La validatrice ATAF classic Sistemi(un caso reale)
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Sistemi di validazioneLa validatrice ATAF classic
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Nel 2001, ad una manifestazione di
Club Italia, l’associazione che riu-
nisce alcuni utenti di smart card
contactless, fui colpito da una espressione
contenuta in una slide che parlava di siste-
mi “a prova di futuro”. La diapositiva era
stata presentata dalla soc. Steer, Davies &
Gleave, una importante società di consu-
lenza del trasporto pubblico.
In effetti i sistemi AFCS (Automatic Fare
Collection System, come dire Sistemi di
Bigliettazione Elettronica) sono in conti-
nua evoluzione; il loro livello di complessità
cresce costantemente e ai sistemi ed agli
apparati sono richieste prestazioni sempre
maggiori.
Questa continua richiesta di evoluzione,
per i costruttori di apparati tecnologici, si
traduce nella necessità di mettere a dispo-
sizione dei propri clienti una grande capa-
cità progettuale e una grande fl essibilità
per rispondere in tempo reale alle mutevoli
esigenze.
Un caso realeUna esperienza certamente molto interes-
sante in questo senso è quella dell’azienda
fi orentina ATAF che, antesignana nell’im-
piego di Sistemi di Bigliettazione Elettroni-
ca, mette a disposizione dei propri clienti
apparati di convalida certamente piuttosto
datati (1994) ma che, grazie ad un costan-
te aggiornamento, offrono caratteristiche e
prestazioni assolutamente a la page, con
l’esclusione soltanto di volume e peso,
onestamente un po’ fuori della norma...
Sotto diversi ruoli mi sono personalmente
trovato a partecipare a questa lunga storia
che credo interessante raccontare anche
nei particolari meno noti.
Dal 1991 ero stato responsabile del pro-
getto di un sistema operativo per micropro-
cessori per impieghi industriali, denominato
Mxm. Contrariamente a quello che avviene
di solito, dove si cercano le massime pre-
stazioni anche a discapito di altre caratteri-
stiche, il progetto di Mxm aveva avuto come
obiettivo di realizzare un sistema operativo
sofi sticato ma molto semplice da utilizzare
da parte dei programmatori e soprattutto in
grado di fornire una stabilità assoluta (un
robot industriale non può permettersi di fer-
marsi a metà di un lavoro con un messag-
gio tipo “errore irreversibile del sistema”).
Nel 1993 Mxm era stato adottato da Lo-
gitron, una delle aziende leader a livello
mondiale nella costruzione di impianti per
la distribuzione del carburante, per un pro-
prio terminale POS, chiamato Polo. L’espe-
rienza fu tanto positiva che, quando Logi-
tron si trovò a dover progettare le validatrici
per smart card di ATAF, certo tra le prime
in Italia, la scelta di utilizzare un sistema
operativo ed in particolare Mxm fu quasi
automatica.
Le caratteristiche più interessanti di Mxm
sono, in poche parole, la sua capacità di
trasformare un generico sistema a micro-
processore, come il POS o la validatrice, in
un oggetto da programmare in modo molto
simile ad un PC, con ambienti di sviluppo
famigliari per tutti coloro che abbiano scrit-
to software per PC. Oltre a questo Mxm
aggiunge molte caratteristiche tipiche di
sistemi industriali come capacità multitask,
allocazione dinamica della memoria, co-
Sistemi a prova di futuro
L’evoluzione del sistema di validazione dell’azienda fi orentina ATAF antesignana nell’impiego di Sistemi di Bigliettazione Elettronica.
di Gianni Becattini > [email protected]
(un caso reale)
Figura 1 - La validatrice di cui si parla nell’articolo Figura 1 - La validatrice di cui si parla nell’articolo così come uscita di fabbrica. Si noti il logo della carta autostradale Viapass.
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municazione interprocesso, stack TCP/IP
ecc. nonché caratteristiche abbastanza
esclusive come la gestione degli aggiorna-
menti delle applicazioni ed altre sicurezze
fi nalizzate a garantire la massima affi da-
bilità. Collegando un terminale seriale alla
validatrice, si ritrovano addirittura, oltre al
famigliare prompt “A:>”, i fi le CONFIG.SYS
ed AUTOEXEC.BAT e addirittura la pos-
sibilità di impartire i vecchi, cari comandi
DOS come DIR, COPY ecc.
La validatrice Logitron “ATAF” nacque quin-
di con due caratteristiche fortemente inno-
vative: la possibilità di gestire smart card,
del tipo a contatti, ed un sistema operativo
a bordo, quindi con una architettura molto
aperta alle evoluzioni.
