Немного о точности. При создании системы в нее специально внесли так называемый режим S/A (Selective Availability — ограниченный доступ). Этот режим разработан для того, чтобы не дать возможному противнику тактического преимущества в определении местоположения с помощью GPS.

Принцип действия данного режима заключается в искусственном рассогласовании часов спутника и приемника. Поэтому даже при хорошем приеме сигналов нескольких спутников точность не превышала 100 метров.

Однако в 2000 году данный режим был отменен, и официально система GPS стала давать возможность определять координаты более точно. Как правило, указывают точность в 20…30 метров. Если использовать специальные алгоритмы пост-обработки, точность можно повысить вплоть до нескольких миллиметров, но это умеют делать геодезические системы. Для работы с такими системами нужен сертификат и разрешение, а их стоимость превышает стоимость бытовых навигаторов в десятки раз.

На точность определения координат существенное влияние оказывают ошибки, возникающие при выполнении процедуры измерений. Природа этих ошибок различна.

1. Неточное определение времени. Вносит погрешность порядка 1 метра.

2. Погрешности вычисления орбит спутников (уточнения эфемерид). Вносят погрешность порядка 1 метра.

3. Ионосферные задержки сигнала. Вносят погрешность до 10 метров.

4. Многолучевое отражение от высоких зданий, других объектов. Вносит погрешность до 2 метров.

5. Геометрическое расположение спутников.

6. Тропосферные задержки сигнала.

GPS технологии на транспорте

Большинство российских компаний, осуществляющих перевозки, рано или поздно сталкивается с проблемой злоупотреблений со стороны работников, непосредственно эксплуатирующих технику. Это и «сливы топлива», и «левые рейсы», и «приписка пробега». Все эти и многие другие проблемы (контроль передвижения транспорта в реальном времени, оптимизация транспортных схем, создание полной базы данных по работе автотранспорта) поможет решить система мониторинга на основе GPS.

Black_box и Black_box-GSM представляют собой функционально законченные устройства системы мониторинга мобильных объектов, способные решать различные задачи по управлению транспортом и другими мобильными объектами с помощью системы глобального позиционирования GPS.

Система Black_box

В основу этой системы положен принцип «черного ящика», который записывает различную информацию с датчиков транспортного средства, а также информацию о местонахождении объекта, получаемую со спутников с помощью GPS-модуля, установленного на борту транспортного средства.

Используемый в системе модуль GPS изготовлен на основе высокопроизводительного чипсета SiRFstarIII и может работать от отраженных сигналов (его 20-канальный приемник имеет очень хорошую чувствительность –158 дБм), что позволяет в некоторых случаях размещать GPS-антенну внутри транспортного средства). Модуль GPS имеет низкое энергопотребление — до 70 мА; время «горячего старта» — 1 с, время «холодного старта» — 45 с.

Black_box оснащен шестью аналоговыми входами с 10-разрядным АЦП с диапазоном измерения от 0 до 40 В с точностью измерения 0,05 В, а также шестью дискретными входами, двумя 16-разрядными счетчиками импульсов и двумя управляющими выходами, рассчитанными на ток до 300 мА. Широкий диапазон входных напряжений и высокая точность измерения позволяет подключать к Black_box как штатные датчики автомобиля (датчик уровня топлива, тахометр, давление масла двигателя, температура охлаждающей жидкости, включение зажигания), так и установленные дополнительно датчик расхода дизельного топлива и др.). Это позволяет реализовать любую задачу, связанную с управлением мобильных объектов, — от единичного автомобиля до парка в несколько сотен автомашин.

Black_box имеет встроенную защиту от перенапряжения и короткого замыкания, способен сохранять 180 000 записей с интервалом от 1 до 50 с.

