.1
Ovládání parseru
Parser je jednoduchý program pro zpracování streamu. Při spuštění vyžaduje jediný parametr, tím je jméno souboru, ve kterém je uložen stream. Výstup vždy ukládá do souboru s názvem tmc.txt, který vyžaduje webová část aplikace jako zdroj informací o TMC událostech. Výstup je ve formátu: znaménko a počet lokací; číslo události; číslo lokace
5.2
Zobrazení webové části
5.2.1
Úvodní strana
Úvodní strana se skládá z pěti částí pozicovaných v divech: nadpis, popis, gps, menu, výpis. Viz obrázek 5.1. Šířka celé stránky je 980 pixelů, což je nejmenší možná šířka pro zobrazení všech informací na jednom řádku.
Obrázek 5.1: úvodní strana webové aplikace
20
5.2.2
Zobrazení bodu
Každá TMC událost má jako poslední položku odkaz na zobrazení své pozice na mapě. Tento odkaz nezobrazí novou mapu pouze s tímto bodem, ale použije již nastavenou mapu se všemi TMC událostmi. Pouze tuto mapu vycentruje na požadované souřadnice a přiblíží ji tak, aby bylo vidět okolí bodu včetně všech silnic. Zobrazení bodu je vidět na obrázku 5.2. Na mapě jsou povoleny všechny ovládací prvky včetně posunu myší. Uživatel vidí i okolní události a může se posouvat po celé mapě, což mu umožní lepší orientaci.
Obrázek 5.2: zobrazení TMC události na mapě
5.2.3
Značky událostí
Jednotlivé události jsou na mapě zobrazeny různým dopravním značením:
Obrázek 5.3: silniční uzavírka
Obrázek 5.4: dopravní nehoda
Obrázek 5.5: dopravní zácpy
Obrázek 5.6: práce na silnici
21
Obrázek 5.7: výstraha
5.2.4
Zobrazení celé mapy
Uživatel si také může zobrazit celou mapu České republiky se všemi TMC událostmi a s kompletním ovládáním. Jak ukazuje obrázek 5.8., zobrazení je velice přehledné a uživatel se v něm brzy zorientuje a dokáže přizpůsobit svou plánovanou trasu jízdy aktuální dopravní situaci.
Obrázek 5.8. zobrazení celé mapy
5.3
Nastavení GPS
Uživatel si může nastavit svou polohu dvěma způsoby. První možnost je zadáním přesných GPS souřadnic, to je znázorněno na obrázku 5.9. Zadávání je textové do připravených inputboxů, a to buď ve formátu stupně°minuty’vteřiny‘‘, nebo pouze stupně s desetinou čárkou. Druhou možnost zachycuje obrázek 5.10 a jedná se o určené polohy pomocí mapy České republiky. Aplikace následně převede hodnoty do desetinného čísla ve stupních. Z těchto hodnot a polohy události vypočítá vzdálenost a zobrazí ji u každé TMC události. Na jejím základě může uživatel redukovat počet zobrazených událostí v okruhu 50, 100, 150 a 200 kilometrů.
22
Obrázek 5.9. textové nastavení GPS souřadnic
Obrázek 5.10: nastavení GPS souřadnic pomocí mapy
23
5.3.1
Zobrazení vzdálenosti
Na obrázku 5.11. vidíme nový sloupec na konci tabulky. Ten se objeví po zadání GPS polohy uživatelem a zobrazuje vzdálenost události od zadané polohy. Dále je zde aktivována redukce událostí na maximální vzdálenost 100km.
Obrázek 5.11: zobrazení vzdálenosti podle zadaných souřadnic
24
5.4
Funkční aplikace na internetu
Funkční verze webových stránek pro zobrazování TMC událostí se nachází na adrese http://www.stud.fit.vutbr.cz/~xkucir00/bc/index.php. Aplikace není přenosná, protože funkčnost Api.mapy.cz vyžaduje registraci s přesnou adresou stránky kde se bude mapa zobrazovat. Aplikace také využívá databázi na MySQL serveru umístěném na tomto serveru.
25
6
Porovnání s dalšími internetovými zdroji
6.1
Doprava.mapy.cz
Tento dopravní portál funguje na mapových podkladech z Mapy.cz a též je další ze stránek firmy Seznam.cz. Aktuální informace o událostech poskytuje firma Jednotný systém dopravních informací. Můžeme si zde vybrat lokalitu a typ zobrazovaných událostí. Dále jsou zde zobrazovány informace o hustotě dopravy v jednotlivých českých městech. Většina událostí zobrazených na portálu jsou práce na silnicích, které jsou ovšem na obrázku 6.1. vypnuty. Ostatních dopravních událostí je zde uveřejněno velice málo. V porovnání s ostatními sledovanými zdroji a mnou zpracovaným streamem je zde nejméně zpráv.
