Спутниковый мониторинг транспорта

15 апреля, 2014
Categories:
- Статьи

Спутниковый мониторинг транспорта представляет собой систему, построенную на основе устройств сотовой (радио) связи, цифровых карт, вычислительной техники, систем навигации (GPS). Данная система служит для мониторинга движимых объектов (в данном случае, транспорта, как легкового, так и грузового). То есть, система способствует оптимизации и решению задач транспортной логистики, когда требуется управление перевозками на расстоянии. А также используется в автоматизированных системах управления автопарком.

То есть, с помощью систем спутникового мониторинга наблюдатель может полностью владеть ситуацией, держа ее под контролем. Например:

Быть в курсе, в какой точке земного шара находится автомобиль.
Вместе с координатами точного местонахождения, может получать полный отчет о техническом состоянии авто: на каком уровне остаток топлива, закрыты ли двери, какая скорость автомобиля в данный момент и т.п.
Водителю может поступать информация о состоянии дорог. Если, к примеру, система обнаруживает проблемные участки, автоматически прокладывается наиболее альтернативный маршрут.

И это еще не все возможности спутникового слежения за автомобилем, предлагаемые сегодня компаниями-поставщиками систем спутникового мониторинга.

Принцип работы системы спутникового мониторинга

В чем заключается принцип работы системы мониторинга автотранспорта? Основная его цель – отслеживать и анализировать пространственные и временные координаты транспорта, который находится (или находился) в пути. Принято разделять:

он-лайн мониторинг – передача координатной информации происходит дистанционно;
офф-лайн мониторинг – информацию считывают с устройств на авто уже по прибытию в пункт диспетчера.

На автомобиль устанавливают специальный мобильный модуль, в котором имеется приемник сигналов со путника и модули для хранения/передачи данных. Координатные данные, получаемые от приемника сигналов, записываются с помощью специального программного обеспечения мобильного модуля и, по возможности, передаются на сервер. Передача информации осуществляется через беспроводные сети оператором мобильной связи. Данные, которые получаются на выходе, анализируются и уже в текстовом или картографическом виде их получает диспетчер.

Поскольку в офф-лайн мониторинге отсутствует дистанционная передача информации, в системе можно использовать более дешевые мобильные модули. А также нет необходимости в услугах операторов мобильной связи.

Какие задачи решает система спутникового мониторинга транспорта?

Первая задача: строгий контроль за использованием транспорта. То есть, какой маршрут был пройден транспортным средством, пункты остановок, скорость, расход топлива, и даже время работы механизмов.
Вторая задача: проверять соблюдение графика движения. На карте маршрута выделяются контрольные зоны, которым присваиваются простые и понятные наименования (к примеру, магазин №32, Центральный рынок, Склад овощной и т.д.). И проверяется время, когда были пересечены границы контрольных зон. Отчет о контроле графика движения автотранспорта может предоставляться в текстовом виде или с использованием картографической информации. К сведению: отчет в текстовом виде облегчает взаимодействие системы транспортного мониторинга с другими приложениями.
Третья задача: оптимизация маршрутов на основе статистических данных. Пройденные ранее маршруты анализируются (режим скорости, расход топлива), и на основе их разрабатываются новые, более эффективные.
Четвертая задача: гарантировать безопасность на дороге. Благодаря определению местонахождения транспортного средства, в случае угона его можно быстро найти. Автомобили специального назначения (такси, например) могут оборудоваться специальной кнопкой. Нажатие (или не нажатие) этой кнопки отправляет тревожный сигнал диспетчеру. Также в работе некоторых терминалов спутникового мониторинга есть режим GSM-сигнализации, поэтому в случае срабатывания штатной сигнализации, об этом сообщается в серверный центр.
Пятая задача: помощь водителю в маршруте на незнакомой местности. Диспетчер, всегда зная точное местонахождение транспорта, может давать советы водителю даже в незнакомой местности.

И если задачи 1-3 могут решаться благодаря офф-лайн мониторингу, то 4-я и 5-я задачи требуют наличия он-лан системы.