При формировании пакета данных с интервалом 10 с емкость памяти устройства позволяет записывать данные в течение 20 суток, после полного заполнения памяти устройства новые данные записываются «по кругу», стирая наиболее старые. Наличие порта RS-232 позволяет существенно расширить его функциональные возможности, а также производить диагностику и настройку. Black_box имеет автономный источник питания — Li-on батарею емкостью 1,2 А·ч, которая позволяет системе автономно работать при потере бортового питания до 48 ч. Перенос информации с объектов наблюдения на компьютер диспетчера осуществляется вручную при помощи флэш-карты. Корпус устройства Black_box изготовлен из алюминия, имеет современный дизайн и отличается небольшими размерами. В комплект поставки входит: Black_box, внешняя GPS-антенна, комплект проводов (для подключения к системам автомобиля), удлинитель считывателя (при помощи которого данные переносятся на флэш-карту).

На рис. 4 схематически изображен принцип работы системы Black_box.

Такая система, установленная на автомобиле, записывает данные с датчиков, а также информацию о скорости и местоположении объекта с заданным интервалом времени. Эти данные вручную при помощи флэш-карты переносятся на компьютер диспетчера, где при помощи ПО клиента становятся доступны для анализа.

Система Black_box-GSM

Black_box-GSM представляет собой законченное решение системы мониторинга автотранспорта, выполненное на функциональной базе Black_box со встроенным малогабаритным модулем GSM/GPRS нового поколения. Данная система позволяет получать данные об объекте наблюдения в «реальном времени» с заданным интервалом по каналу GPRS.

Пакеты данных с установленного на транспортном средстве Black_box-GSM через Интернет передаются на сервер компании-поставщика или сервер клиента. Модуль GSM/GPRS имеет встроенный стек протоколов ТСР/IP, позволяющий существенно упростить обмен информацией в Интернете. Этот модуль работает в GSM-сетях на частотах 900/1800/1900 МГц. Он поддерживает передачу данных в трех режимах:

* GSM/GPRS — позволяет передавать данные на сервер через Интернет по протоколу ТСР/IP;

* GSM/CSD — позволяет передавать данные напрямую на модем диспетчерского пункта со скоростью 9600 бит/с, а также производить настройки оборудования;

* GSM/SMS — позволяет дистанционно производить настройку оборудования с мобильного телефона.

Кроме того, предусмотрено неавтоматическое получение информации («вручную») при помощи флэш-карты — используется как резервный способ получения информации, либо на местности, где сотовая связь недоступна.

Black_box-GSM имеет автономный источник питания — Li-on батарею емкостью 1,2 А·ч, которая позволяет системе автономно работать при потере бортового питания до 24 ч. Корпус устройства Black_box-GSM изготовлен из алюминия, имеет современный дизайн и отличается небольшими размерами. В комплект поставки входит: Black_box-GSM, внешняя GPS-антенна, внешняя GSM-антенна, комплект проводов (для подключения к системам автомобиля).

На рис. 5 схематически изображен принцип работы системы Black_box-GSM. Эта система, установленная на автомобиле, записывает данные с датчиков, а также информацию о скорости и местоположении объекта с заданным интервалом времени. Эти сведения по каналу GPRS с помощью модуля GSM/GPRS передаются на сервер (интервал времени получения данных определяется для каждого устройства), затем диспетчер по Интернету при помощи ПО клиента получает данные (местоположение транспорта в реальном времени) с сервера, после чего они становятся доступны для анализа.

Рис. 5 Принцип работы системы Black_box-GSM

В таблице 1 приведены технические характеристики устройств Black_box и Black_box-GSM.

Для эксплуатации оборудования нами разработан программный комплекс CarControl, который состоит из двух частей: ПО сервера и ПО клиента.

Описание ПО сервера

ПО сервера позволяет получать и сохранять:

* данные, поступающие с мобильных объектов на выделенные порты сервера по протоколу ТСР/IP;

* данные, поступающие с мобильных объектов в режиме GSM/CSD с использованием GSM-терминала, а также передавать ранее полученные на сервер данные о мобильных объектах на компьютеры диспетчерских центров (по запросу).

