В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Технологии спутникового позиционирования GPS/ГЛОНАСС в последние годы являются, безусловно, наиболее распространенными среди спутниковых технологий в целом. Они применяются в огромном количестве потребительских устройств как для частного применения, так и для бизнеса.
Обычный GPS-приемник стоит всего несколько долларов и встречается теперь практически в каждом телефоне, планшетном компьютере, фотоаппарате или автомобильном навигаторе. Однако мало кто знает, что сами по себе эти крошечные устройства являются неотъемлемой частью глобальной инфраструктуры, охватывающей практически все города и страны, влияющие на жизнь каждого человека по всему миру.
Только за последний год было продано более 100 млн спутниковых навигационных устройств. Как это отразилось на окружающем мире? Простой пример. Заходим в "Яндекс.Пробки" и видим - заторы в некоторых местах увеличиваются буквально на глазах, еще несколько минут - и город встал. Лучше ехать на метро. Как система "Яндекс.Пробки" узнала об этом так быстро? Ей помогли миллионы автомобилистов, купивших те самые GPS-навигаторы (см. рис. 1).
"Яндекс.Пробки" показывают пользователям картину загруженности дорог. Для этого сервис собирает из разных источников данные о загруженности улиц, анализирует их и отображает на электронных картах. В наиболее крупных городах, где пробки - серьезная проблема, а не просто неприятность, сервис рассчитывает балл пробок - средний уровень загруженности. Дело в том, что снабжают сервис информацией о дорожной ситуации те самые автомобилисты, которые используют в своих навигационных устройствах карты "Яндекс". Чтобы участвовать в сборе данных, автомобилисту необходимы: подключенное к Интернету мобильное устройство (телефон, смартфон, КПК) с GPS-приемником (встроенным или внешним) и установленное на этом устройстве приложение "Яндекс.Карты" с включенным режимом "сообщать о пробках". Каждые несколько секунд устройство передает свои географические координаты, направление и скорость движения в компьютерную систему "Яндекс. Пробок". Безусловно, на практике все несколько сложнее. Существуют алгоритмы обработки полученных данных, такие как агрегация, фильтры и прочие программные технологии. Но упрощенно картина выглядит именно так, как будто миллионы людей, решая свои индивидуальные задачи, формируют глобальный информационный сервис. Таких примеров можно привести множество.
Спутниковое позиционирование не только информирует нас о дорожной ситуации. Другой гигант интернет-индустрии, компания Google, тоже активно развивает свои картографические и геозависимые сервисы. Для того чтобы иметь фотографии практически всех мест на планете и расположить их на карте в точности там, где они были сделаны, сотрудникам Google не приходится ездить по всему свету с фотоаппаратом в руках. За них это делают миллионы других фотографов, профессиональных и не очень. Даже если по каким-то причинам ваш фотоаппарат еще не оснащен GPS, координаты места всегда можно узнать, используя любой другой гаджет - смартфон или навигатор. В итоге мы имеем карту мира, плотно покрытую фотоснимками местности, причем в любое время года (рис. 2).
Но фотографиями дело не ограничивается. В какой-то момент в базе данных Google их стало так много, что был придуман другой сервис. Он называется Google Goggles и позволяет осуществлять поиск информации по изображению. При фотографировании объекта с помощью встроенной камеры телефона происходит передача изображения и информации о местоположении устройства на серверы Google, где изображение распознается и обрабатывается. При получении информации о достопримечательности можно ограничиться простым наведением телефона на объект без необходимости фотографирования. Программа передает на сервер информацию GPS и компаса, достаточную для идентификации объекта в базе данных. Обратно на телефон возвращается результат в соответствии с требованиями пользователя. Например, рассказ о сфотографированной достопримечательности или ее название.
