СПОСОБ МОНИТОРИНГА, СОПРОВОЖДЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ НАЗЕМНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ Российский патент 2006 года по МПК G08B25/10 G08G1/13 

Изобретение относится к способам мониторинга, сопровождения и управления наземными транспортными средствами (ТС), преимущественно автомобилями, и может быть использовано для централизованного контроля состояния и местоположения контролируемых ТС, дистанционного управления узлами и агрегатами ТС, а также для поиска ТС и оказания помощи водителю и пассажирам в нештатных ситуациях, например в случаях кражи или угона ТС.

Известен способ мониторинга и контроля за ТС, осуществляющими транспортировку грузов, основанный на определении заданных координат ТС, при котором каждому контролируемому ТС задают номер и маршрут следования, приеме на ТС навигационных сигналов от глобальной спутниковой системы радионавигации (GPS), расчете на основе принятых навигационных сигналов информации о текущих координатах ТС, сравнении текущих координат ТС с заданными координатами этого ТС. Информацию о текущих координатах каждого контролируемого ТС преобразуют в электрический сигнал для передачи по сотовой сети подвижной связи, например, по GSM-сети, передают этот сигнал дискретно в реальном масштабе времени по сотовой сети подвижной связи в диспетчерский центр, где информацию принимают, производят ее обработку, хранение и отображение. При возникновении нештатной ситуации отображают на электронной карте местности текущие и заданные координаты контролируемого ТС, при получении сигнального сообщения от водителя ТС отображают также смысловое содержание и время передачи сигнального сообщения, а также заданный номер данного ТС. На основе анализа полученной информации принимают решение об оперативной помощи водителю (RU №2157565, G 08 G 1/123).

Недостатком указанного способа является потеря информации о местонахождении данного ТС при его попадании в зоны отсутствия радиовидимости, что приводит к искажению данных, задержкам и ошибкам в принятии решений. Из-за этого снижаются надежность и оперативность управления ТС.

Надежность и оперативность принятия решений по контролю и управлению ТС из диспетчерского центра повышаются при использовании другого известного способа сопровождения и управления ТС, при котором на контролируемом ТС принимают сигналы навигационных спутников GPS, определяют текущие координаты, время и скорость движения этого ТС, формируют пакет информации с включением в него дополнительного кода номера ТС и состояния отдельных подсистем ТС, преобразуют указанный пакет информации в сигнал для передачи в реальном масштабе времени по GSM-сети в диспетчерский центр, периодически передают указанную информацию с одного или нескольких контролируемых ТС, принимают эту информацию в диспетчерском центре, производят ее обработку, хранение и отображение на электронной карте местности, а при возникновении нештатной ситуации передают соответствующее сообщение в виде пакета информации на соответствующее контролируемое ТС через GSM-сеть, при приеме пакета информации на ТС включают/отключают отдельные подсистемы или устанавливают двухстороннюю речевую связь по GSM-сети, при этом определяют моменты перехода ТС из зоны/в зону радиовидимости GSM-сети и в промежуток времени между моментом выхода ТС из зоны радиовидимости и возвратом в зону радиовидимости на ТС запоминают и накапливают соответствующие пакеты информации, а при входе в зону радиовидимости накопленные пакеты информации передают в диспетчерский центр, где их обрабатывают и принимают решения по управлению ТС, причем при приеме пакета информации из диспетчерского центра на ТС перед расшифровкой содержащихся данных производят верификацию дополнительных символов "свой-чужой", а затем при совпадении символов расшифровывают данные пакета, при этом коды символов "свой-чужой" записывают в специально отведенной области формата передаваемого пакета информации. Определение же момента перехода ТС из зоны/в зону радиовидимости GSM-сети осуществляют путем сравнения уровня аналогового сигнала, преобразованного в цифровую форму, с заданным уровнем и при превышении первого над вторым фиксируют момент входа в зону радиовидимости, а при превышении второго над первым - момент выхода из зоны радиовидимости (RU №2217797, G 08 G 1/123).

