Qué significa Arquitectura ITS?

Las arquitecturas ITS de alto nivel son desarrolladas para asegurar que los componentes del sistema se pueden integrar con éxito y que el despliegue del ITS cumple ciertos objetivos, a saber:

• Está planificado de una manera lógica.
• Cumple con los niveles de rendimiento deseados.
• Es fácil de administrar, mantener y extender.
• Proporciona el rendimiento deseado, y satisface  las expectativas de los usuarios.

Tienen las siguientes características:

• Describen la función,  papel y requisitos de  desempeño de los componentes,  y los enlaces de comunicación que permiten el intercambio de datos.
• Tienen en cuenta al mundo fuera del despliegue de ITS,  que consistirá en algunos o todos de los siguiente
  • Otros sistemas.
  • Los usuarios de los  servicios del ITS  - pora la movilidad de personas y mercancías.
  • Los operadores del sistema que administran y mantienen los componentes y las comunicaciones
  • A menudo pueden señalar las situaciones donde puede ser necesaria nueva tecnología y brindar argumentos para llevar a cabo la investigación.

La creación de una Arquitectura ITS de  alto nivel con una configuración óptima del sistema,  requiere el análisis de un número de diferentes - pero cruciales -  aspectos del despliegue propuesto, como sigue:

• Un punto de vista lógico (o funcional) - Que  funcionalidad  se necesita para entregar los servicios que admite la arquitectura ITS?
• Un punto de vista físico - Que  componentes del sistema son necesarios para entregar la funcionalidad requerida, y cómo se pueden agrupar estos componentes y localizarlos conjuntamente
• Un punto de vista de comunicaciones - ¿cómo la selección y distribución de la funcionalidad en los componentes del sistema y sus  ubicaciones, impacta en los requisitos generales de comunicaciones?
• Un punto de vista organizacional – ¿Que estructura organizativa se necesita para gestionar y operar la  implementación del ITS y cómo encaja esto con lo que ya existe?
• Un plan de despliegue - ¿Cómo se desplegarán los componentes y las comunicaciones, teniendo en cuenta el número de componentes del sistema existente se puede volver a utilizar?
• Un análisis de costo / beneficio  - para estimar el costo de suministro e instalación de los componentes y las comunicaciones, contra el valor de los beneficios del despliegue  del ITS.
• Un análisis de riesgo - para evaluar las áreas de riesgo asociadas con el despliegue, y quién será el responsable de su mitigación.

La relación entre los diferentes puntos de vista del sistema y otros aspectos importantes de la  implementación del ITS se ilustran con el siguiente diagrama.

Las relaciones que se muestran en el diagrama son bidireccionales para ilustrar cómo los resultados de los aspectos uno a uno, pueden influir en otra. Por ejemplo, como resultado de la creación del punto de vista de las comunicaciones y / o punto de vista de la organización,  puede ser en algún momento necesario modificar el punto de vista físico.

Para obtener el máximo beneficio de una arquitectura de alto nivel, se debe  desarrollar antes de realizar cualquier trabajo para adquirir los componentes y las comunicaciones necesarias para el despliegue del ITS.

La arquitectura ITS de bajo nivel (o componente), contienen los diseños reales y especificaciones de hardware, software, intercambio de datos y comunicaciones. Ellos definen más estrechamente las tecnologías necesarias requeridas, haciendo  uso de los  estándares de ITS relacionados, que se van a utilizar en particular para las interfaces y las comunicaciones  (VerEstándares ITS) A). Una arquitectura de bajo nivel podría ser desarrollada por el departamento de puesta en servicio, si tienen la experiencia, pero es más común que las especificaciones de diseño sean desarrolladas a  partir de una arquitectura de alto nivel por el integrador de sistemas o proveedor del sistema (Ver Ingeniería De Sistemas) y no siempre pueden ser de dominio público.