Современный GPS-приемник

Рассмотрим, какие компоненты входят в систему спутникового мониторинга транспортных средств:

Транспорт со встроенным ГЛОНАСС или GPS-контроллером (трекером), на который отправляются данные со спутника. С помощью GSM, CDMA (реже УКВ, космической связи) дальше информация поступает в серверный центр мониторинга.
Серверный центр и программное обеспечение (прием, хранение, обработка и анализ данных).
ПК диспетчера, который ведет мониторинг транспортных средств.

Что дает использование систем спутникового мониторинга транспортных средств? Во-первых, повышается эффективность и качество работы корпоративного транспорта, а во-вторых, можно снизить расходы на топливо и содержание автопарка, в среднем, на 20-25%.

О GPS-контроллерах

Большинство существующих сегодня GPS-контроллеров и трекеров похожи по своему функционалу и могут:

ü На основании спутниковых сигналов GPS определить собственное местоположение, направление движения и скорость.

ü Через цифровые или аналоговые входы подключать внешние датчики.

ü В случае отсутствия связи хранить определенный объем данных во внутренней памяти.

ü Считывать информацию с бортового оборудования (при условии, что в оборудовании имеется последовательный порт или интерфейс CAN).

ü Передавать полученную информацию в серверный центр для последующей обработки.

Еще некоторое время назад, когда сеть мобильной связи GSM/3G слабо охватывала территории, использовались контроллеры, накапливающие данные (во внутренней памяти). И когда транспортное средство возвращалось в автопарк, через Wi-Fi (или Bluetooth) данные переносились на сервер. Сегодня же большинство современных GPS-трекеров имеют уже открытый протокол взаимодействия с сервером. А настройка режимов работы может выполняться с помощью GPRS-соединения, CSD или даже SMS.

Датчики

С помощью спутникового мониторинга транспортных средств можно получать довольно разную информацию. Для этого в транспорте могут устанавливаться дополнительные датчики, которые подключаются к ГЛОНАСС или GPS-контроллеру. Каждый определенный датчик может определять:

ü расход топлива;

ü нагрузку на ось автомобиля;

ü уровень топлива в баке;

ü температуру в рефрижераторе;

ü работу или простой специальных механизмов в ТС (например, работу бетономешалки, поворот стрелы крана), открывание дверей (капота), наличие пассажира в авто (если это такси) и т.д.

Программное обеспечение спутниковых систем мониторинга автотранспорта

В чем заключается различие систем спутникового мониторинга, представленных сегодня на рынке? Главным, и пожалуй, самым существенным отличием является серверное и клиентское программное обеспечение. А точнее, его функциональность, возможность обрабатывать полученную информацию и генерировать отчеты.

В качестве серверного центра, способного выполнять все необходимые функции, может быть обычный компьютер, на котором установлено ПО для простых систем мониторинга. В случае, когда необходимо выполнять одновременный мониторинг нескольких десятков тысяч транспортных средств и, соответственно, подключить к сервисному центру несколько десятков тысяч пользователей, функции сервисного центра выполняет целая серверная система. Работа такой системы распределяется между другими серверами, которые отвечают за выполнение разных задач.

Диспетчерское ПО для спутникового мониторинга автотранспорта можно разделить на типы:

Программное обеспечение со всеми встроенными компонентами (карты, база данных движения объектов) на одном ПК.
Клиентское программное обеспечение, установленное на компьютеры диспетчеров.
Программное обеспечение, которое использует веб-интерфейс. Благодаря такому ПО, можно вести мониторинг с любого компьютера, имеющего подключение к сети интернет. К тому же, установка каких-либо специальных компонент не требуется.

Разновидностью последнего типа является ПО с трехуровневой архитектурой. Функции центра обработки данных и компоненты распределяются между несколькими серверами — сервером базы данных, сервером картографической подсистемы, сервером телекоммуникаций, сервером приложения (отвечает за работу пользовательского веб-интерфейса).

