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Dossiers

Les flottes de véhicules dans les nuages

Par Zeljko Loncaric, ingénieur marketing chez congatec et Iñigo Etxabe, co-fondateur et CTO de Datik

Publication: 7 août

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Désormais, il est indispensable pour les transporteurs de connecter leurs flottes dans le cloud...
 

Le fournisseur de solutions espagnol Datik est spécialisé dans ces solutions cloud pour les transports en commun. Ses ordinateurs edge gèrent également l’intelligence nécessaire à l’intérieur des bus, afin de consolider les capacités de traitement des véhicules au sein d’un dispositif “tout en un” équipé de modules congatec Qseven évolutifs.

Les transporteurs publics souhaitent surveiller et gérer leurs flottes en temps réel pour optimiser la qualité de leur service, diminuer les coûts et améliorer la sécurité. Pour y parvenir, il est nécessaire de placer toutes les informations pertinentes des véhicules dans le cloud en temps réel, comme par exemple la vidéo surveillance pour la sécurité. Des connexions stables et un haut débit sont nécessaires ainsi qu’une plate-forme informatique fiable capable de s’adapter aux différentes demandes des transporteurs.

La plupart des grandes villes et des zones urbaines disposent aujourd’hui d’au moins la 3G avec jusqu’à 7,2 Mbits/s ou même du LTE avec jusqu’à 3,9 Gbits/s en débit mobile. C’est suffisant pour diffuser en streaming des données haut débit provenant de plusieurs caméras de surveillance dans le cloud. Ainsi, le défi précédent qui était d’assurer une connexion haut débit s’est transformé en une question : le transporteur a-t-il besoin de ce service et cela entre-t-il dans son budget ? Aujourd’hui, le principal défi consiste à adapter à la perfection la mise en place de l’application de la flotte et fournir une plateforme informatique edge puissante en mesure d’héberger tous les services nécessaires de façon à ce que les transporteurs puissent choisir librement parmi un large choix de services et différentes configurations au sein de ces services. Ces services comprennent entre autres :

- Localisation de la flotte et suivi de la ponctualité du service (1),

- Console du conducteur pour divers usages, dont la navigation (2),

- Contrôle de la consommation de carburant avec objectifs spécifiques pour chaque trajet (3),

- Fonction appel vocal entre le conducteur du bus et le centre de contrôle (4),

- Surveillance du bon fonctionnement du véhicule avec fonctions d’alarme via plusieurs bus CAN pour la transmission, le confort et le diagnostic (5),

- Billetterie avec lecteurs et/ou imprimante (6),

- Informations pour les passagers aux arrêts et à bord des bus par affichages et annonces (7), intégration de signalétique avec contenu localisé (7),

- Vidéo surveillance avec caméras multiples y compris l’enregistrement et le streaming en direct dans la salle de contrôle (8),

- WiFi pour les passagers avec contrôle de débit, filtrage des contenus et portail captif pour suivre les passagers et les statistiques.

Fonctions modulaires pour optimiser la satisfaction du client

Datik a choisi une approche modulaire pour la conception de ses services de transport ainsi que la plate-forme matérielle sous-jacente qui gère tous les calculs et les communications dans les bus. Les transporteurs peuvent choisir les services dont ils ont besoin et choisir aussi à partir des options modulaires dans ces différents services. Pour le suivi de la ponctualité par exemple, les temps d’arrivée peuvent être affichés seulement sur la console du conducteur et le cloud de gestion ou également sur les écrans dans les véhicules ainsi qu’aux arrêts. Une appli supplémentaires sous iOS et Android peut compléter les offres de service pour les conducteurs et les passagers. La même approche modulaire s’applique à tous les périphériques connectés comme les lecteurs et les imprimantes de tickets. Des installations d’écrans et de caméras vidéo flexibles allant jusqu’à quatre caméras sont également possibles. Pour répondre à ces besoins variables avec une seule plate-forme edge basse consommation et robuste, Datik recherchait une architecture RISC dotée du moteur de commutation le plus simple à utiliser et la société l’a trouvée avec les Computer-on-Modules au format Qseven.