Через один порт сервера возможно получение информации о 100 мобильных объектах. Максимальное количество компьютеров диспетчерских пунктов, которые могут передавать данные на сервер через один порт, — 50. Данные, поступающие на сервер, содержат информацию как о маршруте транспортного средства, скорости, данных с датчиков и т. д., так и о местонахождении автомобилей в режиме реального времени и тревожных событиях. При передаче данных осуществляется их программное сжатие и идентификация лица, получающего доступ к данным (по имени пользователя и паролю). ПО сервера имеет веб-интерфейс, позволяющий клиентам получать данные о мобильных объектах без использования специального ПО клиента, посредством обычного Интернет-браузера. Веб-интерфейс работает по стандартному протоколу HTTP и позволяет клиентам использовать для получения информации как полноценные ПК, так и коммуникаторы и мини-компьютеры, подключенные к Интернету. ПО сервера позволяет дистанционно производить настройку оборудования с помощью терминала в ручном режиме, а также полностью производить администрирование базы данных сервера.

Описание ПО клиента

ПО клиента позволяет:

* получать с сервера данные о пройденном транспортным средством маршруте с полной телеметрической информацией (данные о скорости, данные с датчиков и т. д.), а также данные о местонахождении мобильных объектов в режиме реального времени;

* сохранять полученные данные на локальном компьютере пользователя;

* передавать на сервер данные, полученные с мобильных объектов, «вручную» с помощью флэш-карт;

* организовывать диспетчерские пункты мониторинга и управления мобильными объектами в реальном времени с использованием ГИС (геоинформационной системы);

* просматривать маршруты транспортных средств, наложенных на векторную карту, за выбранный интервал времени;

* просматривать маршруты транспортных средств в виде анимационных роликов;

* получить подробный отчет о маршруте за выбранный интервал времени в различных программах: Microsoft Excel, OpenOffice, HTML (отчет формируется на основании предварительных настроек и содержит как обязательные основные параметры, так и вычисляемые параметры для решения более сложных задач);

* изображать телеметрическую информацию в виде графиков в зависимости от времени или от пройденного расстояния;

* производить администрирование базы данных клиента и настройку ПО под нужды конкретного пользователя;

* вводить многопользовательский режим для ПО диспетчерского центра, работающего с общей базой данных.

Система мониторинга на основе GPS была разработана в 2003 году специально для предприятий лесного комплекса и затем на протяжении ряда лет испытывалась крупными лесозаготовительными компаниями Ленинградской, Архангельской, Вологодской, Кировской и других областей. Эта система может использоваться на всех видах грузового транспорта, на легковом транспорте, маломерных судах и других мобильных объектах, и в настоящее время она является наиболее надежной и недорогой в эксплуатации системой для мониторинга автотранспорта.

Экономический эффект от внедрения системы мониторинга

Экономический эффект на предприятия наших заказчиков выражается в сокращении расхода топлива но 10-40% благодаря нескольким факторам: наибольший эффект от внедрения системы GPS слежения и мониторинга транспорта состоит в значительном сокращении воровства топлива на предприятии, сокращении реального и уничтожении «мнимого» (накрученного) пробега. Внедрение спутникового мониторинга автотранспорта как в частных предприятиях, так и в государственных структурах уже доказало свою эффективность. Мониторинг автотранспорта может рассказать много интересной информации: где и когда совершались остановки и заправки, где и сколько раз открывались двери, где находится машина в данный момент и с какой скоростью движется. Функция контроля поведения водителей с помощью спутникового мониторинга в России чрезвычайно востребована - обмануть систему мониторинга автотранспорта и контроля расхода топлива невозможно: водитель больше не сможет совершать махинации с чеками, договариваться с работниками АЗС, совершать слив топлива и накручивать пробег. Спутниковый мониторинг серьёзно сказывается на дисциплине водителей: к примеру, если раньше водитель мог, справившись с заданием быстрее срока, предпринять внеплановый рейс «на сторону» ради личной выгоды, то теперь система gps мониторинга транспорта будет фиксировать пройденный километраж. Система мониторинга транспорта учитывает только фактически преодоленное расстояние, поэтому номер с подкручиванием одометра не пройдёт. Также недобросовестному водителю не удастся сливать топливо из бака с целью последующей его продажи: спутниковая система мониторинга записывает все сливы топлива с указанием их времени, даты, продолжительности и объёма.

