Характеристики аппаратуры связи ИНС

Если система расширена, то в ней может присутствовать мо­дуль синхронизации телекоммуникационных систем, который ра­ботает по сигналам навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. Он предназначен для надежного и непрерывного опреде­ления текущего времени и выдачи сигналов

10 мГц и 1 Гц, син­хронизированных с назначенной системной шкалой времени. Ста­бильность сигналов, выдаваемых модулем в режиме слежения, сопоставима с характеристиками квантовых стандартов частоты и времени. При исчезновении сигнала модуль способен сохранять качество синхронизации в течении 24 ч. в автономном режиме.

Модуль обеспечивает работу приоритетной навигационной спут­никовой системы с автоматическим переходом на резервную при пропадании сигналов приоритетной системы, автономный конт­роль антенны, аппаратных средств и вычислительного процесса, а также повышенную устойчивость к воздействию внеполосных и внутриполосных помех.

Малогабаритная инерциальная спутниковая навигационная система для колесных транспортных средств (МИСНС) вклю­чает спутниковый навигационный приемник GPS, курсовой гироскоп, одометр, электронную карту местности. Разработана система коррекции по показаниям одометра, данным электронной карты, нулевой скорости ТС. Разработаны алгоритмы и ПО для вычисления траектории ТС в системе координат WGS-84.

В Санкт-Петербурге применяется модификация МИСНС без спутникового навигационного приемника, работающая по принципу приращения пройденного пути в отношении стартовой точки с единожды точно выверенными географическими координатами. Электронная карта Санкт-Петербурга и пригородов построена в формате Maplnfo в масштабе 1:10000 и привязана к системе
IWGS 84. Измерения, необходимые для осуществления привязки, выполнены с использованием двухчастотной спутниковой аппа­ратуры WILD GPS SYSTEM 200.

Высокотехнологичное оборудование СНС легко интегрируется с другими видами технического и программного обеспечения. Это позволяет даже небольшим фирмам, имеющим опыт работы с оборудованием подвижной связи и геоинформационным ПО для ПК, успешно создавать системы диспетчерского наблюдения за ТС. г В простейшем случае структура подобной системы выглядит так.

На автомашине устанавливается навигационный приемник, работающий по сигналам СРНС GPS NAVSTAR (в виде ОЕМ-оборудования этот приемник стоит 150 — 300 долл.), который через интерфейс RS232 подключается к модему любительской пакетной радиосвязи стандарта TNC-2 (стоимость до 200 долл.). Через аудио интерфейс модем подключается к произвольной автомобильной радиостанции УКВ-диапазона (до 400 долл.), работающей в режи­ме Conventional Radio. В диспетчерском центре работает ПК, на котором установлены ГИС-пакет Maplnfo, отсканированная рас­тровая карта и приложение, обеспечивающее визуализацию теку­щего местоположения подвижного объекта на фоне карты. К дис­петчерскому компьютеру подключается радиомодем (аналогичный тому, что установлен на борту) и радиостанция с антенной.

Несмотря на кажущуюся простоту, подобные системы в ряде случаев достаточно эффективно выполняют свои функции. Вместе с тем для них свойственны некоторые недостатки, существенно ограничивающие возможность их широкого внедрения. Во-первых, это неэффективное использование радиочастотного спектра (ре­жим Conventional Radio на выделенных частотах, «перегруженность» протокола АХ25, применяемого в пакетных радиомодемах, защи­та от ошибок только с помощью переспроса, низкая скорость пе­редачи данных за счет использования полосы речевого канала и, как следствие этого, низкая пропускная способность системы). Во-вторых, сложно организовать радиопокрытие большой террито­рии. Предусмотренный протоколом АХ25 режим передачи через ретрансляторы с повтором (диджипитеры) может эффективно работать только вблизи трасс. В-третьих, система незащищена от постороннего проникновения — как с целью перехвата данных, так и с целью несанкционированного использования инфраструктуры сети передачи данных. Реально подобная система может обес­печить контроль местоположения 10 — 20 автомашин с периодом обновления информации в 1 — 5 мин для каждого ТС.