Указанный способ обеспечивает более надежное и устойчивое сопровождение ТС, однако не устраняет недостатки вышеупомянутого аналога, обусловленные жесткой привязкой к сотовой GSM-сети и к сигналам навигационных спутниковм GPS. Последние, как известно, уязвимы по отношению к преднамеренным помехам (например, указанным в рекламной информации израильской фирмы NetLine, серийно выпускающей малогабаритный помехопостановщик - джаммер C-Guard LP). Кроме того, системы, использующие сигналы GPS, плохо работают на узких городских улицах, в туннелях, в лесистой местности, то есть, в условиях радиозатенения, а используемый в указанном способе метод защиты от несанкционированного доступа малоэффективен в случае применения злоумышленниками считывателей кода - грабберов.

На устранение указанных недостатков направлено техническое решение по патенту RU №2240938, В 60 R 25/00, G 08 В 25/10, выбранное в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

В указанном патенте описана работа системы, реализующая способ мониторинга, сопровождения и управления наземными ТС. Указанная система содержит территориально распределенные ретрансляционные узлы микросотовой сети передачи данных (МСПД), один или несколько диспетчерских центров, каждый из которых содержит блок обработки и отображения картографической и семантической информации, сервер картографических данных, пультовое оконечное устройство и пульт централизованного наблюдения, при этом пультовое оконечное устройство через центральный радиомодем подключено к сотовой сети связи, например, к GSM-сети, а каждая из установленных на контролируемых ТС возимых установок охранной сигнализации содержит блок возимых охранных извещателей, выходы которого подключены ко входам возимого объектового оконечного устройства, связанного по радиоэфиру с одним или несколькими ретрансляционными узлами МСПД, и ко входам контроллера, связанного через возимый радиомодем с GSM-сетью, при этом, по крайней мере, часть возимых установок охранной сигнализации содержит автономное передающее устройство, выполненное с возможностью формирования и излучения в радиоэфир кодовых посылок, несущих информацию о состоянии ТС, а на местности установлены радиопеленгационные станции МСПД, образующие вместе с ретрансляционными узлами МСПД единую ретрансляционно-радиопеленгационную сеть, управляемую из центрального пункта управления, связанного с пультовым оконечным устройством, каждая возимая установка охранной сигнализации содержит блок обработки навигационных данных, интерфейс пользователя и блок навигационных измерений, включающий в себя блок определения пройденного пути, а в состав диспетчерского центра введены блок вторичной обработки информации и блок сопряжения с моделью улично-дорожной сети, входы управления блока определения пройденного пути связаны с выходом управления блока обработки навигационных данных, выходы блока определения пройденного пути подключены к соответствующим входам блока обработки навигационных данных, а выходы последнего, соответственно, к дополнительному входу возимого радиомодема, к дополнительному входу возимого объектового оконечного устройства и ко входу интерфейса пользователя, выход блока вторичной обработки информации подключен ко входу сервера картографических данных, выход которого через блок сопряжения с моделью улично-дорожной сети связан с соответствующим входом блока обработки и отображения картографической и семантической информации.

При этом блок навигационных измерений содержит приемник глобальной спутниковой системы радионавигации, например GPS-приемник, а блок вторичной обработки информации выполнен с возможностью оптимальной фильтрации результатов первичной обработки информации с использованием для расчета траектории движения ТС модели улично-дорожной сети.

Использование в рамках единой системы мониторинга нескольких сетей передачи данных, а также комплексирование различных методов измерения координат контролируемых ТС позволяет повысить помехоустойчивость и точность определения координат контролируемых ТС, благодаря чему улучшаются показатели эффективности управления ТС из диспетчерского центра. Недостатком способа-прототипа являются высокие финансовые затраты, связанные с необходимостью оплаты интенсивного графика по GSM-сети. Этот фактор существенно ухудшает показатель "стоимость/эффективность" для подобного класса систем.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание технологии, позволяющей улучшить указанный показатель.