Obrázek 6.1: doprava.mapy.cz [6]
6.2
Zelená vlna na Českém rozhlasu
Český rozhlas provozuje službu pro řidiče s názvem Zelená vlna. Dopravní informace zobrazované na stránkách Zelené vlny poskytuje a plně za ně zodpovídá Národní dopravní informační centrum (NDIC). To je součástí Jednotného systému dopravních informací, který spadá pod Ředitelství silnic a dálnic ČR. Český rozhlas na základě smlouvy s JSDI a ŘSD šíří dopravní informace k řidičům nejen prostřednictvím rozhlasového vysílání Zelené vlny, ale i na svém webu.
26
Český rozhlas zprávy z NDIC nijak neupravuje, pouze je podle zadaných kategorií třídí na jednotlivé typy událostí a podle krajů. [7]
Obrázek 6.2: Dopravní aktuality na Zelené vlně [7]
27
Jak je vidět na obrázku 6.2., je zde podobný počet událostí jako z RDS streamu. Základní zobrazení vypisuje jen čtyři stručné informace o každé události, což je velice přehledné. U každého řádku se dají kliknutím zobrazit rozšiřující informace (viz obrázek 6.3.), které obsahují mimo jiné rozsáhlý popis události. Jedinou nevýhodou je absence mapy, která by tyto události zobrazila a poskytla tak uživateli celkový přehled o aktuálních dopravních informacích.
Obrázek 6.3: Podrobné informace o události na Zelené vlně [7]
6.3
ÚAMK
ÚAMK je společnost která provozuje síť "Žlutých andělů". Její hlavní činností je poskytování služeb motoristům v případě nouzových situací. Další činností je poskytování dopravních a turistických informací. Základními zdroji jsou Policie České republiky a nejmenované vlastní zdroje. Události jsou zde zobrazeny buď v souhrnném přehledu v tabulce (obrázek 6.5) nebo v rozsáhlejším výpisu s více podrobnými informacemi (obrázek 6.4). Dále je zde dělení na aktuální dopravu a dlouhodobé stavební uzavírky.
Obrázek 6.4: Výpis s podrobnými informacemi na ÚAMK [8]
28
Obrázek 6.5: Výpis událostí na ÚAMK [8]
6.4
Shrnutí V této kapitole jsme si představili tři weby zobrazující aktuální dopravní informace v České
republice. Zdroje informací se u všech tří aplikací liší, a proto každá zobrazuje část událostí stejných a část odlišných. I náš zdroj událostí, RDS stream, obsahuje jen část zobrazených informací na uvedených webech a další část událostí je zde unikátní. Zde je názorně vidět, že v České republice stále neexistuje centrální databáze aktuální dopravní situace, která by obsahovala úplný seznam ověřených informací. Textový výpis události, včetně této práce, se liší jen ve velikosti rozsahu nabízených informací a jejich počtu, který se odvíjí od zvolených zdrojů. Zobrazení na mapě se také velice podobá. Jediná odlišnost je u webu Doprava.mapy.cz, kde je vedle mapy i seznam událostí interaktivně spojen se značkami na mapě.
29
7
Závěr
Práce popisuje systém na přijímání RDS streamu, který rozděluje na TMC zprávy. Tyto informace zpracuje pomocí lokalizačních tabulek a uloží do databáze. Uživatel si tyto informace může zobrazit jak v textové podobě, tak na volně dostupných mapových podkladech. Bylo implementováno malé vylepšení v podobě práce s GPS souřadnicemi a výpočtem vzdálenosti události od uživatele. Funkční aplikace je dostupná na adrese http://www.stud.fit.vutbr.cz/~xkucir00/bc/index.php. V praxi se ukázalo, že ani RDS-TMC systém není stále dokonalý a při zpracovávání nového streamu se objevil index nepopsaný v tabulce událostí. Dále by bylo vhodné rozšířit tento systém o stálý příjem aktuálních dat v podobě rádiového přijímače. Jako další rozšíření by bylo možné navrhnout detailnější zpracovávání RDS streamu a získávání většího počtu informací o událostech. Z pohledu autora bylo hlavním přínosem seznámení s RDS-TMC technologií, její strukturou a využitím těchto informací v rámci internetu. Dále získání znalostí s prací s internetovými mapami a jejich API rozhraním.
30
8
Literatura
[1] BUREŠ, Petr. Radio Data System - Traffic Message Channel [online]. 2006 [cit. 2009-05-02]. Dostupný z WWW: . [2] UNITED STATES RBDS STANDARD : specification of the radio broadcast data system (RBDS) 9. duben 1998 [3] ISO 14819. Traffic and Traveller Information (TTI) – TTI messages via traffic message coding – 2003 [4] LUTNOVSKÝ, Marek. Jak se dopravní nehoda dostane do RDS-TMC. Navigovat.cz [online]. 2007 [cit. 2009-05-02]. Dostupný z WWW: . [5] Mapy API v2.0 [online]. 2006 [cit. 2009-05-02]. Dostupný z WWW: . [6] Doprava Mapy.cz [online]. 2006 [cit. 2009-05-08]. Dostupný z WWW: . [7] Český Rozhlas Zelená vlna [online]. c2000 [cit. 2009-05-08]. Dostupný z WWW: . [8] ÚAMK Žlutý Anděl [online]. [2006] [cit. 2009-05-08]. Dostupný z WWW: .
31
Seznam příloh Příloha 1. CD
32