3. Принципы построения системы контроля в региональных перевозках по территории России.

К классу систем регионального масштаба можно отнести системы контроля подвижных объектов, в которых подвижные объекты обычно удаляются от диспетчерского пункта не более чем на тысячу километров. Зачастую подобные системы необходимо развернуть вдоль автомобильных трасс, связывающих крупные города, например, Екатеринбург и Челябинск. В таких системах выдвигаются следующие требования:

• поддержка голосовой связи между подвижным объектом и диспетчерским пунктом;

• оперативная доставка информации о местоположении и состоянии транспортных средств.

Системы контроля подвижных объектов различаются по методам определения координат, способам передачи информации между подвижным объектом и диспетчерским пунктом, логике построения диспетчерского пункта и другим параметрам. Соответственно, всякая система дистанционного контроля подвижных объектов подразделяется на компоненту телеметрической информации, компоненту определения навигационных параметров, компоненту организации канала связи подвижный объект - диспетчерский пункт и логический компонент организации управления.

1. Структура системы контроля

В общем случае, система контроля подвижных объектов должна состоять из следующих компонентов:

• Система определения навигационных параметров подвижного объекта;

• Совокупность телеметрических датчиков и тревожных кнопок;

• Бортовой контроллер на подвижном объекте;

• Система организации канала связи ПО-ДП;

• Аппаратура диспетчерского пункта с возможностью отображения информации на электронной карте обслуживаемой зоны.

Наличие всех вышеперечисленных компонентов позволяет иметь оперативную информацию о местоположении подвижного объекта, его состоянии и, в некоторых случаях, возможность экстренной связи ДП с ПО.

Проведя анализ требований потребителей к системе дистанционного контроля и определения координат подвижных объектов, можно изобразить общую структуру, необходимую для построения таких систем. Обоснованным требованием при проектировании системы дистанционного контроля является минимизация затрат и габаритов аппаратуры ПО.

Систему дистанционного контроля в региональном масштабе можно построить различными способами. Определяющим фактором служит используемый способ построения канала голосовой связи и обмена данными между диспетчерским пунктом и подвижным объектом.

2. Выбор каналов связи

Системе передачи данных предъявляется ряд общих требований, обусловленных спецификой ПО, а также зоной обслуживания. К таким требованиям относятся:

• Радиус действия связи;

• Время соединения, необходимое для передачи данных;

• Пропускная способность канала связи;

• Помехозащищённость;

• Габариты и стоимость связного оборудования;

• Емкость радиосистемы.

Для построения канала передачи данных с ПО на ДП в системе регионального масштаба можно применить спутниковую связь Globalstar, развёрнутые сотовые сети стандарта GSM, транкинговую сеть, а также, возможно построение собственной сети на базе УКВ и КВ-связи. Рассмотрим все вышеперечисленные возможности построения канала передачи данных и обоснуем выбор того или иного решения.

Спутниковая связь.

Применение спутниковой связи в системе дистанционного контроля в региональных перевозках по территории России является обоснованным лишь в том случае, когда стоимость абонентского терминала и оплата трафика составляет 0,1% от ценности перевозимого груза и возникает необходимость в непрерывном контроле местонахождения ПО и состояния датчиков. Стоимость абонентского спутникового терминала Globalstar составляет порядка 800 у.е., а стоимость 1 мин. трафика при скорости передачи 2.4 бот составляет от 1 у.е. При всём при том, ёмкость системы спутниковой связи не превышает 10 тыс. абонентов. Сотовая сеть стандарта GSM.

На сегодняшний день сотовые сети стандарта GSM развёрнуты в каждом регионе России. Почти в каждом крупном городе существует сотовая связь GSM, преимущественно в центральной части России. Использование сети GSM позволяет, применяя услугу автоматического роуминга, передавать данные практически из любого крупного региона в диспетчерский центр. Преимущество построения системы контроля перевозок в региональном масштабе с использованием сотовых сетей обусловлено, главным образом, невысокой стоимостью сотовых радиотрубок, низкой стоимостью (по сравнению со спутниковой связью) трафика, высокой ёмкостью системы.

К недостаткам использования такой системы стоит отнести значительные перерывы отсутствия связи ввиду низкой плотности покрытия территории России сотовой связью. Однако, в московском регионе возможно применение этого варианта построения канала передачи данных, т.к. Московская и Ленинградская области имеют относительно равномерное покрытие сотовой сетью, которая начинает успешно развиваться и в других регионах, в частности в Свердловской области (Н-Тагил, Первоуральск, Ревда, Каменск-Уральск, Сысерть, Новоуральск и др.).