Existe una analogía entre los diferentes niveles de la arquitectura ITS y la arquitectura de una casa. En ambos casos, la arquitectura puede tener que ser expresada en varias formas para adaptarse a diferentes audiencias. Para el comprador de la casa, la arquitectura se utiliza inicialmente para mostrar cómo aparecerá la casa terminada y el plano de la misma, por ejemplo, tamaño de las habitaciones y donde se encuentran los baños. Una vez que el dueño está satisfecho, se añade más detalle para que los trabajadores de la construcción esten provistos de dibujos de las paredes, vigas y columnas incluidas sus dimensiones precisas. Del mismo modo, la arquitectura del sistema para un despliegue ITS, puede expresarse en diversas formas que son coherentes entre sí. La arquitectura ITS de alto nivel ofrece a los interesados vistas de  cómo les  aparecerá la  puesta en implementación del ITS. La arquitectura ITS de bajo nivel amplia esto con  los detalles técnicos que permiten a los proveedores de equipos e integradores de sistemas para implementar los servicios. La selección de una forma arquitectónica particular depende de hasta qué punto el concepto del ITS se ha desarrollado y las necesidades de la audiencia. La idea de múltiples formas arquitectónicas es consistente con los múltiples puntos de vista en el estándar IEEE 1471-2000, "Práctica recomendada para la descripción arquitectónica de sistemas de software intensivo."

Un arquitectura ITS de Marco, utilizará un conjunto de especificaciones de servicio conducido por el usuario para diferentes aplicaciones ITS que proporcionan una base flexible para un mayor refinamiento y desarrollo. Un enfoque de marco es particularmente adecuada para los casos en que un enfoque universal "de arriba abajo" no es factible. Una arquitectura ITS Marco proporciona lo básico para  planes maestros ITS autónomos para ser desarrollado en el nivel apropiado (nacional, regional o local). También puede facilitar la integración transfronteriza y un mercado abierto para equipos y servicios ITS interoperables. El ejemplo más conocido de una arquitectura ITS Marco es la arquitectura marco ITS Europea (the FRAME Architecture - Ver http://www.frame-online.net/). Muchos de países están utilizando la arquitectura Marco como el punto de partida para sus propios desarrollos  nacionales de arquitectura ITS - estos incluyen Australia, Austria, República Checa, Francia, Hungría, Italia y Polonia.

Las arquitecturas ITS Marco tienen las siguientes ventajas

• Hace  posible lograr la integración armoniosa de  sistemas mediante la definición de donde pueden ser usados estándares, normas y prácticas comunes
• Solicita la resolución de cuestiones importantes - tales como las relaciones de los Grupos de interés y responsabilidades para la provisión de infraestructura de comunicaciones
• Pueden ser desarrollados fácilmente y adaptados  para proporcionar una arquitectura ITS marco en diferentes contextos nacionales.
• Los usuarios pueden ampliar una arquitectura ITS  Marco para soportar  servicios adicionales.
• Pueden ser utilizadas para desarrollar arquitecturas ITS de bajo nivel (o componente) que están adaptadas para implementaciones ITS particulares - dando a los usuarios la libertad de crear sus propias configuraciones de componentes y especificar las redes de comunicaciones asociadas.
• Pueden ser utilizados para explorar configuraciones de componentes alternativos y las redes de comunicaciones asociadas - por lo que es posible investigar las opciones que conducen a una óptima arquitectura ITS para una implementación particular.

Muchas regiones del mundo han desarrollado arquitecturas ITS "Modelo"  que están adaptadas a las necesidades y requerimientos de su región y las organizaciones institucionales. Cuando se compara con una arquitectura ITS Marco,  por lo general son más prescriptivo en la forma las implementaciones ITS deben ser realizadas. A menudo contienen un punto de vista físico que definirá los componentes utilizados para entregar los servicios que la arquitectura es capaz de soportar. Por ejemplo la  USA’s National ITS Architecture (www.iteris.com/itsarch/) es fija y su uso es obligatorio si se solicita apoyo financiero federal para su despliegue. Define:

• Las funciones del sistema y los componentes del subsistema.
• Donde residen estas funciones (en el borde de la carretera, en un centro de gestión de tránsito, o en un vehículo).
• Las interfaces y los flujos de información entre los subsistemas.
• Los requisitos de comunicaciones para los flujos de información con el fin de hacer frente a los requerimientos de servicio de usuario subyacentes.
• Donde la normalización de equipos, interfaces y las comunicaciones a nivel nacional,  traerá beneficios.