Конечно, первый и второй тип систем считаются надежным решением и применяются в условиях, когда использование каналов сети интернет невозможно (например, запрещено нормативными актами, низкое качество последней мили). Но последний тип систем имеет целый список преимуществ, что позволяет компаниям-операторам ускорить внедрение спутникового мониторинга на рынок, переведя его в разряд платных услуг. На последней международной выставке были представлены: веб-системы белорусской «Gurtam», клиентское ПО чешской компании «Level», и российских «ЕНДС», ОАО «Русские Навигационные Технологии», «ТрансКонтроль» и «М2М телематика». Практически все компании, которые производят современные системы спутникового мониторинга, предусматривают в своих продуктах возможность подключения пользователя через веб-интерфейс, а также построение распределенной системы серверов.

Важную роль в ПО спутникового мониторинга ТС играет картографическая основа. От качества и детализации карт, используемых в системе мониторинга, зависит скорость работы диспетчеров и удобство отслеживания местонахождения транспортных средств. В клиентском программном обеспечении карты устанавливают прямо на компьютер пользователя (диспетчера). Веб-системы используют он-лайн карты, которые загружаются на сервер по мере необходимости с помощью Web-GIS. Естественно, для этого требуется высокая скорость интернет-соединения. Программный продукт Web-GIS позволяет использовать одновременно «Яндекс.Карты», «OpenStreetMap», «Maps», «Bing Maps», «Google Maps», «Yahoo!», карты «Gurtam» и т.д.

Функции программного обеспечения систем спутникового мониторинга

Как правило, ПО для спутникового мониторинга имеет несколько интерфейсов. Для предотвращения несанкционированного доступа к информации вход пользователя в систему спутникового мониторинга защищается паролем. Системы мониторинга имеют определенную иерархическую структуру, в которой администратор может управлять правами доступа всех остальных пользователей к разным функциям системы и объектам мониторинга.

Практически во всех системах спутникового мониторинга присутствуют такие функции:

ü Подключение, настройка трекеров;

ü Подключение, настройка датчиков;

ü Мониторинг положения транспорта на карте в данный момент;

ü Мониторинг состояния датчиков и приборов автомобиля;

ü Создание геозон на карте;

ü Создание точек интереса на карте;

ü Просмотр маршрута перемещения автомобиля за определенный интервал времени;

ü Контроль перемещения автомобиля в/из геозоны;

ü Настройка уведомлений об определенных событиях – превышении скорости, слив топлива и т.д.;

ü Настройка отчетов;

ü Выполнение отчетов;

ü На основании данных системы мониторинга построение графиков;

ü Управление объектами (через SMS-команды или CSD-соединение);

ü Создание маршрутов и контроль их соблюдения.

Возможности систем спутникового мониторинга можно расширить благодаря дополнительным функциям. Например:

ü Поиск транспортного средства, наиболее близкого к заданной точке;

ü Передача текстового сообщения водителю ТС и, наоборот, от водителя диспетчеру;

ü Голосовая связь водителя с диспетчером;

ü Ведение журнала техобслуживания ТС;

ü Вычисление периметра и площади заданных объектов на карте;

ü Веб-доступ к системе мониторинга через мобильный телефон или КПК;

ü Экспорт отчетов формат, который поддерживается иным ПО (например, Pdf, Excel, CSV, XML и т.д.);

ü Изменение картинок, которыми отображаются объекты на карте.