Предметом изобретения является способ мониторинга, сопровождения и управления наземными ТС, при котором на борту каждого контролируемого ТС принимают сигналы глобальной спутниковой системы радионавигации, например сигналы GPS, по содержащимся в них данным рассчитывают текущие навигационные параметры - координаты и скорость движения ТС, а также время по Гринвичу, посредством бортовых датчиков ТС определяют состояние его узлов и агрегатов и изменения этого состояния, а при заданных изменениях состояния формируют соответствующие извещения, путем дополнения извещений полями служебной информации преобразуют извещения в сообщения, в поля служебной информации которых записывают коды идентификационных признаков, текущих навигационных параметров и параметров, характеризующих состояния узлов и агрегатов ТС, переносят указанные сообщения на высокочастотные несущие и передают сигналы, несущие указанные сообщения, по радиоэфиру в диспетчерский центр, используя для этого бортовой терминал стандартной сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, и/или бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, в диспетчерском центре принимают указанные сигналы сообщений, демодулируют и декодируют их, осуществляют первичную обработку сигналов и вторичную цифровую обработку информации с определением координат и построением траекторий движения ТС, отображают указанные траектории на фоне фрагментов электронной карты-схемы местности в сопровождении текстовой информации, анализируют полученные траектории и принимают решения, на основе которых формируют для контролируемых ТС командные сообщения, содержащие коды соответствующих команд, например, код команды блокирования движения ТС, передают указанные командные сообщения по стандартной сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на борт контролируемого ТС, принимают указанные командные сообщения на борту контролируемого ТС, декодируют их, после чего воздействуют на соответствующие исполнительные органы, например, на иммобилайзер, командами, коды которых содержатся в принятых командных сообщениях, при этом с помощью базовых станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети осуществляют радиослежение за излучением установленных на контролируемых ТС бортовых терминалов специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, для чего измеряют энергетические, частотные и временные параметры излучения с борта каждого контролируемого ТС, передают значения указанных параметров в диспетчерский центр, где определяют пеленг на источник излучения с данной базовой станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети и используют полученные значения пеленгов с нескольких базовых станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети для расчета текущего местоположения контролируемого ТС, осуществляют логическую обработку принятых сигналов, а результаты этой обработки используют при формировании передаваемых на борт соответствующих ТС команд по коммутации бортового терминала сотовой сети подвижной связи и/или бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, а также по регулированию параметров излучения бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, преобразуют эти команды в коды управления бортовым терминалом сотовой сети подвижной связи и/или бортовым терминалом специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и записывают эти коды управления в командные сообщения, транслируемые по стандартной сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на борт ТС, а после приема на борту ТС указанных командных сообщений и декодирования содержащихся в них кодов управления воздействуют кодами управления на бортовой терминал стандартной сотовой сети подвижной связи и/или на бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, вызывая включение/выключение бортового терминала стандартной сотовой сети подвижной связи и/или бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, или увеличение/уменьшение мощности и продолжительности сеансов излучения бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети.

Частным существенным признаком изобретения является процедура логической обработки принятых сигналов сообщений в диспетчерском центре, которую осуществляют путем сравнения уровней принятых сигналов с заданным порогом, заранее записанным в памяти блока логической обработки.

Задачей настоящего изобретения является снижение финансовых затрат, связанных с эксплуатацией систем, реализующих рассматриваемый способ, и улучшение, благодаря этому, показателя "стоимость/эффективность" этих систем.

Обеспечиваемый технический результат заключается в максимально возможном уменьшении интервалов времени, в течение которых для передачи сообщений используется платная сотовая сеть подвижной связи. Это позволяет минимизировать затраты при сохранении всех достоинств, присущих способу-прототипу, а именно высокой точности сопровождения ТС и помехозащищенности.

Решение поставленной задачи основано на том, что, как правило, связь, осуществляемая с помощью специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, входящей в состав системы, которая реализует заявляемый способ, не является коммерческой. Специализированная ретрансляционно-радиопеленгационная сеть принадлежит либо правоохранительным органам, не имеющим по закону "О милиции" права на коммерческую деятельность, либо корпоративному пользователю, являющемуся владельцем всей системы и, соответственно, включающему затраты на связь в общие эксплуатационные расходы.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-3.

На фиг.1 представлен пример возможного построения бортового комплекса аппаратуры, обеспечивающего реализацию заявляемого способа.

На фиг.2 представлен пример возможного построения аппаратуры диспетчерского центра, обеспечивающего реализацию заявляемого способа.

Фиг.3 иллюстрирует методику определения местоположения контролируемого ТС.