В простейшем случае на ТС устанавливается терминал Placer-400, включающий в себя навигационный приемник и простой радиомодем для подключения к радиостанции. Более сложный блок PSC-200 включает в себя микроконтроллер, обеспечивающий под­ключение ряда бортовых датчиков (датчик состояния зажигания, дискретные входные линии, параллельный интерфейс), а также дополнительных датчиков движения, позволяющих определять местоположение ТС на основе методов счисления пути при отсут­ствии видимости навигационных спутников. К контроллеру PSC-200 может подключаться информационный терминал Echo XL. обеспечивающий наглядный интерфейс. С помощью функциональных клавиш происходит передача нескольких типовых сообщений. Большой экран с крупными четкими символами и регулируемой подсветкой позволяет водителю прочитать информацию, передан­ную из диспетчерского центра, при любом освещении. Нажатие клавиш и поступление информационных сообщений сопровождаются звуковыми сигналами.

Для ПО систем в центре наблюдения также предлагается ряд приложений разного уровня сложности. Для небольших АТП (до 35 ТС) может использоваться пакет PC Vtrak. Пакет AVL Manager содержит полный набор программных средств для построения си­стемы слежения и оперативного контроля за ТС до 1000 единиц. Система на базе этого пакета обеспечивает регистрацию ТС, осуществляет контроль доступа в систему. Для каждой ТС устанав­ливается до 30 различных типов сообщений, автоматически выда­ваемых при изменении состояния транспортного средства. Инфор­мационные сообщения от бортового оборудования распределяют­ся по различным категориям, отдельно группируются сообщения, содержащие информацию о чрезвычайных происшествиях на бор­ту. Для отображения информации на фоне электронной карты го­рода и обеспечения непрерывного слежения за подвижными объек­тами используется система Star View, реализованная на Unix-ори­ентированных рабочих станциях или X-терминалах. Станции могут объединяться в сеть и подключаться к системе на базе AVL Manager.

Система Logiq Dispatch предназначена для диспетчеризации даль­них грузовых перевозок. Она реализуется на базе терминалов спут­никовой связи системы Inmarsat, устанавливаемых на автомашинах.

Фирма «ПРИН» предлагает оригинальную разработку — про­граммный пакет ПРИН ИДС, позволяющий в короткий срок раз­вернуть многофункциональную систему слежения и оперативного контроля за небольшим транспортным парком. Данная система по­зволяет осуществлять непрерывный контроль за ТС, отображать на электронной карте диспетчера координаты точек маршрута, выполнить оптимизацию маршрутов и графиков движения, оперативно реагировать на внештатные ситуации.

Высокими эксплуатационными характеристиками отличается система «Магеллан-М» (фирма «Транснетсервис») для обработки картографической и навигационной информации. ПО разработано по модульному принципу и может легко адаптироваться к применяемым видам аппаратуры и системам связи, изменять состав задач в соответствии с техническим заданием заказчика. В качестве бортовой аппаратуры в диспетчерских системах рекомендуется применение навигационной и связной аппаратуры фирмы KENWOOD: модуля GPS Modem, включающего 6-канальный навигационный приемник и радиомодем, и автомобильных радиостанций. Устройство GPS Modem специально разработано с учетом использования в диспетчерских системах. В нем реализованы такие важные функции. как помехоустойчивое кодирование и сжатие информации, в возможность подключения бортовых датчиков и исполнительных устройств, групповое кодирование подвижных объектов, синхронный режим передачи информации в группе. Это позволяет эффективно использовать радиочастотный ресурс и при этом обеспечивать высокую частоту обновления информации о подвижных объектах. GPS Modem адаптирован для работы с радиостанциями фирмы KENWOOD, работающими как в режиме Conventional Radio,
так и в транкинговых системах (LTR и МРТ1327). Однако могут использоваться и радиостанции других фирм (за счет некоторого снижения функциональных возможностей).

Интересные возможности предоставляет аппаратура накопления параметров движения ТС «БНП-Транс». Аппаратура устанавливается на подвижный объект (в том числе допускается скрытная от обслуживающегоперсонала установка) и в автономном режиме производит накопление координат точек маршрута, полученных по сигналам СРНС GPS. Дополнительно могут фиксироваться пoказания бортовых датчиков (факты открытия/закрытия дверей салона или контейнера, расход топлива, температура рефрижератора). Емкость энергонезависимой памяти позволяет фиксировать до 20000 путевых точек, что достаточно для хранения маршрута автомашины за несколько недель. При обработке накопленных данных определяются места отклонения от маршрутного задания (по времени или по месту), попытки несанкционированного воздействия
I на груз, преднамеренного воздействия на аппаратуру (путем отключения бортового питания) или навигационную антенну. Накапливаемая информация позволит провести оптимизацию маршрутов, повысить безопасность и экономичность перевозок. Данная аппаратура может оказаться полезной для служб безопасности АТП, осуществляющих дальние перевозки.