Транкинговая связь.

Отличительная особенность транкинговых систем — широкое разнообразие стандартов и протоколов — объясняется тем, что они создавались, как правило, с учетом конкретных потребностей заказчика. Поэтому передача данных поддерживается в разных транкинговых системах разными протоколами.

Передача данных в аналоговых транкинговых системах (SmartTrunk II, LTR, Multi-Net, ESAS, Smartnet/Smartzone) возможна только в режиме коммутации каналов. Пользователи должны использовать специализированные радиомодемы, поддерживающие соответствующую сигнализацию. Скорость передачи обычно не превышает 4800 бит/с.

В Свердловской, Ленинградской, Московской области наиболее известной системой транкинговой связи является система SmartTrunk II, которая имеет зону покрытия перечисленных областей в 70%. Технология SmartTrunk применяется для построения обычно дешевых транкинговых сетей связи (ТСС) в диапазонах частот 146-174 МГц и 403-470 МГц, хотя известны и примеры создания систем SmartTrunk в диапазоне 33-48 МГц.

Количество радиоканалов SmartTrunk определяется, исходя из количества абонентов в системе и планируемого трафика. В составе одной системы может быть использовано от двух до 16 дуплексных радиоканалов, что может обеспечить одновременное обслуживание от 50 до 1000 абонентов [8].

Система SmartTrunk II позволяет организовывать:

• радиосвязь между подвижными абонентами в индивидуальном или групповом режиме (без выхода в телефонную сеть);

• связь между мобильными абонентами и абонентами АТС.

В качестве абонентских устройств в SmartTrunk используются обычные полудуплексные или дуплексные ЧМ радиостанции различных производителей, оснащённые дополнительными логическими модулями. Скорость передачи данных в аналоговых транкинговых сетях не более 4800 бот [8].

К минусам использования средств транкинговой связи относится повышенное энергопотребление радиостанции, большие габариты и масса абонентского терминала, некоторые трудности, связанные с оформлением разрешения в ГосСвязьНадзоре на использование частот и соответствующие затраты, связанные с этим моментом. К тому же, емкость транкинговых сетей ограничена частотным диапазоном.

Для системы дистанционного контроля возможно применение многозоновых транкинговых систем связи. При перемещении абонента из одной зоны в другую обеспечивается регистрация и назначение новых каналов. То есть структура построения системы дистанционного контроля с использованием транкинговых сетей подобна использованию сотовых сетей (см.выше рис.3.3) с использованием услуги автороуминга.

Транкинговая сеть наиболее подходит для построения системы дистанционного контроля автотранспорта при перевозках по территории Свердловской, Ленинградской и Московской областям. В других регионах развитие транкинговых сетей оставляет желать лучшего. Использование транкинговой сети позволяет существенно снизить затраты на оплату трафика, а в некоторых случаях оплата услуг связи составляет лишь незначительную абонентскую плату, что является значительным преимуществом перед сотовой и спутниковой связью.

Система передачи данных на базе КВ-связи.

Применение современных технологий с использованием резервных радиочастот позволяет передавать данные по КВ-каналу с высокой степенью надежности и достаточной скоростью.

Одна из фирм, производящих радиооборудование KB-диапазона - Barrett Communications Pty Ltd. (Австралия). Ее радиостанции имеют встроенный механизм автоматического поиска канала связи, обеспечивающий нахождение канала наилучшего прохождения сигнала в течение всего сеанса связи. Для передачи цифровой информации предлагается модем ВС92300 со скоростью до 2400 бит/с. Если диспетчер не может связаться с объектом слежения напрямую, то идет автоматический поиск вариантов связи через другие транспортные средства системы.

Препятствиями к применению таких систем могут стать:

• необходимость получения радиочастот;

• достаточно большие габариты комплекта (в случае оснащения легковых автомобилей).

Использование сети связи на базе КВ-связи возможно при построении сети с вынесенными ретрансляторами (для наилучшего распространения радиоволн ретранслятор выносят из обслуживаемой зоны на 2000-2500 км). Тогда зона обслуживания будет иметь форму кольца с внутренним радиусом 3000 км и внешним – 4000 км. Сеть построенных таким образом ретрансляторов может покрыть значительную территорию России. Все ретрансляторы соединены в магистральную сеть.

Стоимость бортового комплекта фирмы Barrett - порядка 1 тысячи долларов (FOB Австралия). Расходы на оплату трафика отсутствуют.