Для оперативных служб система GPS мониторинга транспорта является незаменимым источником информации в режиме реального времени, помогая в принятии ответственных решений. Система мониторинга автотранспорта используется для Скорой помощи, МЧС, инкассации в различных регионах России.

Спутниковый мониторинг транспорта заставит предприятие работать с максимальной эффективностью. Для компаний, занимающихся доставкой продуктов народного потребления (продукты питания, напитки, одежда, бытовая техника и т.п.) система мониторинга и слежения является средством улучшения транспортной логистики. Использование системы GPS мониторинга, учета и логистики на базе 1С:8.1 позволяет значительно упростить работу логистов и диспетчеров, снизить затраты на транспорт (нередко после внедрения GPS мониторинга, автоматизации документооборота, планирования и логистики освобождается ранее использовавшийся транспорт или меньше требуется использовать наемный транспорт) - спутниковый мониторинг позволяет, выбрав оптимальный маршрут движения, сократить время в пути. А главное, GPS мониторинг и контроль транспорта позволяет вывести качество работы и обслуживания клиентов на новый, более высокий уровень.

Внедрение GPS мониторинга автотранспорта и системы контроля топлива на коммунальную и дорожную технику позволяет кроме экономии на топливе добиться прозрачного контроля качества выполнения работы по уборке улиц, вывозу мусора и т.д. Кроме всего прочего это очевидно положительно сказывается на городской экологии.

Для пассажирских перевозок система слежения, контроля и мониторинга позволяет перевозчикам получить данные о плотности пассажиропотока в различных срезах (временном и географическом). Для городских служб и в итоге для жителей городов система контроля выполнения расписания позволяет улучшить работу общественного транспорта.

Для сельского хозяйства система GPS контроля техники и топлива помимо общеполезной экономии топлива позволяет получать достоверную информацию о размерах (площади) и качестве выполненных работ, пресекать хищение продукции (на пример зерна) во время сбора урожая.

А безопасность, гарантированная при установке системы мониторинга транспорта, не помешает в любой сфере деятельности: координаты, сообщаемые диспетчерам спутниковой системой мониторинга, позволяют быстро найти угнанный или попавший в аварию транспорт. Кроме того, в системе мониторинга автотранспорта существует возможность получать оповещение на мобильный: в случае выхода автомобиля из зоны установленной безопасности, нарушения графика или аварии система спутникового мониторинга автотранспорта известит посредством смс.

Заключение

Система спутникового мониторинга автотранспорта в настоящее время широко используется в транспортных компаниях, в сфере службы доставки, автодорожных служб, пассажирских перевозок, в строительных организациях и других предприятиях.

Системы GPS-мониторинга транспорта решают следующие задачи:

·                     Мониторинг включает отслеживание текущих координат, направления и скорости движения транспортного средства в реальном времени для нужд диспетчерских служб.

·                     Учёт пройденного километража и расхода топлива нужен для своевременного прохода ТО, обоснования списания ГСМ бухгалтерией и пр. В системах TMS с помощью GPS производится автоматический учёт доставки грузов в заданные точки.

·                     Контроль соответствия фактического маршрута автомобиля плановому позволяет повысить дисциплину водителей.

·                     Безопасность: знание координат позволяет быстро найти угнанное либо попавшее в беду транспортное средство.

Широкое использование спутниковой навигационной системы для решения как прикладных, так и научных задач, применение в этой системе концепций, которые находятся на переднем развитии науки и техники позволяет сделать вывод, что это направление будет и впредь развиваться и совершенствоваться.

Подтверждением сказанного являются объемы рынка GPS навигаторов. Несмотря на противоречивые оценки и прогнозы разных экспертов, статистика и фактическое состояние свидетельствуют о ежегодном мировом росте продаж навигационных устройств до 40% и эта тенденция сохранится в течение следующих пяти лет. Для компаний-разработчиков сегодня актуальны разработки не односистемных приборов, замкнутых на американскую систему навигации, а двух- или трехсистемные решения, с учетом перспектив развития российской системы ГЛОНАСС и европейской GALILEO.

Литература

1. Лекции доктора технических наук Валерия Викторовича Конина.

#"#">http://www.minsvyaz.ru.

Страницы: 1, 2