Основой системы, разработанной фирмой «Термотех», является навигационно-связной контроллер. Он используется как в составе бортовой аппаратуры, так и на диспетчерских центрах. Навигационно-связной контроллер обеспечивает управление всеми ре жимами работы радиосредств, обработку всей информации на борту. Бортовая аппаратура обеспечивает круглосуточный непрерывный режим работы, непрерывное определение координат местополо­жения ТС, автоматическое управление режимами работы борто­вой радиостанции, голосовую связь с диспетчером, прием дифференциальных поправок. В составе навигационно-связных контрол­леров могут использоваться навигационные приемники СРНС GPS и ГЛОНАСС. Предусматривается возможность работы с автоном­ными каналами связи, транкинговыми системами, сотовыми и спутниковыми каналами связи. К контроллеру может подключать­ся терминал с дисплеем и клавиатурой для отображения команд из центра и ввода оператором информационных сообщений. ПО диспетчерского центра обеспечивает отображение местоположе­ния подвижных объектов на фоне электронной карты, вызов эки­пажа на голосовую связь, прием и запись всей информации о со­бытиях, происходящих в системе, сигнализацию оператору об от­клонениях в заданных маршрутах движения транспортных средств, формирование дифпоправок.

Фирма «ГеоСпектрум» предлагает оборудование, интегрируемое в широкий спектр систем радиосвязи: сети пакетной радиосвязи, транкинговые системы LTR, MPT1327, Edacs, сети спутниковой связи. ПО диспетчерского центра позволяет функционально вклю­чать новые виды систем связи. Картографический департамент фирмы «ГеоСпектрум» предлагает широкую номенклатуру элект­ронных карт различных регионов России. ПО диспетчерского цен­тра реализуется как с помощью средств собственной ГИС «Пано­рама», так и с помощью других ГИС. Разработанный модуль бор­тового компьютера может также использоваться в качестве авто навигатора: при подключении к нему стандартного автомобильно­го телевизора (фирм Alpine, Clarion) на экран выдается электрон­ная карта, на которой отображается текущее положение ТС, да­ются рекомендации по прокладке оптимального маршрута. К бор­товому компьютеру могут подключаться аналоговые или контакт­ные датчики, малогабаритная видеокамера.

Фирма «КОРД» разрабатывает бортовое оборудование и сред­ства передачи данных совместно с фирмой TESLA. Навигационное оборудование, молем и радиостанция интегрированы в единый конструктивный блок. Имеется возможность подключения борто­вого терминала с дисплеем и клавиатурой. Собственный протокол передачи данных позволяет эффективно использовать радиочас­тотный спектр. ПО диспетчерского центра работает как с вектор­ными, так и с растровыми электронными картами.

Фирма «Юником» представляет систему «Юником-AVL» на основе бортового навигационного комплекса собственной разработки, подключаемого к стандартной УКВ-радиостанции. ПО дис­петчерского центра позволяет отображать местоположение подвиж­ного объекта на фоне электронной карты. Количество подвижных объектов в системе — до 255.

Габариты бортового комплекса в целом зависят от габаритов применяемого оборудования связи. Устройство, включающее в себя навигационный приемник, контроллер и модем, в зависимости от выполняемых дополнительных функций (работа с дисплеем, кла­виатурой, другими внешними устройствами) может иметь объем от 0,5 дм³ до 2...5 дм³. Объем стандартной автомобильной УКВ-радиостанции составляют не менее 1 дм³.

