Sledování polohy vozidel

SLEDOVÁNÍ POLOHY VOZIDEL

Principy sledování polohy vozidel

Jednotky pro sledování polohy vozidel jsou obecně založeny na příjmu signálů z družic modulem GPS (global position system), případně lze použít i jiné standardy Galileo pro Evropu či Glonass (Globalnaja navigacionnaja sputnikovaja sistěma) pro Rusko a jeho následném vyhodnocení.

Princip funkce zjišťování polohy vozidel na dispečinku pomocí GPS

  1. Družice navigačního systému GPS (či jiného – Galileo či Glonass) umístěného ve střední oběžné dráze Země vysílají neustále  informaci o své poloze.
  2. Anténa pro příjem GPS signálu s družic. Tato anténa slouží pouze pro příjem signálu z družic a s družicemi na oběžné dráze nijak nekomunikuje. Anténa může být pasivní nebo aktivní. Aktivní znamená, že má integrovaný zesilovač signálu, což zvyšuje citlivost systému a zajišťuje přesnější detekci polohy. V tomto případě vyžaduje napájení vedené po středovém vodiči koaxiálního kabelu, které lze kontrolovat na zkrat (obvykle při montáži).
  3. Jednotka pro určení polohy vozidla. Ta se skládá z modulu GPS, který zpracovává signály z antény GPS a na základě nich vyhodnotí polohu antény, a komunikační jednotky vozidla, která tyto údaje definovaným způsobem (komunikačním protokolem) odešle radiovým signálem do nadřízeného systému k dalšímu zpracování – např. do centrálního dispečinku sledujícího vozidlo. Komunikační jednotka může být obsažena např. v námi vyráběném modulu pro sledování polohy MSP (nyní MSP 5.0) , palubním počítači řady EPIS 4.0x, palubním počítači s odbavením EPIS 5 FCC či dalších jednotkách. Pro správné zjištění polohy vozidla je potřeba příjem signálu minimálně z 3. družic. Komunikační jednotka tak musí vždy obsahovat „nějaký“ radiový vysílač (GSM/GPRS/3G … nebo pro privátní radiové sítě, např. sítě DP).
  4. Anténa pro komunikaci přes radiovou síť mobilních operátorů či privátní radiovou síť DP. Přes tuto anténu je informace o poloze radiovou sítí odesílána na centrální dispečink.
  5. Radiová síť mobilního operátora nebo DP zprostředkovávající komunikaci z vozidla směrem na server CED (CEntrální Dispečink) dopravního podniku (DP) či integrovaného dopravního systému (IDS) či obecně dispečink dopravce, např. námi dodávaná radiová síť EPIS_FDNET.
  6. Server CED přijímající polohu od vozidel pomocí přesně definovaného komunikačního protokolu, který sděluje údaje o poloze vozidla a příp. další údaje (rychlost vozidla, azimut, …) na dispečink či obdobná pracoviště. Nejčastější úlohou serveru je vyhodnocování polohy vozidla ve vztahu k jízdnímu řádu a sdělování mnoha dalších upozornění na nestandardní jevy v dopravě či zasílá informace na zastávkové elektronické informační panely. Toto řeší námi dodávaný dispečerský SW SPRINTER v různých podobách (DP, IDS, …).
  7. Dispečer CED na základě údajů zobrazovaných serverem řeší dopravní situace a přijímá potřebná opatření.
Obr. č.1: Princip fungování sledování polohy vozidel.

Obr. č.1: Princip fungování sledování polohy vozidel.


Obecné vlastnosti GPS modulů

Dnes námi používané vestavné moduly GPS přijímačů pracují s nejnovější technologií SiRF STAR IV (naše výrobky uvedené na trh do roku 2011 pak mají technologii SiRF STAR III). Moduly GPS se vyznačují pokročilou technologií potlačení rušení z antény, obsahují jak digitální procesorovou část, tak a inovovanou vysokofrekvenční architekturu. Přijímač po zapnutí rychle nalezne správnou GPS polohu a to dle typu startu. Metody používající technologie SIRF star jsou založeny na korelačních výpočtech.

