Навигационное обеспечение

Автомобильная навигация и картография. Водитель, находясь в незнакомом месте, как правило, тратит много времени на поиск нужной дороги или объекта дорожного сервиса.

Европейская организация ERTICO (European Road Transport Telematics Implementation Co-ordination) провела в пяти странах Европы серию пилотных проектов по испытанию навигационных систем RDS-TMC (radio data system-traffic message channel). На автомагистралях Германии, Нидерландов, Франции, Великобритании и Италии были установлены системы RDS-TMC и водители испытывали работу этих систем в течение продолжительного времени.

Результаты показали, что около 80% водителей сочли подобные системы полезными.

Существует две технологии для построения систем электронной навигации и картографии:

• Автономная - картографическая информация считывается с CD через бортовой компьютер автомобиля;

• Интерактивная – передача информации водителю из диспетчерского центра по радио или сотовой телефонной линии.

Автономная навигация использует приемник сигнала GPS для определения координат в пространстве и совмещает ее с остальной навигационной информацией (карты, сведения о местонахождении объектов), находящейся на CD в дисководе бортового компьютера.

Пример: Навигационная система CARIN производства BMW.

Задачей №1 для навигации - определение собственного местонахождения автомобиля. Этой цели служит глобальная спутниковая система позиционирования GPS и комплект устройств, включающий:

1. Датчик расстояния,

2. Электронный компас.

Бортовой компьютер обрабатывает информацию и определяет местонахождение автомобиля с погрешностью не более 10м.

В Германии выпущены на CD подробные карты всех городов Германии с населением свыше 100 тыс. чел. с информацией о нахождении:

• заправочных станций,

• отелей,

• сервисных центров BMW,

• информационных центров для туристов,

• объектов медицинской помощи.

Если ввести в компьютер пункт назначения поездки, то система навигации автоматически просчитает несколько наиболее выгодных маршрутов и предоставит их водителю на выбор. После выбора маршрута, система будет сопровождать передвижение по маршруту и помогать водителю видео и аудио информацией.

Недостатки автономных систем:

1. Информация на CD может устареть и не соответствовать реальной ситуации. Если дорога закрыта на ремонт или погодные условия не позволяют использовать выбранный маршрут, система просто не будет знать об этом.

2. Система навигации CARIN, не учитывает перегруженность дорог и, водитель, следуя оптимальным маршрутом, с точки зрения расстояния, может потерять много времени в дорожной пробке.

Интерактивная навигация использует технологию, подобную Internet. Бортовая навигационная система поддерживает связь с диспетчерским центром в реальном времени, что гарантирует самую свежую информацию. Связь осуществляется по радио или сотовой телефонной линии.

Когда система включена, на дисплее бортового компьютера появляется карта дорожной сети местности. Перемещая курсор, водитель может получить информацию о любом участке. Это можно сделать, планируя поездку заранее или уже следуя по маршруту. Участки дорожных пробок отражаются в виде мигающих флажков с информацией о средней скорости движения на участке.

Информация дополняется данными о погоде, причинах дорожных пробок и ДТП. Для связи с диспетчерским центром водителю достаточно нажать одну из двух клавиш - зеленую для получения навигационной поддержки и красную - для аварийного вызова скорой помощи или технической службы.

В случае срабатывания воздушной подушки, система вызывает диспетчерский центр автоматически. То же самое произойдет, если кто-либо, в отсутствие владельца, проникнет в салон автомобиля. Диспетчерский центр свяжется с владельцем, и, в зависимости от ситуации, вызовет ближайшую к месту происшествия машину полиции. Если автомобиль был угнан, система следит за его перемещением, информируя полицию.

Недостатки интерактивных систем:

• Не все города, а тем более, загородные районы, охвачены сетью навигационных систем;

• Системы разных производителей часто несовместимы между собой;

• В отличие от автономных систем на CD, топографическое изображение местности на экране интерактивных систем менее красочно и более схематично, что вызвано недостаточной пропускной способностью телекоммуникационных линий и малой мощностью бортового компьютера.

Общий недостаток всех навигационных систем - отвлечение внимания водителя. Пользование этими системами рекомендовано только при остановках. В противном случае, система, призванная обеспечить безопасность дорожного движения, сама может стать причиной ДТП.

Тем не менее, количество пользователей подобных навигационных систем растет, главным образом, из-за надежности и своевременности предоставляемой водителю информации.

Мобильная связь для того, чтобы не отвлекать внимание водителя, должна осуществляться с использованием специальных моделей мобильных телефонов с возможностями «громкой связи», устанавливаемых на приборной панели. Телефон воспринимает голосовые команды, и даже набор номера может быть произведен без рук.

