Системы управления транспортными операциями

Большинство современных систем диспетчерского управления (СУ) грузовым автомобильным транспортом строится на базе ГЛОНАСС/GPS технологий.

По типу исполнения СУ могут быть:

– картографические – показывают местоположение и трассу маршрута на карте, отображаемой на относительно большом графическом дисплее;

– маршрутные – указывают водителю направление движения в соответствии с местонахождением ТС, выполняются в виде стандартной магнитолы с небольшим экраном.

По типу действия СУ могут быть:

– пассивные – планируют и отслеживают маршрут движения на основании записанной в память или на лазерный диск цифровой карты;

– управляемые – могут вносить изменения в маршрут на основании информации, получаемой от систем управления дорожным движением.

Последний тип СУ является наиболее перспективным, т.к. позволяет избежать попадания ТС в зоны заторов, но требует развитой инфраструктуры управления движением с современными средствами телематики.

Диспетчерские навигационные системы (ДНС) предназначены для передачи данных о местонахождении ТС на диспетчерский пункт (АТП). В этом случае, как это показано на рис. 15.1, в ДНС дополнительно появляются блоки передачи координат ТС в АТП и соответствующее программное обеспечение диспетчерского пункта.

Вариантами передачи данных о местонахождении ТС являются низкоорбитальные спутниковые системы; сеть Интернет; транкинговые системы или ведомственные линии радиосвязи; сотовая сеть.

Передача координат может осуществляться с помощью космической, модемной, транкинговой или сотовой связи. При использовании космической связи выбор может быть сделан между двумя принципиально различными системами – на базе геостационарных спутников Inmarsat и Eutelsat и низкоорбитальных спутников Iridium, Globalstar, Orbocomm (спутниковые терминалы Magellan).

Низкоорбитальные системы наиболее привлекательны из-за меньшей стоимости оборудования, но на полномасштабный эксплуатационный уровень они выйдут только через несколько лет.

Рисунок 15.1 – Схема работы ДНС с вариантами передачи данных о местонахождении ТС

Наиболее широко применяются диспетчерские системы, построенные с использованием связи стандарта Inmarsat-C. Этот стандарт предусматривает передачу цифровых сообщений определенной длины. Передача информации обеспечивается на всей территории земного шара, за исключением приполярных областей. Время доставки сообщения адресату не превышает 5–7 мин.

Диспетчерская система, построенная на связи со спутниками Eutelsat, обладает примерно такими же функциями, но область связи ограничена европейской территорией.

Транкинговые системы связи могут покрывать значительные площади. За счет объединения отдельных ретрансляторов в единую логическую структуру потребитель избавляется от необходимости заботиться о переключении радиочастотных каналов при перемещении в рамках системы. В мире развернуты и эксплуатируются транкинговые системы различных стандартов: SmarTrunk, MPT 1327, LTR, SmartZone, EDACS и т. п. Наиболее перспективны, как база для построения систем контроля ТС, системы стандартов MPT 1327 и LTR. На сегодняшний день многие фирмы предлагают в рамках стандарта МРТ 1327 использование SDM (Short Data Message – служба коротких цифровых посылок). При этом нет явного конфликта между передачей навигационной информации и голосовых сообщений, время передачи единичной посылки цифровой информации уменьшается до долей секунды (если передавать по голосовому каналу, то это время может быть 2–4 с). Стандарт LTR имеет только голосовой канал, но более высокие показатели скорости передачи данных.

При выборе для передачи координат ТС сотовой связи необходимо учитывать зону покрытия и загруженность сетей оператора в данном регионе.

С целью минимизации затрат данные о местонахождении ТС на диспетчерский пункт можно получить через Интернет. В этом случае не требуется оснащение диспетчерского пункта дорогостоящим картографическим программным обеспечением. Достаточно доступа в Интернет с помощью стандартной программы просмотра.