На фиг.1-3 использованы следующие обозначения: 1 - бортовой комплекс; 2 - бортовые датчики; 3 - контроллер; 4 - исполнительные органы; 5 - коммутатор; 6 - бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети; 7 - бортовой терминал сотовой сети подвижной связи; 8 - диспетчерский центр; 9 - пультовое оконечное устройство; 10 - центральный терминал сотовой сети подвижной связи; 11 - блок первичной обработки сигналов; 12 - блок вторичной цифровой обработки информации; 13 - блок логической обработки; 14 - блок автономной навигации; 15 - блок отображения и принятия решений.

Система, реализующая рассматриваемый способ мониторинга, сопровождения и управления наземными ТС содержит бортовой комплекс 1, общий для всех контролируемых этой системой ТС.

Бортовой комплекс 1 (фиг.1) содержит бортовые датчики 2, выходы которых подключены к соответствующим входам контроллера 3. Выходы контроллера 3 подключены к исполнительным органам 4, например, к органам, позволяющим по соответствующим командам контроллера 3 блокировать движение данного контролируемого ТС.

Контроллер 3 связан с блоком 14 автономной навигации, в состав которого входит GPS-приемник (на фиг.1 GPS-приемник не показан), позволяющий принимать сигналы одновременно от нескольких спутников GPS и обрабатывать эти сигналы с помощью процессора, входящего в состав GPS-приемника. В состав бортового комплекса 1 входят также бортовой терминал 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи (например, бортовой терминал GSM-сети). Каждый из указанных бортовых терминалов 6 и 7 оснащен антенной, обеспечивающей прием/передачу сигналов, соответственно, по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и по GSM-сети. Связь указанных бортовых терминалов 6 и 7 с контроллером 3 осуществляется через коммутатор 5, который, в соответствии с командами контроллера 3, может подключать к контроллеру 3 только один из указанных бортовых терминалов 6 или 7 либо одновременно оба указанных бортовых терминала 6 и 7.

Диспетчерский центр 8 (фиг.2) содержит пультовое оконечное устройство 9, связанное по радиоэфиру или по проводным каналам связи с базовыми станциями специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, через которые диспетчерский центр 8 может получать сигнальные посылки от бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и посылать в обратном направлении командные сообщения для управления базовыми станциями специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и/или параметрами излучения бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи. В состав диспетчерского центра 8 входит также центральной терминал 10 сотовой сети подвижной связи, выполненный с возможностью обмена данными с бортовым терминалом 7 сотовой сети подвижной связи и передачи принятых от него сигнальных посылок в пультовое оконечное устройство 9. Выход пультового оконечного устройства 9 подключен ко входу блока 11 первичной обработки сигналов. Выходы блока 11 первичной обработки сигналов подключены, соответственно, ко входу блока 12 вторичной цифровой обработки информации и ко входу блока 13 логической обработки, выход которого подключен к первому входу блока 15 отображения и принятия решений. Выход блока 12 вторичной цифровой обработки информации подключен ко второму входу блока 15 отображения и принятия решений, выходы которого подключены к командным входам, соответственно, пультового оконечного устройства 9 и центрального терминала 10 сотовой сети подвижной связи. Блок 15 отображения и принятия решений работает под управлением оператора диспетчерского центра 8, имеющего возможность визуально оценивать информацию, отображаемую на мониторе и на других индикаторных устройствах блока 15 отображения и принятия решений.

Бортовыми датчиками 2 могут являться любые контрольно-измерительные преобразователи, позволяющие определять состояния различных узлов и агрегатов контролируемого ТС и изменения указанных состояний. Бортовыми датчиками 2 могут быть, в частности, охранные извещатели - технические средства охранной сигнализации, служащие для обнаружения несанкционированного воздействия на охраняемый объект, которым в данном случае является контролируемое ТС. Роль охранных извещателей могут играть, например, датчик удара, датчик объема, концевые выключатели.

В качестве исполнительных органов 4 могут применяться различные виды иммобилайзеров и противоугонных блоков, широко представленных в номенклатуре серийной продукции предприятия-заявителя ("Автомобильные охранные системы", "АЛЬТОНИКА", каталог 2005, выпуск №8, с.8-12).

Бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи входит в состав серийных информационно-охранных систем REEF GSM моделей 1000 и 2000 ("Автомобильные охранные системы", "АЛЬТОНИКА", каталог 2005, выпуск №8, с.20, 21), а блок 14 автономной навигации является одной из составных частей серийных спутниковых информационно-поисковых систем REEF GSM модели 3000 ("Автомобильные охранные системы", "АЛЬТОНИКА", каталог 2005, выпуск №8, с.22-24).