Экстренная связь включает устройства экстренной связи, которые обычно устанавливаются на обочинах дорог вдали от населенных пунктов, где мобильная связь может не работать. Внешне такое устройство напоминает обычный таксофон, окрашенный в оранжевый цвет. Вдоль дорог также устанавливаются указатели, показывающие направление и расстояние до ближайшего аппарата экстренной связи.

Устройства экстренной связи могут быть:

• Кабельными (централизованными), подключенными к линиям телефонной связи и электроснабжения;

• Автономными, использующими радио или спутниковую связь, энергоснабжение - солнечные батареи.

Все системы экстренной связи должны предоставлять возможности, принятые за международный стандарт:

• пользование системой связи «без рук» (громкая связь),

• аудиозапись сообщений,

• возможность обратной связи,

• ведение статистики вызовов,

• периодическое автоматическое тестирование системы для проверки ее работоспособности.

Все наружные системы экстренной связи должны удовлетворять условиям работы в неблагоприятных природных условиях, а именно, обладать:

• стойкостью к коррозии,

• устойчивостью к нападениям животных или актам вандализма,

• заметностью аппарата в светлое и темное время суток,

• экономичностью энергопотребления,

• нетребовательностью к содержанию и обслуживанию.

Видео идентификация нарушителей предназначена для сокращения числа случаев самого распространенного нарушения - превышения скорости. Это же нарушение - причина большинства ДТП. Ни одна дорожная полиция не может содержать достаточного количества персонала для предупреждения этого нарушения. Задача систем видео идентификации VID (video-imaging detectors)- выявление нарушений.

Радар, настроенный на движение транспортного средства свыше разрешенной скорости, может работать круглые сутки и его невозможно обнаружить антирадарными детекторами из-за установки на портальной конструкции над дорогой.

Как только радар зафиксировал превышение скорости, срабатывает цифровая камера, которая фотографирует автомобиль и его регистрационный номер. Цифровая фотография может быть записана на магнитную ленту и передана по радиолинии в полицейский участок, где нарушителю выписывается штраф. В этих целях возможно использование устройства OCR для автоматического чтения регистрационных номеров и выписки штрафов.

OCR (optical character reader) - устройство для оптической идентификации символов. Чаще всего используется следующее сочетание: система видео идентификации обнаруживает нарушителя и посылает его данные полиции, машина которой находится через 0.5км после радара. На мониторе компьютера полицейской машины появляется фотография автомобиля, его регистрационный номер и скорость движения. За то время, что автомобиль приближается к полицейской машине, компьютер определит владельца, вычислит величину штрафа, напечатает квитанцию. Автомобиль останавливается полицией для вручения водителю квитанции. В том случае, если полиция не остановила нарушителя сразу, данные о нем сохраняются, а квитанция будет направлена по почте.

Используя обычный радар, полиция может задержать около 30 нарушителей в день. Используя технологию видео идентификации нарушителей, можно отслеживать до 300 автомашин в час. Статистика показывает, что за 6 месяцев эксплуатации этой системы, количество ДТП из-за превышения скорости снижается на 45%.

Психологи считают, что с точки зрения профилактики нарушений, автомобиль должен быть остановлен сразу после нарушения. Поведение водителей тем легче изменить, чем короче будет промежуток времени между нарушением и наказанием и, тем эффективнее работа дорожной полиции. Существует большая разница, получит ли водитель предупреждение и штраф немедленно после нарушения или только через месяц.

Контроль дистанции безопасности выполняет задачу установления автоматического контроля на участках дорог с повышенным риском ДТП из-за несоблюдения дистанции безопасности между транспортными средствами.

В большинстве стран установлены разрешенные дистанции безопасности между автомобилями, однако у полиции, как правило, недостаточно технических средств, чтобы контролировать соблюдение дистанций безопасности.

При автоматическом контроле используется технология на основе двух лазерных лучей, пересекающих дорогу на определенном расстоянии друг от друга. На участке, ограниченном этими двумя лучами, замеряется скорость автомобилей, следующих друг за другом, а также, время между прерыванием лазерных лучей первым и вторым автомобилем. На основании данных о скорости и времени автоматически вычисляется дистанция безопасности.

Специалисты считают, что размер штрафа должен учитывать оба параметра: превышение скорости и несоблюдение дистанции.

Противоугонные системы часто основаны на технологиях автомобильной навигации и связи. В этом случае, возможности противоугонных систем позволяют:

• сразу же обнаружить угон автомобиля,

• автоматически сообщить регистрационный номер и приметы автомобиля диспетчеру и полиции,

• отслеживать движение автомобиля до его задержания.

