Мониторинг транспорта - Использование принципов работы системы GPS и Wi-Fi микрочипов информационной системы WayNet в решении дорожных пробок

Задачи определения местонахождения автомашин, других транспортных средств, ценных грузов и т. д. крайне актуальны как для государственных органов, так и для частных структур. Такие задачи приходится решать в процессе управления муниципальными службами и контроля перемещения подвижных объектов, обеспечения безопасности автомашин и их поиска в случае угона, сопровождении транспортных средств и ценных грузов.

Подсистемы анализа позволяют отображать местоположение подвижных объектов на электронной карте, выдавать сигналы и справочную информацию диспетчеру в случае каких-либо происшествий, передавать текстовые сообщения и оказывать активные воздействия на объекты (блокировка дверей, двигателя и т. д.). Использование различных вариантов визуализации этой информации позволяет строить различные, адаптированные к конкретным задачам, системы поддержки принятия решения диспетчером.

Использование системы мониторинга с целью повышения эффективности работы муниципальных служб - одна из самых актуальных сфер ее применения. Система позволяет решить ряд важнейших проблем, в частности проблему диспетчеризации - управления транспортными потоками. Так же система обеспечивает контроль целевого использования транспортных средств. СНС "ЛОГИСТИК" позволяет отслеживать маршруты движения контролируемого объекта, расход топлива, пройденное расстояние и другие параметры, а так же позволяет максимально рационально распределять силы и средства в условиях затруднительных и чрезвычайных ситуаций.

В настоящее время мониторинговые системы наиболее востребованы в сфере управления и контроля транспортных средств. Ее основные функции в данной области это:

    - решение проблем управления и безопасности при перевозке особо ценных или опасных грузов; - обеспечение контроля за соблюдением маршрутов и графиков движения, физическим состоянием водителя; - оперативное реагирование спецслужб в случае критической ситуации; - разработка безопасных маршрутов для перевозки опасных грузов; - возможность обмена текстовыми сообщениями между диспетчерским центром и транспортным средством.

Диспетчерская система СНС "ЛОГИСТИК" функционирует следующим образом: на объекты мониторинга устанавливаются специальные терминалы, с помощью которых осуществляется сбор информации о состоянии подключенных к ним датчиков. Координаты, скорость, курс и другие параметры движущихся объектов определяются с помощью спутников глобальной спутниковой системы определения координат - GPS. Вся информация передается по цифровым и аналоговым каналам связи, включая УКВ, КВ-радиосвязь, сотовые каналы GSM, каналы спутниковой связи INMARSAT и GLOBALSTAR, в диспетчерский центр - программно-аппаратный комплекс, предназначенный для решения задач анализа, контроля и управления.

Принятая информация сохраняется в базе данных для последующей обработки, а также отображается на электронной карте местности.

Таким образом, оператор диспетчерского центра имеет возможность визуально контролировать местонахождение мобильных объектов, выдавать информацию о происшествиях (по информации датчиков) и оказывать активное воздействие на объекты.

Диспетчерский центр СНС "ЛОГИСТИК" позволяет:

    - получать посредством используемых систем радиосвязи и архивировать в базе данных информацию от мобильных объектов, в том числе и изображения; - отображать на электронной карте географическое местоположение (адрес), направление, трассу и скорость движения мобильных объектов и их состояние на основании информации от датчиков; - увеличивать или уменьшать масштаб карты, смещать ее в произвольном направлении и центрировать в нужной точке, изменять свойства отображения карты; - определять названия и осуществлять поиск географического объекта (улицы, станции метро, железнодорожной станции и т. п.) по карте; - запрашивать местоположение и состояние мобильных объектов по системе связи; - контролировать датчики, установленные на мобильных объектах (на дверях, в кабине водителя, "Тревожную кнопку" и т. д.), и дистанционно изменять параметры их работы; - осуществлять защиту от несанкционированного доступа к передаваемым данным; - контролировать вход, выход и нахождение мобильных объектов и внутри определенных зон и на маршруте; - решать ситуационные задачи на основе информации, поступающей от датчиков мобильных объектов, выявлять нештатные ситуации; - Вести журнал действий диспетчера. Эти функции могут быть дополнены или изменены.

Терминал мобильный обеспечивает определение и передачу на диспетчерский пункт следующих данных о контролируемом объекте:

    - географические координаты положения; - скорость; - направление движения; - время; - состояние датчиков, установленных на объекте; - пройденное расстояние.

Терминал мобильный питается от бортовой сети, однако он может оснащаться автономным аккумулятором, обеспечивающим работу МТ в течение 6 час. При отключенном бортовом питании.