Центральный телеграф внедрил на территории Москвы радио­пакетную сеть передачи данных общего пользования РАДИОТЕЛ на базе технологий фирм Racal и Sprint. Средства сети РАДИОТЕЛ представляют широкие возможности по созданию распределенных систем быстрого и надежного обмена данными в закрепленной и мобильной средах. Система диспетчеризации транспортных средств (СДТС) обеспечивает оперативное отслеживание маршрута дви­жения транспортного средства, оснащенного терминалом сети с приемником GPS. С помощью радиосети возможен обмен данны­ми между бортовым оборудованием и центральным компьютером, доступ к центральным базам данных, взаимодействие с аварий­ными службами и службами безопасности. Сеть РАДИОТЕЛ обес­печивает быстрое установление соединения (около 5с), имеет встроенные механизмы защиты данных, исправления ошибок. Центр коммутации пакетов сети обеспечивает поддержку прото­колов Х.25, Х.75, Х.З/Х.28/Х-29, SNA/SDLC.

Группа компаний «Грант-Вымпел» совместно с федеральной се­тью «СОТЕЛ» предлагает систему навигации и мониторинга авто­мобилей GrantGuard на основе сотовых телефонов стандарта NMT-450 «Московской сотовой связи». Бортовой навигационный комп­лекс поставляется в нескольких вариантах комплектации. В мини­мальной комплектации используется специализированный нави­гационный вычислитель с модемом, подключаемый к сотовому телефону. Бортовой комплекс обеспечивает передачу в диспетчер­ский центр данных о местоположении ТС и его состоянии (в зави­симости от состава подключаемых датчиков), передачу сообще­ний о нештатных ситуациях (с использованием тревожной кноп­ки). Время коммутации канала с компьютером диспетчерского цен­тра может достигать нескольких минут, но само время передачи данных не превышает 20 с. При этом имеется возможность исполь­зования телефона для ведения речевых переговоров. В расширен­ной комплектации к навигационному вычислителю подключается портативный компьютер. Компьютер может работать в режиме «мо­бильного офиса», выполнять функции авто навигатора, обеспечи­вать доступ в информационные базы центра.

Компания «Мобильные телесистемы» (МТС) является крупнейшим в России оператором сотовых систем стандарта GSM. Данным стандартом предусматриваются широкие возможности передачи данных — как по обычным трафиковым каналам, так и режиме передачи коротких сообщений (SMS Service). Малые габа­риты абонентского оборудования GSM и высокая степень интегрированности его с современными цифровыми системами позво­ляют реализовать бортовой навигационный комплекс с высокими эксплуатационными характеристиками. Компания предлагает бор­товое оборудование производства зарубежных фирм (система DUO фирмы GPP, оборудование фирмы Falcon), а также бортовой кон­троллер собственной разработки. Для передачи данных использу­ется как трафиковый канал (при этом встроенный модем работает так же, как обычный телефонный модем со скоростью 9600 бит/с), так и канал коротких сообщений. Время коммутации трафикового канала для передачи данных составляет 30 — 90 с, время передачи короткого сообщения (до 160 байт) от одного абонента сети до другого (в том числе от мобильного к мобильному) составляет 5-К) с.

Использование сотовых систем связи оправдано в случаях, ког­да необходимо снизить габариты бортовой аппаратуры, уровень собственных электромагнитных излучений (и соответственно по­требляемую аппаратурой мощность от бортсети или автономного источника электропитания), а также для обеспечения большой площади действия системы. Сотовые системы охватывают область действия систем ближнего и глобального действия (за счет нацио­нального и межнационального роуминга). Благодаря небольшим размерам и большой площади действия аппаратура на базе сото­вых систем может успешно применяться в системах комплексной охраны автомашин VIP-класса как альтернатива системам, рабо­тающим на зоновых принципах (радиомаяковые системы типа LOJACK и КОРЗ).

Маркетинговые исследования некоторых зарубежных фирм в отношении стоимости оборудования и оплаты услуг пользовате­лей систем (например, владельцев дорогих автомобилей или пере­возчиков грузов) показывают, что общие расходы абонентов сис­тем не должны превышать 4—5 % стоимости их имущества. Рос­сийские производители систем ОМП оценивают стоимость борто­вого оборудования для диспетчерских систем и систем обеспече­ния безопасности автомобиля в диапазоне от 1000 до 2000 долл. При этом стоимость ПО диспетчерского центра с электронной картой может варьироваться в пределах от 2000 до 50000 долл. (в зависимости от выполняемых функций, числа объектов контро­ля, используемой системы связи). Стоимость оплаты аренды кана­лов связи или оплаты услуг сетей связи общего пользования состав­ляет от 50 до 200 долл. в месяц для одного транспортного средства.

ГЛАВА 6