Контроллер 3 является составной частью всех вышеупомянутых серийных изделий.

В качестве коммутатора 5 может быть использован, например, серийно выпускаемый микропроцессорный матричный коммутатор MegaPower 48+(www.armosystems.ru).

Для передачи сообщений в системе, реализующей рассматриваемый способ, наряду с GSM-сетью, используются установленные на местности базовые станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, для которых предприятие-заявитель серийно выпускает аппаратуру специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети мониторинга КАРНЕТ-3. Основные технические решения, обеспечивающие большую дальность действия и высокую помехоустойчивость указанной системы, защищены патентами, например: RU №2220859, В 60 R 25/00, G 08 В 25/00, RU №2228860, В 60 R 25/00, G 08 В 25/10, RU №2244642, В 60 R 25/00.

Базовые станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети предназначены для приема сообщений (например, тревожных сообщений или тестовых сигналов) от бортовых терминалов 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, селекции их по принципу "свой-чужой", дополнения соответствующей служебной информацией и ретрансляции в диспетчерский центр 8. При этом в обратном направлении (из диспетчерского центра 8) могут передаваться команды управления базовыми станциями специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и узлами бортового комплекса 1, например, исполнительными органами 4, бортовым терминалом 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и бортовым терминалом 7 сотовой сети подвижной связи.

Все представленные на фиг.2 функциональные узлы диспетчерского центра 8 (за исключением блока 13 логической обработки) входят в состав центра обработки информации, который, в свою очередь, входит в состав реализующей способ-прототип радиоканальной системы мониторинга и сопровождения ТС. Как указывалось выше, эта система защищена патентом RU №2240938, В 60 R 25/00, G 08 В 25/10.

Возможный вариант реализации блока 13 логической обработки, основанной на пороговой обработке принимаемых сигналов, описан в вышеупомянутом способе-аналоге по патенту RU №2217797, G 08 G 1/123.

Таким образом, все представленные на фиг.1 и 2 функциональные узлы известны и выпускаются серийно. Поэтому возможность практической реализации предлагаемого способа не вызывает сомнений.

Рассмотрим работу системы, реализующей заявляемый вариант способа мониторинга, сопровождения и управления наземными ТС.

При попытках угона, кражи или любых других видах несанкционированного воздействия на контролируемое ТС в его бортовом комплексе 1 срабатывают бортовые датчики 2. Формируемые ими извещения поступают в контроллер 3, который активирует исполнительные органы 4, например, блокирует работу двигателя. Контроллер 3 дополняет полученное извещение соответствующими полями служебной информации и таким образом формирует сообщение, частью которого является исходное извещение. При этом в соответствующие поля указанного сообщения включаются хранящиеся в контроллере 3 коды идентификационных признаков контролируемого ТС (государственный номер, марка, цвет, данные о владельце и другие данные) и коды параметров состояния ТС (вторжение в салон, несанкционированное вскрытие капота, багажника, угон и ряд других), которые в простейшем случае определяются контроллером 3 по номеру бортового датчика 2, от которого пришло исходное извещение. Сформированное сообщение контроллер 3 пересылает через коммутатор 5 в бортовой терминал 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и/или в бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи.

В бортовом терминале 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети пришедшее сообщение переносится на высокочастотные несущие, преобразуется в формат, необходимый для передачи по данной специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и излучается в эфир.

Сообщение может быть передано и по сотовой сети подвижной связи данного регионального оператора. Для этого из контроллера 3 через коммутатор 5 оно поступает в бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи, переносится на высокочастотные несущие сотовой сети подвижной связи, например 900/1800 МГц, и в формате сотовой сети подвижной связи (например, в GSM-формате) излучается в эфир. В зависимости от установленной в контроллере 3 программы работы бортового комплекса 1, коммутатор 5 может активировать:

- бортовой терминал 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети;

- бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи;

- оба этих бортовых терминала (6 и 7) вместе.

