Технологические принципы реализации омп в локальных и зональных асу дтп

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

В системах автоматического (автоматизированного) определения местоположения транспортного средства — AVL (Automatic Vehicle Location system) местоположение ТС определяется автоматически по мере перемещения его в пределах данной географической зоны. Система AVL обычно состоит из подсистемы ОМП, подсистемы передачи данных и подсистемы управления и обработки данных.

По назначению AVL-системы можно разделить:

на диспетчерские системы, в которых осуществляется централизованный контроль в определенной зоне за местоположением и перемещением ТС в реальном масштабе времени одним или несколькими диспетчерами системы, находящимися в стационарных диспетчерских центрах (это могут быть системы оперативного контроля перемещения патрульных автомашин, контроля подвижных объектов, системы поиска угнанных автомашин);

системы дистанционного сопровождения, в которых производится дистанционный контроль перемещения подвижного объекта с помощью специально оборудованной автомашины или другого ТС; чаще всего такие системы используются при сопровождении ценных грузов или контроле перемещения транспортных средств;

системы восстановления маршрута, решающие задачу определения маршрута или мест пребывания ТС в режиме постобработки на основе полученных тем или иным способом данных; подобные системы применяются при контроле перемещения ТС, а также с целью получения статистических данных о маршрутах.

В состав конкретной AVL-системы часто входят технические средства, обеспечивающие несколько способов определения местоположения.

В зависимости от размера географической зоны, на которой действует AVL-система, она может быть:

локальной, т.е. рассчитанной на малый радиус действия, что характерно н основном для систем дистанционного сопровождения;

зональной, ограниченной, как правило, пределами населенного пункта, области, региона;

глобальной, для которой зона действия составляет террито­рии нескольких государств, материк, территорию всего земного шара.

С точки зрения реализации функций ОМП AVL-системы ха­рактеризуются такими техническими параметрами, как точность местоопределения и периодичность уточнения данных. Очевидно, что эти параметры зависят от зоны действия AVL-системы. Чем меньше размер зоны действия, тем выше должна быть точность ОМП. Так, для зональных систем, действующих на территории го­рода, считается достаточной точность ОМП (называемая также зо­ной неопределенности положения) от 100 до 200 м. Некоторые специальные системы требуют точности в единицы метров, для гло­бальных систем бывает достаточно точности в несколько километ­ров. Для зональных диспетчерских систем идеальным может счи­таться получение данных о местоположении подвижного объекта до одного раза в минуту. Системы дистанционного сопровождения тре­буют большей частоты обновления информации.

Методы ОМП, используемые в AVL-системах, можно разбить на три основных категории: зональные методы, методы навигаци­онного счисления и методы ОМП по радиочастоте. Рассмотрим коротко особенности современных систем ОМП.

1.Методы приближения. С помощью достаточно большо­го количества контрольных пунктов (КП), точное местоположе­ние которых известно в системе, на территории города создается сеть контрольных зон. Местоположение ТС определяется по мере прохождения им КП. Распознанный индивидуальный код КП пе­редается в бортовую аппаратуру, которая через подсистему пере­дачи данных передает эту информацию, а также свой идентифика­ционный код в подсистему управления и обработки данных. Так реализуется метод прямого приближения. Однако на практике чаше используется инверсный метод приближения — обнаружение и идентификация ТС осуществляется с помощью установленных на них активных, пассивных или полуактивных маломощных радио­маяков, передающих на приемник КП свой индивидуальный код, или же с помощью оптической аппаратуры считывания и распоз­навания характерных признаков объекта, например, автомобиль­ных номеров. Информация от КП далее передается в подсистему управления и обработки данных.