Главным недостатком таких противоугонных систем является их высокая стоимость.

Прогнозирование дорожных условий включает системы, позволяющие прогнозировать состояние дорожного покрытия и условий движения. Прогнозирование особенно полезно для обеспечения бесперебойного и безопасного дорожного движения в холодное время года.

По статистике, в 1989г. в США произошло около 2млн. ДТП из-за скользких дорог. В 75тыс. ДТП погибли люди. Большинство из этих автомобилей были застигнуты непогодой во время пути. Если водители были бы предупреждены о неблагоприятных погодных условиях заранее, они смогли бы перенести поездку на другое время, отказаться от нее, выбрать менее опасный маршрут, принять меры предосторожности. Количество ДТП могло бы быть меньше.

В настоящее время в 43 штатах США, в Канаде, Великобритании, странах Северной Европы применяются информационные системы прогнозирования дорожных условий RWIS (Road Weather Information Systems).

Основными составляющими элементами технологий RWIS являются:

1. Погодные станции, установленные вдоль дороги;

2. Термальная карта сети дорог, которая идентифицирует температурный профиль дорог, т.е. расположение систематически более теплых и более холодных участков сети относительно среднего значения;

3. Прогнозы погоды от гидрометеорологических служб на ближайшие 24 часа;

4. Информационная сеть, включающая средства связи и средства сбора, обработки и хранения данных. Сеть объединяет погодные станции, пользовательские станции (подразделения по эксплуатации дорог), станции прогнозирования погоды (метеорологический центр) и центральную станцию (административный центр).

Результаты сбора и обработки данных поступают автоматически на центральную станцию и распределяются по пользовательским станциям через телекоммуникационные каналы. Пользователь получает оповещение об условиях движения на дорогах в форме сообщений по радио, карт, таблиц и графиков на сайте Интернета.

Моделирование транспортных потоков основано на принципах компьютерного моделирования транспортных потоков, впервые предложенного в 1960г. в Великобритании. Цель моделирования - выбор оптимальной схемы движения и размещения остановок общественного транспорта, прогнозирование характера движения транспортных потоков для предупреждения возникновения аварийных ситуаций. Пока возможности компьютерных моделей все еще ограничены, а качество прогнозирования зависит от своевременного обновления данных от разных дорожных служб.

Контроль дорожного движения в "реальном времени" стал крупным технологическим достижением с хорошими перспективами развития и расширения области применения.

Данные в «реальном времени» представляют собой непрерывный поток информации о состоянии транспортного потока, поступающий в компьютер, который контролирует периодичность смены сигналов, передаваемых для дорожных пользователей, например, при помощи знаков VMS.

Заключение

Главная цель применения инструментов, нацеленных на снижение количества ДТП из-за технического фактора «автомобиль» (регулирование приобретения, контроль эксплуатационного состояния, совершенствование оборудования предупреждения ДТП и снижения тяжести их последствий) - сокращение количества потенциально опасных транспортных средств в составе национального парка, повышение их технической надежности и увеличение возможностей предупреждения ДТП. Если ДТП все-таки произошло, задача транспортного средства - обеспечить максимальную защиту водителя и пассажиров и, свести к минимуму тяжесть последствий ДТП для всех его участников.

Производители транспортных средств достигли значительных успехов и внесли значительный вклад в повышение безопасности дорожного движения посредством:

1. предупреждения ДТП,

2. снижения тяжести последствий ДТП.

Эволюция безопасного автомобиля продолжается, но возможности повышения общей безопасности дорожного движения за счет фактора «автомобиль» имеют ограничения. Эти ограничения, связаны, прежде всего, с экономической приемлемостью обустройства повышенной безопасности автомобиля для массового пользователя.

Мощный импульс для повышения безопасности создают быстро развивающиеся средства коммуникаций и информационные технологии. Открываются практически безграничные перспективы для повышения безопасности дорожного движения на новом качественном уровне «интеграция автомобиля и дорожной инфраструктуры» при помощи средств телематики (телекоммуникации + информация), задача которых - помочь человеку принимать транспортные решения, которые способствуют:

1. Повышению плавности транспортных потоков,

2. Снижению перегруженности дорог,

3. Повышению пропускной способности улично-дорожных сетей,

4. Снижению издержек сообщества, связанных с транспортом (транспортных затрат, негативного внешнего воздействия транспорта: ДТП, стресса для окружающей среды).

Средства телематики открывает новые возможности для человека в области принятия транспортных решений, расширяя горизонты для увеличения мобильности современного сообщества.

110