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI POUŽÍVANÝCH MODULŮ GPS V NAŠICH ZAŘÍZENÍCH
Frekvence přijímače: 1575,42 MHz
Přijímané kanály: 48 družic (pro SiRF STAR III pouze 20)
Přesnost: 2,5 m (pro SiRF STAR III pouze 5 m)
Teplotní rozsah: -40 až +85 °C (provoz, přeprava a skladování)
Maximální aktualizace kurzu: 1 Hz
Použité věty: dle NMAE 0183
Přesnost rychlosti: 0,1 m/s
Citlivost modulu: lepší jak -163 dBm (pro SiRF STAR III jak -155 dBm )

Způsoby řešení sledování polohy vozidel

V rámci námi vyráběných zařízení a dodávaných systémů nabízíme 3 způsoby řešení:

Palubní počítače s funkcí sledování polohy

Námi dodávané palubní počítače (palubní počítače MHD řady EPIS 4.0x, palubní počítače s odbavením EPIS 5 FCC, modul sledování polohy MSP 5.0) jsou standardně vybaveny moduly GPS pro sledování polohy vozidel. V těchto palubních počítačích se pak získaná poloha GPS používá nejen pro dispečerské sledování polohy, ale i pro automatickou orientaci vozidla na trase pro následující funkce:

  • vyhodnocování polohy zastávek k jejich automatickému vyhlašování,
  • k řešení preferencí vozidel na křižovatkách,
  • k řízení informací v LCD displejích pro cestující,
  • apod…

Jednotky pro sledování polohy pomocí GSM/GPRS/3G sítí – typ MSP

Moduly sledování polohy vozidel – MSP - jsou vyráběny pro dispečerské sledování polohy vozidel v rámci IDS JMK, případně IDP. Jejich použití však může být obecnější než jen v IDS JMK. Po úpravě protokolů mohou být použity naprosto obecně – to se týká zejména MSP 5.0. Pro přenos dat nyní využívají radiových přenosů GPRS (pro MSP 5.0 i UMTS) a umožňují i hlasové přenosy pomocí GSM. Mohou pracovat ve všech sítích mobilních operátorů.

Jednotky vyráběné do ledna 2014:

  • MSP 1.1. – základní provedení pro hlasovou a datovou komunikaci s dispečinkem
  • MSP 3D – základní provedení rozšířené o jednokanálový digitální přehrávač zastávek
  • MSP 3D2 - základní provedení rozšířené o dvojkanálový digitální přehrávač zastávek
  • MSP 2.0L – Jednotka určená primárně ke sledování pozice vozidel, bez přehrávače zastávek.
  • MSP 5.0x - jednotka sledování polohy s hlášením do vozu, máhrada stávajících jednotek MSP 1.1 a 3D2, kdy tato jednotka v podstatě může představovat plnohodnotný palubní počítač (toto je otázkou SW aplikace).

Jednotky pro sledování pomocí privátních radiových sítí

Další kategorií modulů sledování vozidel jsou jednotky, které jsou vybaveny modemem a radiostanicí. Tyto jednotky mohou být vestavěny do složitějších zařízení a být jejich součástí - např. palubní počítače EPIS 4.0x nebo mohou být samostatnou jednotkou určenou pro sledování polohy vozidel.

Pro samostatné sledování polohy vozidel pomocí radiových sítí dopravních podniků vyrábíme dva typy modulů sledování polohy - typ RMU (radio modem unit):

  • RMU 01     - provedení určené pro sledování vozidel v rámci sítě TAIT – zajišťuje datovou a hlasovou komunikaci s dispečinkem pomocí radiostanice TAIT 8255.
  • RMU 10S    - provedení určené zejména pro sledování polohy vozidel dopravních podniků v radiové síti FD NET (náš produkt), ale je možno ji SW přizpůsobit potřebám jiných radiových sítí. V tomto případě je naše řídicí jednotka přímo vložena do radiostanice.