Сигнал сообщения, излученный бортовым терминалом 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, принимается одной или несколькими базовыми станциями специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети. При этом базовые станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети контролируют принадлежность ТС, передавшего принятый сигнал, к числу объектов контроля, обслуживаемых данной специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сетью. После этого базовые станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети передают принятый сигнал сообщения контролируемого ТС в диспетчерский центр 8 на первый сигнальный вход пультового оконечного устройства 9. Передача сигнала сообщения может осуществляться при этом как по радиоэфиру, так и проводному каналу связи. Дополнительно каждая из базовых станций специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети осуществляет радиослежение за излучением установленных на контролируемых ТС бортовых терминалов 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, то есть:

- измеряет энергетические, частотные и временные параметры излучения бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети каждого контролируемого ТС,

- передает значения указанных параметров в диспетчерский центр 8.

По полученным параметрам в диспетчерском центре 8 определяют пеленг на источник излучения с данной базовой станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и используют определенные значения пеленгов с нескольких базовых станций специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети для расчета текущего местоположения контролируемого ТС.

Сигнал сообщения, излученный бортовым терминалом 7 сотовой сети подвижной связи, транслируется по сотовой сети подвижной связи в диспетчерский центр 8 на вход центрального терминала 10 сотовой сети подвижной связи. После этого центральный терминал 10 сотовой сети подвижной связи, являющийся стандартным терминалом данной сети, контролирует, что сигнал сообщения передан абонентом данного диспетчерского центра 8, дополняет принятое сообщение информацией об уровне сигнала сотовой сети подвижной связи и передает это дополненное сообщение на второй сигнальный вход пультового оконечного устройства 9.

Сигналы сообщения, поступившие на первый и второй сигнальные входы пультового оконечного устройства 9, демодулируются, разделяются (либо по времени, либо по частотам) и преобразуются к виду, необходимому для их предварительной обработки в блоке 11 первичной обработки сигналов. В блоке 11 первичной обработки сигналов принятые пультовым оконечным устройством 9 сигналы сообщений преобразуются в цифровой вид и декодируются. Из них селектируется информация, содержащаяся как в переданном с борта контролируемого ТС сообщении, так и в дополнениях, включенных в состав сообщения в соответствующих базовых станциях специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и в центральном терминале 10 сотовой сети подвижной связи.

Далее, та часть сообщения, которая содержалась в исходном сообщении бортового комплекса 1, подается на вход блока 12 вторичной цифровой обработки информации, обеспечивающего сопровождение контролируемого ТС. А та часть сообщения, которая была присоединена к исходному сообщению в базовых станциях специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети или в центральном терминале 10 сотовой сети подвижной связи, передается для анализа в блок 13 логической обработки. Эта часть сообщения, в частности, содержит информацию об уровнях сигналов, принятых по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и/или по сотовой сети подвижной связи,

В GSM-сети сообщения, содержащие коды идентификационных признаков и параметров состояния контролируемого ТС, передаются, как правило, в виде SMS-сообщений. Может также использоваться режим GPRS. В любом случае передача указанных сообщений является платной услугой, оказываемой региональным оператором сотовой сети подвижной связи оператору системы, реализующей рассматриваемый способ.

Одновременно с активацией бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и/или бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи контроллер 3 формирует команду включения блока 14 автономной навигации, содержащего GPS-приемник. В процессоре GPS-приемника принятые сигналы навигационных спутников обрабатываются, в результате чего получаются координаты местоположения (долгота, широта) и скорость контролируемого ТС, а также время по Гринвичу (далее, навигационные параметры).

Из блока 14 автономной навигации коды навигационных параметров периодически считываются в контроллер 3. При формировании сообщения они добавляются в определенные поля сообщения. Далее, в составе сообщения они через коммутатор 5 передаются в бортовой терминал 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и/или в бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи. В конце концов, в диспетчерском центре 8 коды навигационных параметров (вместе с другими служебными цифровыми данными сообщений) поступают через блок 11 первичной обработки сигналов в блок 12 вторичной цифровой обработки информации.

В блоке 12 вторичной цифровой обработки информации навигационные параметры контролируемого ТС обрабатываются в соответствии с известными алгоритмами автосопровождения, используемыми, например, в радиолокации ("Справочник по радиолокации" под редакцией М. Сколника, Москва, "Советское Радио", 1978, глава 1). Полученные обработанные цифровые данные, описывающие траекторию движения контролируемого ТС, поступают в блок 15 отображения и принятия решений.