Система датчиков, устанавливаемая на подвижном объекте, может решать следующие задачи:

    - контроль расхода топлива; - измерение температуры; - идентификация водителя; - определение факта несанкционированного вскрытия дверей; - фиксация удара транспортного средства о препятствие или его сильного наклона; - создание охранной зоны внутри салона с помощью радиоволновых систем и т. п.

Для предприятий, осуществляющих транспортные перевозки грузов полезными будут сведения о пробеге и расходе топлива, о вскрытии перевозимых контейнеров или ящиков. Возможность получения данных о прохождении контрольных точек маршрута (опережение или отставание от графика движения) позволит своевременно договорится с пунктом доставки о времени прибытия груза. Также можно отслеживать отклонения недобросовестного водителя от маршрута или выход за пределы установленной зоны.

Работа терминала мобильного отличается высокой экономичностью эксплуатации. В одном SMS-сообщении он может передать данные о позициях в 22 точках маршрута. Выбор передаваемых с терминала мобильного на диспетчерский пункт параметров определяется с помощью команд диспетчерского пункта.

Кроме данных, поступающих через заданное время, оператор диспетчерского пункта может сделать запрос и немедленно получить ответ о положении и состоянии объекта. Для обеспечения безопасности сопровождения ценных и опасных грузов существует возможность модификации как оборудования устанавливаемого на подвижном объекте, так и программного обеспечения диспетчерского пункта под специфику выполняемых задач.

Например: система автоматически оповещает оператора, при:

    - отклонении от маршрута движения; - отклонении от графика движения; - превышении, снижении (регламентируемой должностными инструкциями) скорости движения; - не регламентированных остановках на маршруте движения; - открытии и закрытии любых дверей (люков, окон); - возникновении нештатных ситуаций на маршруте (столкновение, нападение, поломка, пожар и т. д.) - несоблюдении регламента действий на маршруте (изменение массы автотранспортного средства, провоз дополнительных грузов и пассажиров).

При необходимости имеется возможность организации голосовой связи с экипажем автотранспортного средства с возможностью передачи данных. Для обеспечения бесперебойной глобальной связи с диспетчерским пунктом при междугороднихмеждународных перевозках имеется возможность использования совмещенного с сотовой связью транспондера системы спутниковой связи GlobalstarGSM.

Спутниковая навигационная система "ЛОГИСТИК" позволяет решать широкий круг задач по контролю мобильных объектов и дистанционному сбору и обработке информации. Разработчиком и производителем данной технологии, от программного обеспечения до мобильных устройств является Российское предприятие, что позволяет оперативно изменять возможности системы под специфический круг задач. Таким образом, одним из важнейших достоинств этой системы является ее модульность, то есть готовность к дальнейшему развитию и использованию различных систем связи в неограниченных масштабах.

Итак, GPS (Global Positioning System) - глобальная система местоопределения (навигации). Не будет преувеличением сказать, что толчок к развитию навигации с использованием космических аппаратов дал запуск в СССР первого искусственного спутника Земли (ИСЗ). Это событие произошло в 1957 году. Не секрет, что в любом подобном действии американцы видели угрозу для своей страны. Была поставлена задача следить за советским ИСЗ. Сигнал со спутника принимали на наземном пункте с известными координатами. Появился интерес к обратной задаче: расчет координат приемника на основе принятых со спутника сигналов.

В 1964 году директор лаборатории прикладной физики университета Джона Гопкинса профессор Кершнер создал спутниковую радионавигационную систему первого поколения Transit. Как правило, изобретения подобного рода создаются для военных целей. Не стала исключением и Transit. Ее целью было обеспечение навигации баллистических ракет Поларис, запускаемых с подводных лодок. Но данная система могла обеспечить точное определение координат лишь для стационарных или медленно движущихся объектов. Благодаря изобретенным в 60-х годах высокоточным атомным часам появилась возможность использовать для навигации несколько синхронизированных передатчиков, пересылающих закодированные сигналы. Чтобы рассчитать координаты приемника, необходимо было лишь измерить соответствующие временные задержки сигналов. ВМС США успешно продолжали работать над реализацией этого принципа и осуществили запуск нескольких спутников. В то время ВВС США разрабатывали идею использования для целей навигации широкополосных модулированных псевдослучайными шумовыми кодами (PRN - Pseudo Random Number code) сигналов с использованием одной несущей частоты. А в 1973 году ВМС и ВВС США объединились в общую Навигационную технологическую программу. Как следствие, появилась программа Navstar GPS.