Позиционирование GPS\i7IO-НАСС во взаимосвязи с информационными сервисами позволяет найти ближайшие магазины и кафе, проехать кратчайшим путем в нужный район, встретиться с другом или вызвать такси. Но не стоит забывать, что во всех этих процессах, помимо спутниковой технологии, присутствует и технология связи. Объемы данных, передаваемые посредством беспроводных систем связи, таких как GPRS, 3G, Wi-Fi, растут в геометрической прогрессии. Рынок сотовой связи в России наполнился на 100% еще несколько лет назад. Иными словами, несколько лет назад все, кто мог, уже купили сотовый телефон и подключили тариф одного из операторов. Дальнейшее развитие рынка за счет расширения объема услуг голосовой связи стало невозможно. И развитие пошло по пути предоставления дополнительных услуг, в том числе передачи данных. Одновременно с этим активное развитие получают так называемые спутниковые системы мониторинга транспорта, сочетающие в себе функции контроля навигационных (местонахождение, скорость, пройденный путь и пр.) и эксплуатационных (контроль топлива, срабатывание датчиков, работа узлов и агрегатов) параметров автомобиля. Для функционирования таких систем необходимо наличие в бортовом автомобильном устройстве двух составляющих - GPS и модуля связи (обычно GSM). Операторы сотовой связи увидели для себя новые возможности на зарождающемся рынке. Были созданы специальные тарифы на передачу М2М-данных, началось активное сотрудничество с разработчиками систем мониторинга транспорта.
Некоторые операторы пытались продвигать системы через свои торговые сети и даже разрабатывать собственное бортовое оборудование. Итогом активного освоения рынка спустя несколько лет стало оснащение более чем миллиона единиц транспорта в России и выработка федеральных нормативных актов, регламентирующих оснащение транспортных средств системами мониторинга. Тема активно обсуждалась в правительственных кругах, и особое внимание уделено государственному транспорту, в частности пассажирскому. Это вполне логично. Общественный пассажирский транспорт является наиболее массовым и востребованным у населения. Он же порождает множество проблем как технического, так и управленческого характера. Чиновники думали прежде всего о безопасности и удобстве для пассажиров, а также о создании единой интеллектуальной системы управления всей транспортной инфраструктурой. Так появилась концепция интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Ранее такие системы уже получили распространение в Европе, США и Японии. Концепция заключается в том, что все компоненты транспортной инфраструктуры, используя современные технологии связи и спутникового позиционирования, представляют собой комплекс взаимосвязанных автоматизированных систем, решающих задачи управления дорожным движением, работой всех видов транспорта (индивидуального, общественного, грузового), информирования граждан и предприятий об организации транспортного обслуживания.
Объектами управления в ИТС являются сами транспортные средства различных видов и назначения, транспортные средства, дорожная инфраструктура (информационные табло, светофоры, автобусные остановки, Web-сервисы для пассажиров, системы выброса реагентов, коммунальные службы).
Реальные наработки в области развития ИТС есть уже и в России. В основном пока это единичные проекты, но на правительственном уровне существуют планы внедрения подобных систем во всех крупных городах, где тема регулирования движения особенно актуальна, а затем и во всех остальных населенных пунктах и междугородных транспортных магистралях.
Рассмотрим более детально примеры таких проектов.
В основном такие сервисы предоставляют информацию о том, когда приедет автобус на ту или иную остановку. Варианты реализации такой службы различны, но наиболее распространенный - это обычный сайт в Интернете с отображением карты и маршрутов общественного транспорта. Здесь же список маршрутов. По клику на нужном маршруте мы можем видеть, где находятся автобусы этого маршрута. Кроме того, на электронную карту нанесены автобусные остановки. По клику или наведению указателя мыши на остановку отображается время прибытия на нее нужного автобуса. Сайт доступен для пассажиров с любого мобильного устройства (смартфона или планшета), с подключенным GPRS (см. рис. 3).
Есть и упрощенный вариант сервиса - рассылка SMS с информацией о том, когда приедет автобус. Но если лень пользоваться Web-сервисом, а на автобус попасть хочется, то И ТС помогут и в этом случае.