В блоке 15 отображения и принятия решений, в соответствии с полученными кодами идентификационных признаков, формируется запрос на вызов хранящихся в памяти блока 15 отображения и принятия решений текстовых данных о контролируемом ТС. Дополнительно, в том же блоке 15 отображения и принятия решений, в соответствии с полученными кодами навигационных параметров, формируется запрос на вызов хранящихся в памяти блока 15 отображения и принятия решений фрагментов карты-схемы местности, соответствующих навигационным параметрам. При этом в качестве фрагментов карты-схемы местности, как правило, используются фрагменты цифровой модели улично-дорожной сети.

Вызванная запросами информация преобразуется в формат двухмерного изображения и отображается на мониторе блока 15 отображения и принятия решений. Вид этого двухмерного изображения должен быть удобен оператору диспетчерского центра 8. Отображение движения контролируемого ТС осуществляется в виде траектории движения условной отметки контролируемого ТС на фоне соответствующего фрагмента карты-схемы местности. По мере необходимости, на экран монитора может выводиться также текстовая информация (например, цвет, государственный номер и марка контролируемого ТС, его географические координаты, данные о владельце и другая информация).

В блоке 13 логической обработки осуществляется анализ уровня сигнала, поступающего на пультовое оконечное устройство 9, как это описано, например, в патенте RU №2217797, G 08 G 1/123. Коды уровня сигнала, принятого различными базовыми станциями специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, сравниваются в блоке 13 логической обработки с заданным пороговым уровнем, значение которого заранее записывается в память блока 13 логической обработки. Если уровень каждого из сигналов, принимаемых различными базовыми станциями специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, становится меньше заданного порога, то блок 13 логической обработки формирует специально предупреждение оператору диспетчерского центра 8. Это предупреждение свидетельствует о том, что контролируемое ТС вышло из зоны действия специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети. Указанное предупреждение либо фиксируется с помощью индикатора, входящего в состав блока 15 отображения и принятия решений, либо высвечивается непосредственно на его мониторе.

Система, реализующая рассматриваемый способ, может одновременно сопровождать несколько контролируемых ТС. Сопровождение контролируемых ТС должно осуществляться под визуальным контролем оператора диспетчерского центра 8, который может вручную изменять параметры сопровождения (период обновления данных, коэффициенты сглаживания траектории и другие параметры).

Поскольку ТС, как правило, движется по улично-дорожной сети, наличие перед глазами оператора диспетчерского центра 8 фрагментов карты-схемы улично-дорожной сети дает ему определенный запас времени для принятия решения. Кроме того, оператору диспетчерского центра 8 легче прогнозировать место наиболее вероятного нахождения контролируемого ТС после его выхода из зоны действия специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и возвращения в указанную зону действия.

Если плоскостные координаты (χ, γ) контролируемого ТС определяются по данным GPS-приемника, входящего в состав блока 14 автономной навигации, то область нахождения контролируемого ТС (микросота GPS-приемника) отображается в виде круга, центр которого находится в точке с координатами (χ, γ), а величина радиуса определяется допустимой ошибкой GPS-приемника (фиг.3). При движении ТС по дороге местоположение данного круга на карте смещается, в соответствии с показаниями GPS-приемника, а размеры области пересечения указанного круга с дорогой определяют оценку значения плоскостных ошибок измерений.

Решения навигационных уравнений в блоке 14 автономной навигации производятся с частотой получения спутниковых радионавигационных данных, как правило, дважды в секунду.

Кроме того, для определения текущего местоположения контролируемого ТС, являющегося подвижным объектом, используется метод радиопеленгации, широко известный в радиолокации (например, "Справочник по радиолокации" под редакцией М. Сколника, Москва, "Советское Радио", 1978, том 4, глава 1). Частотные и временные параметры сигналов определяются состоянием и идентификационными признаками бортового комплекса 1, которые устанавливаются программным путем. Область возможного местоположения контролируемого ТС при радиопеленгации с помощью базовой станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети отображается в виде сектора, накладывающегося на карту-схему улично-дорожной сети (фиг.3).