Computer-on-Modules standards

Les Computer-on-Modules sont standards et les coeurs informatiques sont prêts à l’emploi pour des systèmes personnalisés. Les avantages de ces super composants ne visent pas seulement à diminuer la nomenclature du département Achats mais également à diminuer les délais et à faire des économies par rapport aux designs full custom. Ces modules sont fournis avec un support carte applicative et souvent aussi un PCB et des échantillons de tracés d’interfaces pour la carte porteuse spécifique qui doit être uniquement adaptée à l’application. Ainsi les OEM tirent parti des capacités de personnalisation d’un design full custom associé à un délai de mise sur le marché plus court et d’une maîtrise des coûts avec des solutions standards du marché. De plus, la modularité des Computer-on-Modules apporte une grande évolutivité ainsi qu’une longévité de la solution car les modules peuvent être facilement échangés quel que soit le fournisseur de module ou de processeur. Les Computer-on-Modules standards sont bien plus intéressants pour les concepteurs de plates-formes ARM/RISC que tout autre module ou plate-forme d’évaluation processeur spécifique qui conduira inévitablement à des designs full customer onéreux. Les Computer-on- Modules diminuent aussi beaucoup les efforts consacrés à tout le cycle de vie car les appareils connectés ont besoin de mises à jour constantes du pilote ou du firmware que les fournisseurs de modules fournissent à la demande. La standardisation propose en plus un hébergement quel que soit le fournisseur pour faire avancer de manière stable et fiable les spécifications.

Le standard le plus adéquat

Parmi les standards Computer-on-Module existants, Datik avait à choisir entre Qseven et SMARC car ces deux standards prennent en charge les technologies RISC/ARM et x86 tandis que COM Express ne prend seulement en charge que le x86. Au final, c’est Qseven qui a convaincu car il dispose de la plus grande base d’appareils installés à ce jour, ce qui assure que ce standard sera pris en charge pendant de nombreuses années. Et puisque les petits formats sont en pleine croissance, Qseven va profiter de cette tendance par davantage de ventes et par une diffusion plus large au cours des prochaines années. SMARC n’était pas une option car la nouvelle spécification 2.0 n’était pas disponible à cette époque et la part de marché est encore faible. Du point de vue de Datik, un basculement vers SMARC 2.0 n’est nécessaire que lorsqu’on a besoin de gérer plus de trois écrans indépendants avec une seule plate-forme.

Pour équiper leur plate-forme polyvalente, Datik a choisi les modules conga-QMX6 équipés de processeurs NXP i.MX6. La gamme de processeurs ARM Cortex 9 offre une large évolutivité allant des options mono, double et quatre coeurs. Les processeurs fournissent également des capacités de calculs intensifs associées à une solution graphique puissante pour de nombreux écrans et intègrent un moteur de décodage/codage vidéo, ce qui est très important pour la vidéo surveillance. En outre, la gamme de processeurs i.MX est qualifiée pour des applications automobiles et par conséquent c’est la plate-forme idéale de Datik pour ses clients. Pour pouvoir faire tourner toutes les différentes tâches sur un module Qseven, Datik a choisi l’option quatre coeurs avec une performance de 4 x 1 GHz. L’autre avantage de ces processeurs est qu’ils sont largement pris en charge par plusieurs systèmes d’exploitation, y compris Android et Yocto Project, ce qui rend les développeurs indépendants de l’architecture processeur sous-jacente que Datik utilise sur sa plate-forme.