Допустим, вы добрались до ближайшей автобусной остановки в незнакомом районе чужого города. Единственное, что вам известно, - место назначения, например "Выставочный центр". Город большой, карты у вас нет, спросить не у кого. И тут спасение - "умная остановка". Это с виду обычный остановочный павильон, но оснащенный по последнему слову техники. В первую очередь на остановке размещено большое светодиодное табло, на котором отображаются все маршруты и время прибытия каждого из автобусов. Эта информация поступает по каналам связи (чаще всего по GPRS) из единого диспетчерского центра, где система мониторинга транспорта отслеживает местонахождение каждого автобуса и рассчитывает время прибытия его на ближайшую остановку. Само табло, в свою очередь, тоже оснащено GSM-модемом для приема информации из диспетчерской (см. рис. 3).
Внутри остановки смонтирован универсальный транспортный терминал, где можно посмотреть маршрут до нужного места, узнать номера автобусов, купить билет и даже посмотреть новостную ленту или информацию о месте назначения. Кроме того, терминал имеет функцию банкомата, можно осуществить коммунальные платежи, пополнить телефонный счет и многое другое. Вот сколько всего полезного можно сделать в ожидании автобуса (см. рис. 4).
"Умными остановками" дело не заканчивается. Рано или поздно на такую остановку прибывает "умный автобус". Он, несомненно, связан с единой диспетчерской системой мониторинга транспорта, в которой, помимо информации о его местонахождении, скоростных режимах, остановках и стоянках, реализованы интеллектуальные алгоритмы управления дорожным движением. Допустим, автобус ездит по маршруту, на котором как такового расписания нет, но интервал между прибытием автобуса на остановку должен быть 5 мин. Но на практике движение неравномерное. На разных остановках автобусы стоят неодинаковое время, где-то больше пассажиров, где-то меньше. На разных участках маршрута автобусы движутся с неодинаковой скоростью - где-то свободно, где-то пробки. В разное время суток эти показатели различаются. В таких условиях интервал движения изменяется. Всем встречалась ситуация: несколько автобусов догоняют друг друга и движутся подряд, затем полчаса нет ни одного. Эту проблему тоже решают интеллектуальные транспортные системы. Например, если знать, что 1-й автобус стоит в пробке, а 2-й его догоняет, то догоняющего надо притормозить. Как это сделать? В идеале - обязать водителя приезжать на остановку с равным интервалом. Для этого у него устанавливается информационное табло, где высвечивается время прибытия на следующую остановку в соответствии с графиком. Если автобус опаздывает, то по возможности нужно разогнаться, если идет с опережением графика - снизить скорость. Откуда водитель узнает, что он опаздывает и на сколько? Из системы планирования маршрутов. Работает это так. В диспетчерскую систему изначально занесены все маршруты, известны все остановки, стоянки, базы, контрольные пункты. Программа автоматически рассчитывает, когда и где должен находиться автобус. По GPS/ГЛОНАСС определяется его местонахождение, после чего система определяет, на сколько он отстает или опережает график. Например, на остановке "Институт" он должен быть в 10 часов 30 мин., а на остановке "Больница" он должен быть в 10 часов 45 мин. Время стоянки на каждой остановке - 3 мин. Но на остановке "Институт" он простоял 6 мин., так как много пассажиров вышло и зашло. Таким образом, он отстает на 3 мин. от графика, и ему предлагается "поднажать". Если проблемы продолжаются и "поднажать" не удается, отставание от графика растет. Предположим, у автобуса, идущего следом, дела идут лучше. Он догоняет отстающий автобус, но это неправильно - они будут ехать друг за другом. Система отслеживает график текущего автобуса и идущего перед ним. И принимает решение на основе приоритетов - сохранить интервал. Она рекомендует водителю притормозить, тем самым увеличить интервал с идущим впереди автобусом на единицу времени. Таким образом происходит выравнивание интервалов движения, причем происходит это автоматически, без вмешательства диспетчера. Без диспетчерской системы управления маршрутами такое выравнивание было бы невозможно.
Мы затронули лишь малую часть возможностей, связанных с интеграцией спутниковых технологий в управление транспортом. Несомненно, тема эта гораздо более широкая, чем рамки данной статьи, но надеемся, что она вызовет у читателя живой интерес и послужит основой для дальнейших идей и публикаций.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #5, 2012
Посещений: 5879
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
