DATEX II EINFÜHRUNG MDM Konferenz - DATEX II - Juni 2018, Berlin - MDM-Konferenz
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MDM Konferenz – DATEX II
18. Juni 2018, Berlin
DATEX II EINFÜHRUNG
Jörg Freudenstein
▪ Seit 2005 Projektingenieur bei AlbrechtConsult
▪ Schwerpunkte Software Engineering / Software
Prozesse, Kommunikationsnetze und verteilte Systeme,
Softwarearchitekturen sowie Datenmodellierung
▪ Erstellung von DATEX-Profilen für den
Mobilitätsdatenmarktplatz (MDM)
▪ MDM-Fachberater der BASt inkl. 3rd Level Support
▪ Aktive Mitarbeit in der DATEX Entwicklung und
Standardisierung
▪ Mitglied im Project Expert Team ‚Traffic Management‘
von CEN/TC 278
2 DATEX II – 18. Juni 2018
Überblick DATEX II Einführung
Zielsetzung - Hintergrund
Historie und Entwicklung
Aktuelle Verbreitung
DATEX Profile im MDM
3 DATEX II – 18. Juni 2018
Zielsetzung
Intelligenter Verkehr als politische Zielrichtung, insb. auch der EC
ITS, C-ITS
Notwendige Voraussetzung:
Interoperabilität durch offene Schnittstellenstandards
Kopplung von (IT-gestützten) Geschäftsprozessen
Kopplung von (IT-)Systemen
Kopplung von Maschinen/Algorithmen (!)
Eigenschaften
Automatischer Datenaustausch anstelle von manueller Eingabe
‚Weiche‘ Echtzeit anstelle unkalkulierbarer Verzögerungen
Kodierte, algorithmisch verarbeitbare Semantik anstelle von
textueller oder grafischer Darstellung (Visualisierung)
4 DATEX II – 18. Juni 2018
Hintergrund
Die Europäische Kommission ist daher seit jeher ein Unterstützer
der DATEX-Initiative
Spezifikationen der IVS-Richtlinie
Delegierte Verordnungen
Viele Staaten haben DATEX zur Grundlage nationaler Initiativen
gemacht. Das Aufsetzen Nationaler Zugangspunkte wird
verpflichtend:
Deutschland (MDM), Niederlande (NDW),
Schweden (STA-Dienste), …
Andere Staaten haben ein eher ambivalentes Verhältnis, meist
aufgrund konkurrierender, nationaler Standards (z.B.: UK –
UTMC)
5 DATEX II – 18. Juni 2018
Wer steckt dahinter?
Straßenbetreiber
Öffentliche Straßenbetreiber (und Ministerien)
auf strategischer Ebene mit eigenem Personal
auf technische Ebene häufig vertreten durch beauftragte
Spezialisten
Private Straßenbetreiber
(aber meist durch ihre Konzession ‚motiviert‘)
(Sehr) Wenig Industrie
Die Europäische Kommission
- seit 2016 direkt als Auftraggeber
(vormals oft als Fördermittelgeber von Projekten an ihre
Mitgliedstaaten)
6 DATEX II – 18. Juni 2018
Was ist denn nun DATEX II? 7 DATEX II – 18. Juni 2018
Unfälle, Verkehrsmeldungen
Umfelddaten Staus
Geschwindigkeitsbeschränkungen
LSA (als Erweiterung)
Bahnübergänge
Anweisungen der Straßenbetreiber
Messwerte (Schleifen)
Baustellen, Fahrstreifen
Fähren, Autoreisezüge
Parken Aber kein ÖPNV:
X
(kommunal und LKW-Parken)
Wechselverkehrszeichen
8 DATEX II – 18. Juni 2018
DATEX II …
besteht aus:
Methodik (Metadatenmodell UML 2.4.1, Regeln)
UML-Datenmodell (dynamische Straßenverkehrsdaten)
Generierungssoftware für Datenschemata ( Meldungssyntax)
(browserbasiert sowie als Windows-Tool
Dokumentationsportal
basiert auf allg. akzeptierten IT-Standards (UML, XML, http, …, neuerdings auch
GeoJSON, ASN.1)
wird von der DATEX Nutzergemeinde (i.W. Straßenbetreiber) kostenfrei und ohne
Rechtevorbehalt zu Verfügung gestellt
ist in modifizierter Form (aber inhaltlich konsistent) als CEN/TS bzw. CEN/EN
16157 (Technische Spezifikation / Europäische Norm) standardisiert
9 DATEX II – 18. Juni 2018
Historie – die Anfänge
DATEX
Spezifikation in der ersten Hälfte der 90er Jahre (DATEX Task Force)
Implementierungen 95
Zwei CEN Vornormen im April/Mai 2000
Technisch ein Kind seiner Zeit:
EDIFACT (ASCII-kodierter, strukturierter Text)
FTP-Austausch der Meldungen
ISDN-Vernetzung (Stand- oder Wahlleitungen)
Schon bei Einführung weitgehend veraltet durch die rasante Entwicklung der IKT: Internet,
HTTP, XML
Bekannte Probleme
Kein klar definiertes Datenmodell
Textuelle Spezifikation oft unvollständig oder mehrdeutig