Extension de l’évolutivité au-delà de i.MX6

Cette prise en charge ouvre à Datik la voie d’une optimisation catalogue existant comprend les tout nouveaux processeurs Atom, Celeron et Pentium ainsi que les APU AMD Embedded G-Series. Cette large évolutivité permet à des fournisseurs comme Datik de proposer des produits aux performances variées en échangeant seulement des modules disponibles dans le commerce. Datik a déjà identifié un booster de performances comme amélioration prochaine du système. Mais c’est autre chose que ce qu’on vient de décrire. Il s’agit d’un module Qseven avec un processeur i.MX8 car cette nouvelle génération de processeurs devrait être bientôt disponible. C’est à l’heure actuelle un parfait exemple pour montrer les avantages d’une approche modulaire avec des computer-on-modules standards par rapport à un design full custom. Avec les computer-on-modules standards, vous n’avez qu’à demander à votre fournisseur un nouveau module, le brancher, le tester et c’est tout. Il est presque impossible d’obtenir une arrivée sur le marché plus rapide avec moins d’efforts ! Donc les ingénieurs du secteur ARM/RISC devraient vraiment évaluer l’utilisation des Computer-on-Modules sur un format Qseven ou SMARC car même le i.MX8 aura un jour un successeur.

Le jeu de fonctions de l’ordinateur d’un véhicule

Pour finir, regardons ce qu’offre le système sans ventilateur de Datik : le système DCB (Datik Computing Brain) à quatre coeurs tourne sur un Linux embarqué basé sur Yocto. Les écrans d’info-divertissement des passagers sont connectés via HDMI et la console du conducteur avec écran tactile utilise le VGA. Jusqu’à quatre caméras avec vision infra-rouge pour des situations en éclairage critique peuvent être connectées. Un connecteur E/S audio est dédié aux informations passagers, annonces faites au conducteur et les communications avec le centre de contrôle. Deux connecteurs du véhicule offrent des interfaces adaptées, dont 3 x bus CAN et 1 x ligne K pour le diagnostic véhicule, 2 x RS-232/RS-485 pour des périphériques comme les écrans et/ou les imprimantes, 1 x odomètre ainsi que 12 entrées et 4 sorties numériques avec diagnostic. Des interfaces dédiées connectent le GPS, le WiFi et les antennes 3G. De plus, le système fournit 3 USB ainsi qu’un Gigabit Ethernet pour les lecteurs et autres connexions. Le SE, les applications et les données système comme le logiciel de navigation sont stockés sur un SSD de 4 Go et les flux vidéo des caméras de surveillance peuvent être stockés sur un second SSD de 250 Go.

Choisir le bon fournisseur de modules

Datik a choisi congatec comme fournisseur car la société est reconnue sur son secteur et dispose d’un excellent partenaire distributeur en Espagne avec Matrix. “congatec et Matrix sont de grands professionnels. La disponibilité et le conseil de ces deux sociétés sont excellents et la continuité de leurs produits et la gestion des mises à niveau conviennent parfaitement. Ils facilitent vraiment la vie de leurs clients pour tester et valider de nouvelles solutions et à ce jour, nous avons toujours eu des délais raisonnables pour gérer nos transitions”, a résumé pour sa part Iñigo Etxabe, CTO de Datik concernant son expérience de collaboration avec congatec. “Maintenant, nous comptons vraiment disposer rapidement des nouveaux modules i.MX8”.

L’ordinateur du véhicule dans des zones tropicales

La solution de gestion de la flotte basée dans le cloud de Datik, iPanel avec la plate-forme edge DCB basée sur des computer-on-modules Qseven de congatec est déjà sur les routes de l’Europe du Sud, en France et en Espagne, ainsi qu’en Amérique Latine, et d’autres régions du monde vont venir. Comme certaines régions sont tropicales, les systèmes doivent supporter des températures extrêmes et une forte humidité. C’est pourquoi la conception du système est spécifiée pour fonctionner dans des environnements allant de 0°C jusqu’à +60°C tout en étant également protégé contre les chocs et les vibrations. Les clients sont des opérateurs de flotte de véhicules de grandes villes ou métropoles comme Madrid, Paris, Varsovie et Marseille en Europe et Mexico City, Guadalajara (Mexique), Santiago du Chili et Lima (Pérou) ainsi que des grands OEM comme Irizar Group avec une présence commerciale dans plus de 90 pays sur cinq continents.

http://www.congatec.com/

http://www.datik.es/

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