Otras regiones que tienen, o están, teniendo en cuenta el desarrollo de una arquitectura "Modelo" nacional incluyen Canadá, Chile, Japón, Corea y México. Hay más información  disponible en la revisión de las arquitecturas  ITS actuales en uso y/o en proceso de planificación alrededor del mundo, las cuales están disponibles en la página"Library/Other Architecture Reports" de la página web MARCO en: http://ww.frame-online.net.

Ambas,la arquitectura ITS Marco y  la arquitectura ITS Modelo,  proporcionan una estructura (o plantilla) a partir de la cual se pueden adaptar arquitecturas ITS para una generar una implementación particular. Esto permite al usuario la flexibilidad de adaptar la arquitectura para implementaciones específicas sin perder el beneficio de sus características comunes - tales como las interfaces para los componentes y las comunicaciones del sistema. Las interfaces estándar son muy importantes para la integración consistente de sistemas y tendrán mayor importancia en el futuro con el advenimiento de los sistemas cooperativos ("C-ITS" para abreviar, y conocido como "vehículos conectados" en los EE.UU.). Esto es debido a la necesidad de que los servicios  se entreguen de la misma forma, en todas partes dentro de una región, por ejemplo los EE.UU., Europa, Australia y Japón. Ellos hacen  el intercambio de información posible a un nivel asequible y eficaz.

Las arquitecturas ITS que están adaptadas y personalizadas desde una  arquitectura ITS Marco, tiene las siguientes características:

• Pueden ser utilizadas tanto  para una implementación del ITS particular, o como la base para una serie de implementaciones de ITS que utilizan parte o la totalidad de un conjunto común de funcionalidades (como implementaciones ITS regionales o urbanas)
• Es posible modificar el contenido y agregar funcionalidad para soportar servicios adicionales antes de definir el punto de vista físico
• Aunque la adición de  funcionalidad adicional no es difícil, a menudo es ventajoso contar con la ayuda de consultores especializados.
• Se necesitará una herramienta para habilitar la  arquitectura ITS Marco a  ser adaptada y esto puede simplificar su uso y aplicación.

LA ARQUITECTURA MARCO (Ver  http://www.frame-online.net) es el mejor  ejemplo  conocido de una arquitectura ITS Marco siendo utilizados como el Maestro  para las implementaciones ITS regionales y urbanas  en Europa y otros países, así como proyectos de investigación europeos.

Las arquitecturas ITS que son personalizadas a partir de una  arquitectura ITS “Modelo”, tienen las siguientes características:

• Pueden ser utilizadas tanto  para una implementación del ITS particular, o como la base para una serie de implementaciones de ITS que utilizan parte o la totalidad de un conjunto común de componentes y redes de comunicaciones (como implementaciones ITS regionales o urbanas)
• El contenido es más restringido en cuanto a su funcionalidad, aunque puede haber opciones limitadas para variar la configuración de los componentes - por ejemplo, las opciones para la red de comunicaciones están restringidas a lo que es compatible con las especificaciones comunes.
• Como consecuencia de que el contenido está siendo restringido, una arquitectura ITS "modelo"  no  puede ser ampliada fácilmente por sus usuarios para incluir servicios que anteriormente no eran compatibles - esto tiene que ser hecho por consultores especialistas.
• Si no está disponible, una herramienta tendrá que ser proporcionada para habilitar que la arquitectura ITS "modelo"  pueda adaptarse y esto puede simplificar su uso y aplicación.

La Arquitectura Nacional ITS de EE. UU. (http://www.iteris.com/itsarch/) es probablemente, el ejemplo  más conocido de arquitectura ITS “Modelo” siendo utilizada como el "maestro" para las implementaciones ITS  regionales y urbanas  en los EE.UU., Canadá, Chile, Israel y otros países.

La elección de  cual enfoque de desarrollo para la arquitectura ITS utilizar,  depende del objetivo último de la autoridad u organización responsable - y dependerá de cómo la arquitectura ITS se va a utilizar y cual será el punto de partida para su creación. En algunos casos el uso de una arquitectura ITS  "modelo" es obligatorio. Por ejemplo, en los EE.UU., la financiación federal para el despliegue de ITS está condicionada al uso de la Arquitectura Nacional.