Widersprüche
10 DATEX II – 18. Juni 2018Historie – 2000er Jahre
TRIDENT (5. Forschungsrahmenprg. der EU ’00-’02)
Vorschlag für eine neue DATEX-Generation:
„Objektorientierter Ansatz“
Sehr ähnliche Vorschläge wurden zeitgleich und
unabhängig im TEN-T-Projekt COURIER erarbeitet
(Datenaustausch zwischen England und Wales)
Ausgangspunkt für SIRI-Standards des ÖV
(CEN/TS 15531 Serie)
DATEX TC Experten Gruppe unter Leitung der Highways
Agency hat TRIDENT/COURIER geprüft und
Verbesserungen vorgeschlagen (´02/´03)
11 DATEX II – 18. Juni 2018Historie – 2000er Jahre (II)
Das DATEX Technical Committee (TC) erarbeitete aufgrund
der Vorarbeiten einen Arbeitsplan (2003)
Die Europäische Kommission beauftragte eine
internationale Expertenkommission im Rahmen des „D2“-
Projekts mit der Umsetzung (12.03 bis 02.05); die
Ergebnisse wurden an das TC übergeben
( interessant: z.T. TPEG- & GEWI-Experten)
Erster öffentlicher Demonstrator im Juni 2006 auf der
i2tern-Konferenz
Erste öffentlich Verfügbare Release
(DATEX II v1.0) im Dezember 2006
12 DATEX II – 18. Juni 2018Historie – jüngere Zeit
Mit Übergang von den Euregionalen Projekten
zum EasyWay-Programm wurde die
Zuständigkeit für die Pflege von DATEX II neu
organisiert
Die EasyWay Expert and Studies Group ESG5
übernahm die Pflege und Weiterentwicklung
(Übergabe der Federführung von UK an DE)
Zunächst kommissarisch durch das Bundesland
Rheinland-Pfalz (Chairman R. Dölger) – später
dann Übergabe an die BASt (T. Geißler)
13 DATEX II – 18. Juni 2018Historie – jüngere Zeit (II)
Die EasyWay ES5-Organisation pflegt eine Enge Kooperation mit der
zuständigen Arbeitsgruppe in CEN TC278 (WG8)
Die wesentlichen Festlegungen werden – bei Konsens – in den
korrespondierenden CEN-Standards der CEN/TS 16157-Reihe
festgehalten
Das Zusammenspiel von DATEX-Organisation und CEN /TC278 WG8 ist
in einem von beiden Seiten akzeptiertem Dokument festgehalten
(Rules of Procedure: http://www.datex2.eu/content/datex-ii-rules-
procedure)
Festlegungen für Versionsveröffentlichungen:
„Major Releases“ (1.x, 2.x…) zeitgleich mit der Überarbeitung der Technischen
Spezifikation durch CEN (d.h. für CEN/TS ca. alle 3-4 Jahre)
„Minor Releases“ (n.1, n.2…) einmal im Jahr; abwärtskompatibel
14 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX II aktuelle Entwicklung
Standardisierung und Versionen
Die ersten, auf DATEX II 2.0 basierenden CEN Standards (CEN/TS 16157
Serie, Teile 1-3) wurden 2011 veröffentlicht, 4 und 5 folgten etwas später
2014: Veröffentlichung von Version 2.3 mit einem für ITP optimierten
Parkraummodell u. Standardisierung als CEN/TS 16157 Teil 6
2018: Überführung Teile 1-3 in eine Europäische Norm, Hinzunahme von
Teil 7 Common Elements
Parallel dazu Veröffentlichung von DATEX II Version 3.0
Organisation
Nach Beendigung von EasyWay 2 fokussierte ITS Projekte („Korridore“)
Als „Überbau“ fungierte die European ITS Plattform (EIP)
Seit 2016 als sog. Programme Support Action (PSA) direkt über eine
Ausschreibung der EU finanziert
15 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX II Entwicklung
90er 2004 2007 2011 2014 2018
Versionen
DATEX ‚D2‘ v1.0 v2.0 v2.3 v3.0
Level A „Meldung“ „Domänen-Modell“ (Ontologie)
„Datenkatalog“
Datenmodell
„Meldungstemplate“
Level B / „Erweiterung“ „Meldung“ (Profil)
Profil „Publikation“
Level C F&E F&E
2000 2006
Projekte TRIDENT Methodik
COURIER Proj.(DE)
2003 2009 - 2012 2016-
TC EasyWay ESG5 EC PSA
2003-05 2013 - 2015
D2 EIP
16 DATEX II – 18. Juni 2018Überblick über die Europäische Norm für DATEX
CEN/EN 16157
Teil 1: Context and Framework wird publiziert
Teil 2: Location referencing wird publiziert
Teil 3: Situation wird publiziert
Teil 4: Variable Message Sign in Arbeit, z.Z. noch als TS
Teil 5: Measured & Elaborated data in Arbeit, z.Z. noch als TS
Teil 6: Parking Information in Arbeit, z.Z. noch als TS
Teil 7: Common data elements wird publiziert
+ weitere zukünftige ?