История развития спутникового мониторинга транспорта

Исходя из применяемых технологий в развитии систем спутникового мониторинга транспорта, различают пять поколений:

Поколение первых офф-лайновых систем. Понятно, что такие системы не осуществляли мониторинг в реальном времени. Все данные записывались в память GPS-трекером, который передавал их на сервер через проводной или беспроводной интерфейс по прибытию автомобиля на базу. Такая система контролировала транспорт только постфактум, и, например, при угоне автомобиля была бесполезной.
Второе поколение систем спутникового мониторинга использовало для связи между сервером и GPS-терминалом CSD-соединение или SMS. Один или несколько модулей сотовой связи устанавливались на сервере, это позволяло принимать звонки или SMS с данными. В данной системе между передачей данных от местоположения и режимом получения данных по запросу происходило много времени. Поэтому с распространением мобильного интернета системы спутникового мониторинга второго поколения практически вымерли.
Третье поколение систем спутникового мониторинга в качестве транспортной сети использует EV-DO или GPRS, что значительно снижает расходы на передачу данных с местоположения. Тем самым, позволяет строить системы отображения всех объектов в реальном времени. Сервер такой системы устанавливается в локальной сети офиса клиента, благодаря чему достигается лучшая оперативность данных, а также их защищенность. Минус – система требует постоянной поддержки сервера ресурсами клиента. Для обслуживания сервера необходим обслуживающий персонал определенной квалификации со стороны клиента. На рабочее место пользователя устанавливается ПО. В некоторых системах возможна аренда ресурсов сервера от поставщика мониторинговых услуг.
Четвертое поколение систем спутникового мониторинга, как и третье, использует в качестве транспортной системы один из механизмов мобильного интернета. Отличие – централизация серверного обеспечения у поставщика услуг и использование веб-технологий. Как вы уже поняли, сервер размещается у компании-поставщика услуг, а его мощность делится между многими клиентами. Доступ к защищенным данным осуществляется через веб-страницу с любого ПК, в котором есть доступ к сети интернет. Естественно, стоимость внедрения и обслуживания такой системы значительно снижается, ведь один такой сервер может работать одновременно с тысячами объектов одновременно. Недостаток систем спутникового мониторинга является полная централизация. Конечно, вероятность форс-мажора или аппаратного сбоя крайне низка, но зато последствия могут быть очень дорогими. Крайне сложно оценить последствия утечки информации через техническую службу оператора.
Пятое поколение систем мониторинга – это система предыдущего поколения, глобально развитая и централизованная с логически единым центром мониторинга. В ней данные мобильных устройств, которые собираются коммуникационными серверами, перемещаются в логически объединенный сервер базы данных. Дальше данные распределяются между промежуточными серверами, которые взаимодействуют с пользователем (веб-мониторинг). Благодаря такой архитектуре системы, пользователи из разных стран и даже континентов получают необходимую информацию от ближайшего регионального центра без задержки. Внедрение систем мониторинга пятого поколения позволят управлять транспортными потоками в реальном времени, а пользователи могут экономить время, ресурсы и планировать наиболее оптимальные маршруты.

Системы спутникового мониторинга в России

Все системы спутникового мониторинга, которые известны российскому рынку, можно разделить на группы:

ü Системы мониторинга с минимальным набором ПО (как правило, бесплатным), позволяющая решать базовые задачи.

ü Программно-аппаратные комплексы – системы мониторинга, которые представляют собой законченное решение. Спутниковое оборудование и ПО залочены друг на друга, то есть, переход с одной системы на другую затруднительный.

ü Программные комплексы, которые предоставляют в аренду серверные центры (в формате «Software as a service»). Совместимы с разными контроллерами и трекерами.

ü Программные комплексы для серверов с поддержкой различных видов оборудования GPS и ГОНАСС одновременно. То есть, в своем автопарке клиенты могут иметь различные контроллеры.

ü Комплексные услуги – мониторинг автомобилей, который выполняют специализированные компании. За использование системы клиент ежемесячно вносит абонентскую плату. Приобретение и установка контроллеров на автомобиль оплачиваются отдельно. Кстати, некоторые фирмы могут предлагать аренду контроллеров.

Системы спутникового мониторинга транспортных средств могут быть не только самостоятельными решениями. Система может являться модулем более сложной системы FMS и/или TMS. Также нужно учитывать, что возможность выполнения бухгалтерских или складских функций имеет немаловажное значение. И, конечно же, нельзя забывать об интеграции системы спутникового мониторинга с другими автоматизированными системами управления предприятия.