La macchina era stata destinata a gestire le
smart card “Viapass” della soc. Autostrade,
che in qualche modo partecipava all’impor-
tante progetto di dotare i cittadini fi orenti-
ni di un titolo di viaggio interoperabile tra
trasporto pubblico, autostrade e parcheggi.
Ma la macchina in certi casi risultò addirit-
tura in anticipo sui tempi. Vale la pena di
raccontare, ad esempio, che i progettisti si
chiesero a lungo se fosse indispensabile
rilasciare al viaggiatore uno scontrino a ri-
prova dell’avvenuta obliterazione. Il dubbio
fu successivamente risolto dalla Ammini-
strazione Finanziaria che escluse dall’ob-
bligo dello scontrino fi scale le aziende a
bassa pericolosità fi scale come le imprese
del Trasporto Pubblico Locale. Ma i tecnici,
allora, non lo sapevano e quindi, previden-
temente, lasciarono un abbondante spazio
vuoto per una emettitrice di scontrino, che
addirittura fu completamente progettata ed
anche realizzata a livello prototipale. Come
vedremo in seguito, quello spazio risultò
molto utile negli anni successivi per appli-
cazioni cui all’epoca non si pensava ancora
minimamente.
Il sistema fu completato e collaudato po-
sitivamente ma la carta Viapass fu presto
oscurata da un nuovo astro.
Nel frattempo, nel 1998, l’azienda per cui
lavoro aveva rilevato da Logitron i progetti
relativi al trasporto pubblico e con essi la
validatrice di ATAF.
Mi trovai quindi a dover gestire le trasfor-
mazioni necessarie per consentire alla
medesima di processare le carte Minipay,
il primo ed unico borsellino elettronico le-
galmente riconosciuto in Italia, realizzato
da TSP, ramo di azienda di SSB, la società
che gestisce il sistema Bancomat e delle
carte di credito (www.tsp.it).
La trasformazione fu considerevolmente
facilitata da Mxm ma le modifi che software
non furono suffi cienti: infatti fu necessario aggiungere all’interno della macchina, anche
un modulo capace di ospitare il SAM (Security Access Module), indispensabile per poter
processare le carte Minipay. Allo scopo si utilizzò la porta seriale che era stata riservata alla
emettitrice di scontrini, mai più installata.
Va sottolineato che il processo delle transazioni delle carte Minipay è piuttosto complesso
in quanto le transazioni devono essere trasferite al Centro Servizi di SSB, con l’impiego
di protocolli discretamente complessi, ma devono anche tornare indietro, una volta con-
validate dal Centro, fi no a ritrovare lo stesso bus e la stessa validatrice (vedere schema
in fi gura).
Anche questo progetto fu portato a termine nei tempi preventivati con piena soddisfazione
nostra e del Cliente. L’adozione di un sistema operativo semplice, stabile e ben documen-
tato aveva infatti reso possibile il passaggio delle applicazioni da una azienda ad un’altra,
e quindi a persone diverse, con relativa facilità.
Ma, come dicevamo all’inizio, un sistema AFCS non è mai da considerare completato; la
soluzione “defi nitiva” non esiste e i sistemi AFCS sono in continua evoluzione.
Nel corso del 2003 la direzione di ATAF decise di aggiungere la capacità di processare
carte contactless alla intramontabile validatrice, che aveva dato oltretutto ottima prova di
sé continuando a funzionare imperterrita e a processare anche biglietti cartacei convenzio-
nali, malgrado fosse stata portata in giro per anni e per chissà quanti chilometri, per le vie
di una città il cui asfalto non è certo liscio come il piano di un biliardo.
Dovendo scegliere uno standard, si pensò di non adottare mezze misure e di adottare
direttamente ISO 14443B / Calypso.
Il problema questa volta era più complesso, in quanto l’unica porta seriale disponibile era
Figura 2 - La validatrice con la “livrea” del sistema Fiorino Card (Minipay) che il sindaco di Firenze presenta alla stampa.
Figura 3 - il fl usso dati del sistema Minipay
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stata impiegata per il modulo SAM del-
la carta Minipay, che doveva continuare
a conservare tutte le sue funzionalità. Fu
perciò necessario progettare un nuovo mo-
dulo capace di assolvere tanto alle funzioni
del vecchio SAM, quanto ad interfacciare
il coupler deputato al processo delle carte
contactless. Oltre a ciò dovemmo risolvere
un altro bel problema. Mi è stato raccon-
tato che il primo prototipo della validatrice
era stato sottoposto alle prove di vibrazio-
ne presso un ente specializzato e che era
ritornato... un tantino smembrato. A quel
punto, i progettisti del contenitore, un poco
umiliati, avevano deciso di.. fargliela vede-
re loro. Il contenitore defi nitivo era risultato
alla fi ne tanto robusto da essere quasi in-
distruttibile. Ma il problema era che... era
tutto in metallo, senza alcuna zona per-
meabile alla radiofrequenza e quindi senza
nessuna speranza di consentire il funzio-
namento delle carte contactless.