Z.Z. gibt es starke Standardisierungsaktivitäten in den
CEN/TC278 Working Group 17 (Urban ITS), die ggf. auch neue
Teile von DATEX hervorbringen könnten
17 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX II, Version 3.0
Bisherige Version 2.3 stammt aus Dezember 2014
Version 3.0 wurde Ende Mai 2018 beim DATEX User Forum in Utrecht
erstmals vorgestellt
Neue Webseite und Dokumentationsportal werden in Kürze
freigeschaltet
Neue Version ist nicht rückwärtskompatibel, enthält auch viele
strukturelle Neuerungen
Für Bestandssysteme werden auch die 2.x-Systeme noch über längere
Zeit hinweg betreut
Einführung der Version 3.0 geht einher mit der Migration des CEN-
Standards in eine Europäische Norm (CEN/EN 16157)
18 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX User Foren
2014: User Forum in Prag
2016: User Forum in Dublin
2018: User Forum in Utrecht
2020: User Forum in ??
19 DATEX II – 18. Juni 2018Aktuelle Verbreitung von DATEX II
Nationale Zugangspunkte
Regionale Zugangspunkte
Teilweise In Vorbereitung (Schweiz)
20 DATEX II – 18. Juni 2018Aktuelle Verbreitung von DATEX II
laut Selbstauskunft
über die DATEX
Webseite; eine
Eintragung dort ist
nicht zwingend
www
21 DATEX II – 18. Juni 2018Anwendungsszenarien
Verkehrsmanagementzentrale
Kopplung mit Nachbarzentralen (TMP)
Anbindung externer Content Provider für die Weitergabe von
Verkehrsmanagementdaten,
speziell Daten, die nur der Betreiber kennt:
Aktivierte TMP-Maßnahmen (z.B. Alternativrouten)
Geplante Baustellen, Sperrungen, etc.
Anbindung von Verkehrsinformationsdiensten
(Rundfunk, Private Anbieter, aber auch eigene Plattformen, z.B. für
F&E-Projekte / Piloten)
Auch im C-ITS Kontext spielt DATEX eine größer werdende Rolle
22 DATEX II – 18. Juni 2018Darf ich das DATEX II-Schema ändern?
Anpassen ja, ändern nein.
Denn Vorsicht:
Ein wesentlicher Vorteil von DATEX II ist die
Trennung der abstrakten Spezifikation (UML) von
der Implementierung (XSD, GeoJSON, ASN.1, …)
Alle inhaltlichen Änderungen müssen auf der UML-
Ebene unter Einhaltung der Regeln durchgeführt
(Profilbildung und/oder Level B-Ergänzung) und
dann ein neues XML-Schema generiert werden
23 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX Spezifikationselemente
Daten Protokoll
unabhängig
• UML-Nutzung (Regeln, Konventionen) • Textuelle Spezifikation (!)