Дифференциальная коррекция

Дифференциальная коррекция - это метод, который значительно увеличивает точность собираемых GPS-приемником данных. Используя такой метод, можно определить местоположение буквально до сантиметров. В этом случае один приемник расположен в точке с известными координатами (базовая станция), а второй приемник собирает данные в точке с неизвестными координатами (ваш передвижной приемник). Так как координаты базовой станции известны, то она может вычислить ошибки, содержащиеся в спутниковом сигнале. То есть базовая станция может уточнить координаты спутников и передать скорректированные данные вашему подвижному приемнику. Уточненные данные называются дифференциальными коррекциями и используются для точного определения месторасположения.

метод dgps увеличивает точность данных

Рис.9. Метод DGPS увеличивает точность данных

Как дифференциальные коррекции передаются с базовой станции на ваш приемник? Посредством радиосвязи. Например, в США скорректированный сигнал передается береговой охраной через морские радио-буи, работающие на частоте 283.5 - 325 KHz. Пользоваться этим сервисом может каждый, кто имеет специальный DGPS-приемник. Он подключается к вашему GPS-терминалу и принимает корректированный сигнал. Под Санкт-Петербургом в феврале 1998 года была установлена первая базовая станция DGPS. Она передает дифференциальную поправку на частоте 298.5 KHz. Выходная мощность передатчика 100 вт. Это позволяет принимать дифференциальные коррекции на расстоянии до 300 км на море или 150 км на суше. Опять же вам необходимо иметь специальный DGPS-терминал, подключаемый к GPS-приемнику.

Русский GPS

В Советском Союзе испытания новой Глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) начались в 1982 году. Предполагалось использование такого же числа спутников и на такой же высоте орбит, что и в американской Navstar. Была заявлена точность 10 метров по каждой из координат и 0.05 м/с по каждой компоненте скорости. Спутники ГЛОНАСС, весящие по 1400 кг, доставлялись на орбиту 4-ступенчатыми носителями Протон по три штуки за запуск. К 1990 году было запущено 48 спутников, но 16 из них отказывались передавать навигационные сигналы. Как ни странно, лишь в 1991 году выяснилось, что эти спутники вообще не содержали навигационную аппаратуру, а использовались лишь для отработки вывода на орбиту. К лету 2001 года из рабочих осталось только шесть спутников. Жаль, что столько металла запущенно в космос впустую.

GPS на практике и в перспективе

Сфера применения GPS огромна. Кроме перечисленных выше возможностей GPS также используется для навигации судов в туманную погоду, отслеживания транспортировки ценных грузов, точной посадки самолетов, поиска затонувших кораблей и отслеживания опасных айсбергов. Интересна идея использования GPS в качестве источника точного времени при проведении разного рода научных экспериментов. Нельзя недооценить важность GPS и для спасательных служб.

GPS полезна для управления автомобильными системами навигации. Имея в автомобиле соответствующее оборудование, вы можете путешествовать по незнакомой местности. Введите координаты назначения, и система сама подскажет, где вам необходимо совершить поворот. GPS-оборудование, установленное на инкассаторской машине, позволит следить за ней на всем пути ее следования. Автосигнализацией на основе GPS сегодня никого не удивишь - она стала доступна многим по относительно невысокой цене. Угнанный автомобиль всегда будет "на прицеле" у диспетчерской службы.

Биологи могут регистрировать ареалы расселения диких животных, маршруты их миграций, численность популяций. Агрономы могут использовать GPS для правильного распределения удобрений и сбора данных о типах почв. В городском хозяйстве GPS может применяться для контроля транспортных потоков, для съемки информации о расположении канализационных или газовых трубопроводов. Такая информация позволит аварийным службам оперативно решить проблемы при аварийной ситуации.

Археологи и историки могут использовать GPS для поиска и регистрации раскопок исторических мест. Например, в 1984 году бизнесмен из Оклахомы Рон Фрейтс применил GPS для поиска древних поселений майя, затерявшихся в зарослях джунглей Гватемалы и Белиза. Он использовал фотографии спутника Ландсат и навигационные данные GPS. Фрейтс сообщил: "За пять дней мы смогли нанести на карту всю территорию поселений майя на полуострове Юкатан. Чтобы обойти эту местность пешком, экспедиции потребовалось бы не менее ста лет".

Как видим, перспективы у GPS огромны. Несомненно, GPS станет стандартным оборудованием многих автомобилей. Внедрят в эксплуатацию эту спутниковую систему и все службы спасения, безопасности и техпомощи. GPS будет прекрасным подспорьем в городском и сельском хозяйстве. Уже сейчас цена неплохого GPS-приемника для многих стала приемлемой.

Транспортный радиосигнал сенсорный местонахождение

Похожие статьи




Мониторинг транспорта - Использование принципов работы системы GPS и Wi-Fi микрочипов информационной системы WayNet в решении дорожных пробок

Предыдущая | Следующая