Современная концепция построения ДНС предполагает их телекоммуникационное обеспечение с помощью внешних аппаратно-программных средств (каналов связи), арендуемых у предприятий-операторов. Передача данных по стандартным телефонным каналам в настоящее время технически и экономически малоэффективна, что заставляет разработчиков информационных систем применять средства связи, использующие современные технологии передачи данных.

Операторы связи, со своей стороны, предлагают услуги по передаче данных, позволяющие современным навигационным системам эффективно работать.

Система Euteltracks обеспечивает двустороннюю передачу буквенно-цифровых сообщений. Вся входящая и исходящая информация документируется. При этом фиксируется позывной передатчика, время выхода на связь, текст сообщения и координаты места, откуда оно было отправлено. Изменение координат объекта автоматически уточняется через каждый час с точностью до 100 м. Диспетчер может наблюдать за маршрутом движения по электронной карте. В связи с тем, что система не работает в режиме реального времени, она мало пригодна для контроля работы городских автобусов.

Система INMARSAT-C является телексным вариантом системы INMARSAT. В ней используется 4 геостационарных спутника и более 70 наземных станций. Помимо обмена сообщениями с водителем система позволяет принимать аварийные сигналы.

Специально для автотранспортных компаний создана система «Диспетчер». Мобильное оборудование, устанавливаемое на автомобили, состоит из приемника GPS, сотового телефона и блока управления. К блоку управления могут подключаться различные датчики, например, расхода топлива. Диспетчерский пункт оснащается специальным программным обеспечением на основе геоинформационных систем (ГИС) и сотовым телефоном с модемом. Схема системы приведена на рис. 15.2.

Аналогичную схему имеет спутниковая система слежения «ORION». Технические параметры системы:

- передача информации обо всем маршруте, а также данных с подключенных датчиков, с использованием чтения данных из внутренней памяти мобильного модуля;

- передача информации через сотовую сеть (по голосовому каналу или посредством SMS-сообщений);

- емкость памяти до 128 тыс. измерений состояний объекта;

- возможность подключения 8 цифровых и 8 аналоговых датчиков;

- встроенная система программирования устройства;

- возможность автономного электропитания.

Широкие возможности предоставляет система «Циклон». Она может использовать спутники и инфраструктуру передачи данных INMARSAT-C или оборудование GPS с передачей данных в виде SMS-текста с помощью сотового телефона стандарта GSM.

Рисунок 15.2 – Схема доставки данных о местоположении автомобиля с помощью сотовой связи и собственного диспетчерского пункта

Второй вариант существенно дешевле, схема его работы приведена на рис. 15.3. Ее основное отличие – многопользовательский центральный серверный узел. Это позволяет отказаться от дорогостоящего программного обеспечения в АТП, ограничившись доступом в Интернет. При этом не имеет значения количество компьютеров, имеющих доступ к данным, и их местоположение.

Рисунок 15.3 – Схема доставки данных о местоположении автомобиля с помощью сотовой связи через Интернет

Специальные наземные системы позиционирования не нашли широкого применения на коммерческом транспорте. Для локального позиционирования более перспективным на настоящий момент считается развитие систем определения местоположения подвижного объекта с помощью сотовых систем связи (GSM-позиционирование).

Сотовая сеть «МегаФон» и компания – системный интегратор Race Communications эксплуатируют диспетчерскую систему для управления транспортом – WebLocator, построенную на основе спутниковых навигационных систем, сетей мобильной связи и Интернет.

Бортовой компьютер ТС определяет его координаты при помощи спутниковой системы глобального позиционирования GPS, а также обрабатывает информацию с подключенных к нему датчиков. Все полученные данные по сотовой сети стандарта GSM отправляются в информационный центр для обработки. Пользователь системы наблюдает за состоянием и местонахождением своего транспортного парка через веб-интерфейс с многопользовательского сервера информационного центра. В отличие от зарубежных систем аналогичного назначения, где связь с бортом в лучшем случае осуществляется с помощью SMS-сообщений, WebLocator обеспечивает не только богатые возможности по сбору, анализу и отображению информации, но и голосовую связь с водителями посредством IP- телефонии.