Plattform
• UML-Profil (Stereotypen/EW) („erläuternde“ UML-Diagramme)
• „Level“-A Modell (das Datenmodell!) • Kommunikationsmuster
• Erweiterungsregeln („Level B/C“) • Informationsmanagement
• Validierungswerkzeug („zwischen“ Anwendung und Protokoll)
• Generierung eines Datenkatalogs • Protokollparameter ebenfalls in UML
1 80+ % des Aufwands! 2
• Daten/
Plattform:plattformunabhängig:
XML Schema
Daten/ plattformunabhängig: • Daten/
Daten/ plattformunabhängig:
Plattform: plattformunabhängig:
(simple) HTTP Profile
••• Abbildung spezifiziert (MDA)
Plattform
UML-Nutzung (Regeln,
(Regeln,Konventionen) •• UML-Nutzung
abhängig
UML-Nutzung Konventionen) UML-Nutzung (Regeln,
(Regeln, Konventionen)
Konventionen)
• Übernahme OTAP (Centrico)
•• ... UML-Profil
UML-Profil(Stereotypen/EW)
zuzüglich einiger Regeln
(Stereotypen/EW) •• UML-Profil (Stereotypen/EW)
UML-Profil (Stereotypen/EW)
••• Softwareimplementierung
„Level“-A
„Level“-A Modell (dasDatenmodell!)
Modell (das Datenmodell!)
• HTTP-Parameter
•• „Level“-A
„Level“-AModell
Modell(das
/ Client-Pull
(dasDatenmodell!)
Datenmodell!)
•• Erweiterungsregeln
Erweiterungsregeln („LevelB/C“)
(„Level B/C“) •• Plattform: Web Services
Erweiterungsregeln
Erweiterungsregeln Profile
(„Level
(„LevelB/C“)
B/C“)
(Automatische Generierung!)
•• Validierungswerkzeug •• Validierungswerkzeug
Validierungswerkzeug • Manuell erzeugte WSDL
Validierungswerkzeug
••• Unter Nutzungeines
Generierung
Generierung eines
eines Modellexports
Datenkatalogs
Datenkatalogs •• Generierung
Generierung eines Datenkatalogs
einesrudimentär
Datenkatalogs
• Noch sehr
als XMI (XML Metadata Interchange)
24 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX Übertragung
Als Übertragungsmechanismen kommen http(s)
oder SOAP in Frage, wobei in aller Regel
heutzutage Webservices eingesetzt werden.
Beispiel MDM:
Datengebersystem Datennehmersystem
http(s) SOAP http(s) SOAP
Client Pull Server Server Client Client
DATEX II
Publisher
Push
- Client - Server
25 DATEX II – 18. Juni 2018DATEX II Objekte
Basis Objekte Zusatz-Objekte
(nur dynamisch) Location Referencing
Elaborated Data Area, Point, Linear
Traffic Elements
Congestion, Accident… ALERT-C, ISO 19148, Coordinates,
TPEG-LOC, OpenLR, GML-Linestring
Operator Actions v3.0
Network Mngmt, Roadworks… Predefined Locations
Additional Positional Descriptions
Basis-Objekte Validity
(dynamischer und statischer Anteil)
Comments, URL, …
Measurements
Impact, Source, Causes
Variable Message Signs
Data Quality and Faults
Parking
26 DATEX II – 18. Juni 2018MDM Konferenz – DATEX II
18. Juni 2018, Berlin
DATEX PROFILE IM MDMDatenformate des MDM
Als natives Datenformat unterstützt der MDM DATEX II v2.3
(DATEX II Version 3.0-Unterstützung wird folgen)
Für die einzelnen Datenarten werden speziell angepasste
Profile verwendet (XML-Schema).
Zusätzlich zu DATEX II erlaubt das sog. Containermodell
bzw. Containerformat den generischen Transport beliebiger
Nutzdaten über die Plattform.
IT-Sicherheit basiert auf TLS/SSL mit X509v3 Zertifikaten.
Server und Clients müssen sich authentisieren!