Una arquitectura ITS Marco, es generalmente más flexible que una arquitectura ITS "modelo"- aunque ambos se puede ampliar para incluir servicios adicionales y / o alternativos. La arquitectura ITS Marco  no es prescriptiva, por lo tanto, puede facilitar la búsqueda de una solución óptima de componentes / comunicaciones a una implementación ITS. El uso de una  arquitectura ITS Marco requiere algún tipo de formación de los expertos, ya que sus usuarios necesitan entender el proceso de creación de la arquitectura ITS y cómo  utilizarla. (Ver Recursos) Una arquitectura ITS “Modelo” es  menos flexible, ya que contiene restricciones para la configuración de componentes y especificaciones de comunicaciones. Pero si no se necesitan cambios en los servicios soportados, a menudo son más fáciles de usar y no requieren que sus usuarios a sean expertos en la creación de una arquitectura ITS.

Para las economías en transición, es importante volver a lo básico para comprender el alcance de la función ITS para mejorar los problemas de transporte local y responder a las necesidades del usuario. Estos deben reflejarse plenamente en el diseño y las especificaciones de la arquitectura ITS. Esto es necesario para que las implementaciones de ITS sean planificadas y bien adaptados al contexto local. (Ver Estrategias de Implementación de ITS)Debe observarse que una  arquitectura ITS  "modelo" de una región puede requerir modificaciones considerables para adaptarla para que pueda ser usada en otros lugares de otras implementaciones de ITS.

Los profesionales de arquitecturas ITS  utilizan muchos términos - unos pocos se usan con más frecuencia que otros. Estos incluyen "componente", "datos", "información" y "comunicaciones". Es necesario  asegurarse de que todo el mundo tiene la misma comprensión de la forma en que se utilizan. Además, los profesionales deben entender la diferencia entre  "arquitectura funcional o lógica" y "arquitectura física".

Componente

Al considerar una Arquitectura ITS, un "componente" es un término generalizado usado para cualquier parte constituyente de cualquier  implementación ITS que se puede proporcionar como un elemento individual. Puede ser considerado como un "bloque de construcción" de la cual se ensamblan las implementaciones ITS. Puede ser creado a partir de uno o más "bits" or hardware o una combinación de hardware y software. A veces, un conjunto combinado de los componentes se llama un "subsistema" de los cuales puede haber varias en una misma  implementación ITS.

Datos e Información

Los datos acerca de lo que está sucediendo en el mundo exterior que es relevante para la aplicación del ITS, llega de muchas fuentes. (Ver Infoestructura Básica y Datos e Información) que puede representar la presencia de un vehículo, datos sobre un viaje que un viajero quiere hacer, o los detalles de los bienes y el origen y destino de sus movimientos. Los datos también pueden ser proporcionados por otros sistemas - como datos sobre el clima o los detalles de los servicios prestados por los medios de transporte distintos de la carretera.

La información es el resultado de los datos que han sido procesados por uno o más componentes dentro de la aplicación ITS. Puede ser tasas de flujo de tránsito, las condiciones del tránsito, un plan de viaje, o los detalles de un movimiento de mercancías. También puede ser el contenido de un Cartel de mensajes variables y las luces "rojo/amarillo/verde" de las señales de tránsito.

Comunicaciones de Datos

El término "comunicaciones de datos" o a veces "enlace de comunicaciones de datos" es el término dado al mecanismo a través del cual se transfieren los datos o información de un componente a otro - o entre un componente y algo fuera de la aplicación ITS. Puede consistir en uno o más medios de transmisión tales como cable físico, inalámbrico, microondas o infrarrojos - aunque su uso específico puede no estar definido en la arquitectura ITS. Las comunicaciones entre las personas están habilitadas a través de una interfaz proporcionada por un componente especial. Por ejemplo una interfaz de operador puede proporcionar acceso a varios  servicios ITS o información al viajero puede ser proporcionada por un cartel de mensaje variable.

Arquitectura Lógica o Punto de vista Funcional

La arquitectura lógica o punto de vista funcional representa las funciones del ITS y los flujos de datos asociados que tienen lugar entre los componentes internos y las que vinculan externamente a la gente, fuentes de datos y otros sistemas. La arquitectura se define en la descripción formal de los servicios. Su desarrollo se utiliza para identificar áreas comunes de funcionalidad - de modo que los datos pueden ser compartidos a través de tantos servicios como sea posible. Se aplica el principio de "recoger los datos una vez, compartir y utilizar muchas veces". La arquitectura lógica es independiente de cualquier enfoque de hardware o software.