Alla fi ne fu trovata una soluzione semplice
ed elegante. Il pannello anteriore, origina-
riamente in lamiera di acciaio, fu sostitui-
to con un altro in plastica, senza nessuna
differenza apparente ma fi nalmente tra-
sparente alle radiazioni elettromagnetiche
dell’antenna. Lo spazio a suo tempo pre-
visto per l’emettitrice di scontrino, divenne
fi nalmente utile per ospitare le nuove sche-
de elettroniche. Con l’occasione della tra-
sformazione, approfi ttammo per procedere
alla espansione della memoria, dato che
la validatrice avrebbe dovuto continuare a
processare le carte Minipay oltre alle nuo-
ve Calypso ed alla sostituzione delle bat-
terie al litio dell’orologio e della memoria,
ancora effi cienti ma probabilmente ormai
vicine alla fi ne della loro vita.
Gianni Becattini
è uno dei pionieri dell’informatica italiana. Nel 1975 progetta uno dei primi personal
computer italiani e fonda la General Processor, i cui prodotti sono oggi esposti al Museo
dell’Informatica di Pisa. Titolare di uno studio di consulenza e progettazione, ha ope-
rato in numerosi settori dell’automazione industriale. Dal 1999 dirige AEP, di cui oggi è
amministratore delegato, uno dei principali operatori italiani nel settore del pagamento
elettronico dei servizi di Trasporto Pubblico Locale ( www.aep-italia.it ).
Autore
La trasformazione fu ancora una volta faci-
litata dal sistema operativo e dalla possibili-
tà di scrivere le applicazioni utilizzando lin-
guaggi ad alto livello come il C ed il C++.
A completamento, una nuova grafi ca per
il pannello e, ai primi del 2004, il sistema
era già in funzione con carte contactless di
tipo “usa e getta” (ASK CTS256), la carta
“Agile” che ormai i cittadini di Firenze ben
conoscono e che utilizzano intensivamente
al ritmo di circa 10.000 unità al mese.
Forse questa volta è davvero fi nita l’evo-
luzione della validatrice dal punto di vista
dell’hardware; in fondo la situazione attuale
prevede il processo di smart card a con-
tatto, senza contatto e dei comuni biglietti
cartacei.
Ma la storia della Classic, come è stata a
posteriori denominata la validatrice ATAF,
non è certo fi nita, pronta ancora una volta
a recepire nuove versioni di software per
adempiere fedelmente ai compiti che le
vengono via via assegnati in funzione del-
l’evoluzione delle necessità dell’Azienda e
del pubblico.
ConclusioniE’ indispensabile che qualunque soluzione
venga adottata per le infrastrutture tecnolo-
giche di un sistema AFCS non sia destinata
a restare confi nata nel suo stato originale
ma si presti ad essere evoluta in funzione
delle esigenze che vanno a defi nirsi anche
in conseguenza della stessa graduale im-
plementazione.La fi losofi a di progetto che
sta alla base della validatrice ATAF Classic,
che ho cercato di descrivere nelle note pre-
cedenti, rappresenta certamente un passo
in questa direzione: il suo sistema operati-
vo è relativamente aperto e documentato
ma, credo, solo l’azienda proprietaria della
relativa tecnologia sarebbe stata in condi-
zioni di effettuare tutte le varianti che nel
tempo si sono dimostrate indispensabili.
Ben vengano quindi apparati sempre più
simili ai PC in cui il software applicativo non
debba essere necessariamente realizzato
dallo stesso costruttore degli stessi.
Si può ritenere che la strada dei “sistemi a
prova di futuro” passi dalle sempre maggio-
ri apertura e fl essibilità delle architetture,
che costituiscono la migliore garanzia allo
sfruttamento nel tempo degli investimenti
pregressi.
Figura 4 - la freccia indica lo spazio che a suo tempo era stato riservato alla emettitrice di scon-trini, oggi occupato dal modulo contactless.
Figura 5 - La parte elettronica del modulo con-tactless. Le frecce indicano gli alloggiamenti dei due moduli SAM: quello vuoto è relativo alla par-te contactless, ancora non usato, l’altro è relativa al sistema Minipay.
Figura 6 - La validatrice Classic ormai nella veste più recente assieme alle carte Agile, contactless Calypso di tipo “usa e getta”.