Очевидно, для зональных систем точность местоопределения и периодичность обновления данных напрямую зависит от плот­ности расположения КП по территории действия системы. Мето­ды приближения требуют развитой инфраструктурысвязи для организации подсистемы передачи данных с большою числа КП в центр управления и контроля, а в случае использования опти­ческих методов считывания требуют и сложной аппаратуры на КП, и поэтому являются весьма дорогостоящими, особенно при построении систем, охватывающих большие территории. В то же время инверсные методы приближения позволяют минимизиро­вать объемы бортовой аппаратуры или даже вообще не устанавли­вать ее на автомашину. Основное применение зональных систем — комплексное обеспечение охраны автомашин, обеспечение поис­ка автомашин при угоне. Примером подобной системы является система КОРЗ-ГАИ, отслеживающая приближение угнанной обо­рудованной автомашины к посту дорожной инспекции. В Москве предполагалось оснащение подобной аппаратурой всех постов на выезде из города.

2. Методы ОМП по радиочастоте. Местоположение ТС определяется путем измерения разности расстояний от ТС до трех или более радиомаяков. Данную группу методов можно условно разбить на две подгруппы: радиопеленгация, при которой абсо­лютное или относительное местоположение ТС определяется при приеме излучаемого им радиосигнала сетью стационарных или мо­бильных приемных пунктов, и вычисление координат по резуль­татам приема специальных радиосигналов на борту подвижного объекта (методы прямой или инверсной радионавигации).

2.1. Методы радиопеленгации. С помощью распределенной по территории города сети пеленгаторов или с помощью мо­бильных средств пеленгации возможно отслеживание местополо­жения ТС, оборудованных радиопередатчиками-маяками.

Примером AVL-системы, основанной на методах радиопелен­гации, можно считать систему ГИПС (новое название - СКИФ). Принцип работы системы — прием сигнала, излучаемого мало­габаритным радиомаяком на ТС, сетью стационарных радио­приемных центров и вычисление области неопределенности по­ложения ТС. Точность местоопределения зависит от плотности размещения стационарной радиоприемной сети на территории и может составлять несколько метров в режиме непрерывного слежения и корректировки данных с использованием ГИС.

Подобную систему с применением пейджеров двухсторонней связи и сети приемопередающих станций предлагает фирма «Мега Пейдж». Широкополосный передатчик, установленный на авто­машине, включается по сигналу стандартного пейджингового при­емника, либо по сигналу системы противоугонной сигнализации. ОМП передатчика осуществляется с помощью сети базовых стан­ций пейджинговой системы.

Примером системы на базе мобильных пеленгаторов является система ЛОДЖЕК. Пеленгаторами данной системы оборудованы автомашины спецбатальона дорожно-постовой службы ГАИ и по­сты-пикеты ГАИ на выезде из города.

2.2. Методы радионавигации. Наилучшие точностные и эксплуатационные характеристики в настоящее время имеют спут­никовые навигационные системы (СНС), в которых достигается точность местоопределения в стандартном режиме не менее 50 — 100 м, а с применением специальных методов обработки инфор­мационных сигналов в режиме фазовых определений или диффе­ренциальной навигации — несколько метров.

Технические решения, предлагаемые различными фирмами, достаточно близки по своим показателям и различаются деталя­ми, которые, однако, могут оказаться существенными для конк­ретного пользователя системы. Как правило, оборудование систе­мы включает в себя бортовой навигационный вычислитель, ра­диостанцию УКВ-радиосвязи или сотовый телефон (рис. 5.1).

В диспетчерском центре устанавливается компьютер с электрон­ной картой и ПО системы диспетчеризации и мониторинга авто транспорта на территории города. В качестве примеров подобных систем можно привести систему «Магеллан» фирмы «Транснетсервис», «Юником-AVL» фирмы «Юником», «Гранит» НТЦ «Сеть», КОРД фирмы «КОРД», GrantGuard группы компаний «ГРАНТ-Вымпел», TrackMastcr Car компании «ГЕО СПЕКТРУМ» и др.

Главной проблемой при внедрении этих систем является недо­статочное развитие в России инфраструктуры подвижной связи для организации надежного канала передачи информации между бортовым и центровым оборудованием на территории крупных го­родов.