Mientras que todas las arquitecturas ITS tienen una arquitectura lógica, la necesidad de hacerla visible depende del tipo de  arquitectura ITS que se está creando y cómo se va a utilizar. En términos generales, las Arquitecturas ITS Marco las necesitan, pero arquitectura ITS personalizadas no lo hacen. Como la arquitectura lógica - o punto de vista funcional - aparece y se accede,  dependerá de qué tipo de  arquitectura ITS se utiliza como punto de partida para su creación.

Arquitectura o punto de vista física

En el contexto de la ingeniería de sistemas, la arquitectura o punto de vista física, muestra cómo se va a distribuir la funcionalidad definida por la arquitectura lógica (o punto de vista funcional) entre los componentes del sistema en diferentes organizaciones y lugares. No es un diseño de detalle, ni incluye detalles sobre los números específicos de los sistemas o equipos a determinadas ubicaciones geográficas. La responsabilidad de la propiedad, operación y mantenimiento de los componentes del sistema también puede dividirse entre diferentes organizaciones.

Una de las ventajas de utilizar una  arquitectura ITS Marco (tales como la Europea arquitectura Marco) es la opción de explorar las arquitecturas físicas alternativas mientras se mantiene la misma arquitectura lógica. Esto hace que sea posible llegar a una distribución óptima de funcionalidad en respuesta a los requisitos locales.

Arquitectura o Punto de Vista de comunicaciones

La arquitectura o punto de vista de comunicaciones se crean a partir de la arquitectura física y proporciona una especificación más detallada de los flujos de datos. Es en este punto que las características de flujo de datos se definen, por ejemplo cuánto tiempo la transferencia de datos puede tomar, con qué frecuencia, que seguridad  será necesaria y cuantos datos es probable tener. La necesidad de interoperabilidad se puede evaluar - por ejemplo, permitiendo a la misma forma de pago electrónico que se utilizará para todos los servicios. Estas especificaciones detalladas permiten una búsqueda de estándares adecuados de comunicación local, nacional o internacional. Las normas existentes se deben utilizar siempre que sea posible ya que esto evita el proceso de creación de  estándares (a veces largos)  y pueden hacer que sea posible el uso de las infraestructuras de telecomunicaciones existentes. Esto significa que las implementaciones de ITS pueden tomar ventaja de los rápidos cambios que tienen lugar en la industria de las telecomunicaciones. La elección de comunicaciones dependerá de lo que está disponible a nivel local y las tarifas que pueden ser negociados con los proveedores de servicios. Estas cuestiones han de ser explorados con los proveedores de comunicaciones.

Arquitectura o Punto de Vista Organizativa

La arquitectura o punto de vista organizativa,  también se crean a partir de la arquitectura física y muestra quién será el responsable de la operación, mantenimiento y gestión de los componentes y enlaces de comunicaciones. También destacará la estructura organizativa que será necesaria para apoyar la aplicación ITS de manera que se puede comparar con lo que existe actualmente. Esto permite detectar cualquier cambio que será necesario en la estructura organizativa, las funciones y responsabilidades,  y luego acordarlos con los distintos Grupos de interés  antes de iniciar su implementación

Límite del sistema

Este es un concepto importante pero que a veces se pasa por alto,  dicho concepto  define los límites exteriores de la aplicación ITS, - y dónde y en qué forma, son necesarias las interfaces entre los subsistemas y los usuarios finales. Así como la descripción de las interfaces también es necesario describir cómo los subsistemas esperan que lo que está fuera de la  aplicación ITS  debe comportarse. Un ejemplo de este tipo de interfaz es la conexión a una base de datos de registro de vehículos en poder de la autoridad policial o registro de licencias, que un subsistema ITS puede necesitar acceder a los efectos de recoger los pagos electrónicos de peaje. Para la arquitectura ITS la descripción de la base de datos sólo tiene que decir lo que se espera que haga, por ejemplo, proporcionar información de contacto para un vehículo específico.

Un punto importante a destacar es que los usuarios finales que son los seres humanos, por ejemplo, los viajeros, operadores de sistemas de transporte, planificadores y gestores de flotas, están siempre fuera de los límites del sistema. Son las interfaces de entrada y salida que se les proporcionan las que están dentro de los límites del sistema.