28 DATEX II – 18. Juni 201829
Beispiel für das Anlegen einer
MDM-Publikation
DATEX II – 18. Juni 2018Publikationen und Subskriptionen
auf dem MDM
Datengeber Datennehmer
MDM Objekt MDM Objekt
Datenlieferung Publikation Subscription Datenempfang
Datengeber Datennehmer1
MDM Objekt
Subscription Datenempfang
Datennehmer2
Subskription/Bestellung
30 DATEX II – 18. Juni 2018MDM und XML-Schema
Nicht ersichtlich, ob die Baustellen-Elemente
von Anbieter 1 und 2 deckungsgleich sind
Baustellen Anbieter 1 DATEX Level A
Komplett Schema
Messwerte Anbieter 1 Bestenfalls ein
Baustellen Anbieter 2 korrektes DATEX
Profil als
Schema
Subschema von
Messwerte Anbieter 2 Messwerte
Level A, ggf. auch
Anbieter 2
Schema mit Erweiterung
Messwerte Anbieter 3
Messwerte
Anbieter 3
Möglicherweise nicht
Baustellen Anbieter 3 Schema deckungsgleich mit den
Baustellen übrigen Messwerte-
Anbieter 3 Schemata
Das dargestellte Szenario ist durchaus MDM-konform, aber keineswegs ideal
32 DATEX II – 18. Juni 2018Lösung: MDM Profile
Unterschiedliche Schemata bei den Publikationen erzeugen hohen
Aufwand und ggf. Missgunst bei den Datennehmern
Um eine hohe Akzeptanz des MDM zu erreichen, ist besonders der
Betreiber, die BASt, sehr an der Harmonisierung der verwendeten XML-
Schemata interessiert
Aus diesem Grund werden für die wichtigsten Datenarten DATEX Profile
federführend durch die BASt entwickelt und auf dem MDM zur
empfohlenen Nutzung bereitgestellt
zur Nutzung auf dem
DATEX Profil MDM bereitgestellt
MDM Profil
DATEX konformes, dokumentiertes
Subschema für bestimmte Datenart
33 DATEX II – 18. Juni 2018Einschub - Was ist ein DATEX II Profil?
Das DATEX Datenmodell (Level A) ist komplex und sehr umfangreich
Es gibt ein großes Komplettschema (derzeit über 15000 Zeilen)
Üblicherweise benötigen Schnittstellen aber nur einen kleinen Teil des Datenmodells:
Bestimmte Art der Meldung
Nicht alle optionalen Attribute
Nur bestimmte Aufzählungswerte
Es ist daher sinnvoll, nur die tatsächlich benötigten Elemente in der Software zu
implementieren
Als Hilfestellung wird ein entsprechend reduziertes XML-Schema benötigt
In Bezug auf einen bestimmten Anwendungsfall wird dies als
DATEX-Profil bezeichnet
Unterstützt durch das
DATEX-Tool
34 DATEX II – 18. Juni 2018Zielszenario mit Nutzung von
MDM-Profilen
Baustellen Anbieter 1
Messwerte Anbieter 1 MDM-Profil
Messwerte
Baustellen Anbieter 2
Messwerte Anbieter 2
Messwerte Anbieter 3 MDM-Profil
Baustellen
Baustellen Anbieter 3
Technisch werden die Profile für jede Publikation dennoch getrennt verwaltet, d.h. spezifisch
je Publikation bereitgestellt. Wichtig ist, dass bei der Einrichtung auf das jeweils aktuell
verfügbare MDM-Profil zurückgegriffen wird.
35 DATEX II – 18. Juni 2018Nutzung von Profilen im MDM
In einigen Fällen sind Anbieter gesetzlich
verpflichtet, bestimmte Profile zu nutzen:
Die Deutschen Bundesländer müssen Ihre
Baustelleninformationen nach dem MDM-Profil
für Baustellen veröffentlichen
Die Deutschen Tankstellen müssen Ihre
Preisinformationen nach dem MDM-Profil der
MTSK veröffentlichen
36 DATEX II – 18. Juni 2018Bereitgestellte DATEX Profile auf
dem MDM
Datenarten Aktuelle Version
Verkehrsdaten inkl. Messstellen 01-00-00 (2017)
Kommunales Parken 00-01-03
Strategiekonformes Routen 01-00-00
Baustellen 04-00-00 (2017)
Verkehrsmeldungen 01-00-00
Markttransparenzstelle für Kraftstoffe 01-01-00 (2013)
Intelligentes LKW-Parken 02-00-00
37 DATEX II – 18. Juni 2018Baustellenprofil
Gesamtbaumaßnahme und Bauabschnitte
RSA Regelplan
Fahrbahnquerschnitt
Erweiterungen für Geschwindigkeitsbeschränkungen,
Fahrstreifen-Restriktionen
Arbeitstellen-ID
Georeferenzierung mittels ALERT-C verpflichtend
GML-Line String verfügbar, ASB-Referenzierung
38 DATEX II – 18. Juni 2018Baustellen - Georeferenzierung 39 DATEX II – 18. Juni 2018
Baustellen – Beispiel Fahrstreifen
u. Verschwenkungen
40 DATEX II – 18. Juni 2018Baustellen - Maßnahmenarten
B
C-
ITS
[…]
41 DATEX II – 18. Juni 2018Vielen Dank! AlbrechtConsult GmbH Theaterstr. 24 D 52062 Aachen +49 241 500 720 Jörg Freudenstein – j.freudenstein@albrechtConsult.com 42 DATEX II – 18. Juni 2018
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