Определенный прорыв в этой области можно ожидать с расширением площади покрытия и мощности центров коммутации данных, использующих стандарты цифровой сотовой связи GSM.

3. Методы навигационного счисления. Данные методы ОМП основаны на измерении параметров движения ТС с помощью датчиков ускорений, угловых скоростей, пройденного пути и направления. На основе полученных данных вычисляется текущее местоположение ТС относительно известной начальной точки. В целом данные методы могут использоваться в системах, применяющих методы радионавигации. Основное преимущество методов навигационного счисления — независимость от условий приема навигационных сигналов бортовой аппаратурой. На территории города с плотной застройкой могут встречаться участки, где затруднен прием сигналов от наземных систем и даже СНС. На таких участках

бортовая навигационная аппаратура не в состоянии вычислить ко­ординаты подвижного объекта. Приемные антенны радионавигаци­онных систем должны размещаться на ТС с учетом обеспечения наилучших условий приема навигационных сигналов. Это делает их уязвимыми для злоумышленников в случае применения для нужд охраны ТС или перевозимых ими грузов. Существующие методы камуфлирования приемных антенн достаточно сложны и дороги.

Недостатками методов навигационного счисления можно счи­тать необходимость коррекции накапливаемых ошибок измерения параметров движения, достаточно большие габариты бортовой аппаратуры, отсутствие доступной малогабаритной элементной базы для создания бортовой аппаратуры (акселерометров, авто­номных счислителей пройденного пути, датчиков направления), сложность обработки параметров движения с целью вычисления координат в бортовом вычислителе. Наиболее перспективным направлением применения подобных методов можно считать их совместное использование с радионавигацией, что позволит скомпенсировать недостатки, присущие обоим методам.

Систему ОМП с использованием данного метода предлагает ЗАО «Автонавигатор». В бортовом ТС используются: датчик пути, подключаемый к спидометру автомашины, датчик направления на основе феррозондов, измеряющих отклонение оси автомаши­ны от магнитного меридиана Земли, и датчик ускорения (акселе­рометр), обеспечивающий устранение ошибок феррозондового датчика, возникающих из-за не горизонтального расположения объекта относительно поверхности Земли. Корректировка ошибок счисления производится по цифровой векторной карте транспор­тной сети города, что позволяет достичь точности ОМП до не­скольких метров. Имеется возможность использования элементов бортового оборудования совместно с приемником СРНС.

По сравнению с приемниками СРНС приборы инерциальной навигации не подвержены воздействию радиопомех. Они начинают работать сразу после включения (не требуются 1 — 2 мин для загрузки информации со спутника, как в СРНС), зона их дей­ствия практически не ограничена (не требуется прямая видимость нескольких спутников), в них производятся курсоуказание, опре­деление расстояния до ориентиров, измерение дирекционного угла. Очевидно, что в ближайшее время для систем местоопределения ТС приборы инерциальной навигации найдут наибольшее приме­нение не в качестве автономных устройств, а как дополнение к устройствам спутниковой СРНС, что позволит увеличить точность местоопределения, устранить «мертвые зоны», потерю начальных участков маршрута.

Даже краткий обзор методов и аппаратуры ОМП позволяет сде­лать вывод, что не существует универсальной системы, способной удовлетворить все требования пользователя. Задача создания эф­фективно работающих систем ОМП оказывается гораздо шире вы­бора конкретного метода. Микросотовая структура систем связи может стать основой для построения зональных систем ОМП или позволит решать вопросы ОМП радиопеленгационными методами. Отдельно стоят вопросы создания электронных карт, предназ­наченных для эксплуатации с AVL-системами. Преимущества бу­дут иметь те системы, в которых организована оперативная кор­рекция дорожной обстановки, вплоть до учета информации о за­торах на отдельных участках транспортных магистралей.