Важную информацию для повышения точности определения местонахождения контролируемого ТС и его устойчивого сопровождения дает использование в блоке 15 отображения и принятия решений цифровой модели улично-дорожной сети в виде набора линейных сегментов и узлов. Также повышает точность определения местонахождения контролируемого ТС применение при обработке навигационных данных в блоке 12 вторичной цифровой обработки информации оптимальной, например, калмановской фильтрации, как это описано, например, в патентной заявке US №2002/0193944, G 01 C 21/26.

Лишь совокупность навигационных данных, получаемых из нескольких источников, и цифровой модели улично-дорожной сети позволяет осуществлять надежное, устойчивое сопровождение контролируемых ТС.

Минимизация финансовых затрат владельца контролируемого ТС достигается при этом благодаря следующим действиям.

При нахождении контролируемого ТС в зоне действия специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети оператор диспетчерского центра 8 с помощью соответствующих органов управления блока 15 отображения и принятия решений формирует командное сообщение о запрете излучения бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи. Через пультовое оконечное устройство 9 это командное сообщение передается по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на бортовой комплекс 1 контролируемого ТС, принимается бортовым терминалом 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и через коммутатор 5 передается в контроллер 3. Контроллер 3 формирует и через коммутатор 5 передает команду запрета излучения бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи. После этого мониторинг и сопровождение контролируемого ТС осуществляется в диспетчерском центре 8 только с использованием специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, и от владельца ТС не требуется оплата графика по сотовой сети подвижной связи.

После получения оператором диспетчерского центра 8 предупреждения о выходе контролируемого ТС из зоны действия специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети оператор диспетчерского центра 8 с помощью органов управления блока 15 отображения и принятия решений посылает командное сообщение о снятии запрета на излучение бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи. Это командное сообщение передается на бортовой комплекс 1 контролируемого ТС как через пультовое оконечное устройство 9, так и через центральный терминал 10 сотовой сети подвижной связи. Поскольку бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи всегда способен принять поступивший сигнал, то указанное командное сообщение через коммутатор 5 попадает в контроллер 3. Контроллер 3 формирует и передает через коммутатор 5 в бортовой терминал 7 сотовой сети подвижной связи команду снятия запрета на излучение. Если командное сообщение о снятии запрета принимается и по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, то контроллер 3 дублирует (для повышения надежности) указанную команду снятия запрета на излучение.

Таким образом, в пределах зоны, в которой отсутствует связь по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, сопровождение контролируемого ТС осуществляется с помощью GSM-сети. Но как только восстанавливается связь по специальной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, оператор диспетчерского центра 8 с помощью соответствующих органов управления блока 15 отображения и принятия решений вновь формирует командное сообщение о запрете излучения бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи, и описанный выше цикл повторяется.

В некоторых ситуациях из-за проблем с электромагнитной совместимостью наиболее критичным параметром является мощность излучения бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети. В таких случаях работа рассматриваемой системы мониторинга, сопровождения и управления наземными ТС может быть построена следующим образом.

Допустим, что контролируемое ТС находится вначале в зоне покрытия GSM-сети данного регионального оператора, а длительное с высокой мощностью излучение бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети нежелательно. В этом случае поиск и начальный этап сопровождения контролируемого ТС могут осуществляться только с помощью GSM-сети (либо с дополнительным использованием режима пониженной мощности излучения бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети). После того, как оператор диспетчерского центра 8 получил, например, по телефону, подтверждение того, что контролируемое ТС действительно находится в угоне, оператор диспетчерского центра 8 переходит к заключительному этапу операции - поиску и перехвату угнанного ТС с использованием сил быстрого реагирования. В этом случае условия излучения бортового комплекса 1 контролируемого ТС изменяются. Поскольку действия на этом этапе носят экстренный характер и осуществляются при участии правоохранительных органов, повышение мощности излучения становится допустимым. Командное сообщение на переключение бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети в режим высокой мощности излучения формируется с помощью блока 15 отображения и принятия решений, после чего через пультовое оконечное устройство 9 и/или через центральный терминал 10 сотовой сети подвижной связи поступает на бортовой комплекс 1 контролируемого ТС. Это командное сообщение принимается либо бортовым терминалом 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, либо бортовым терминалом 7 сотовой сети подвижной связи и через коммутатор 5 передается в контроллер 3, который формирует и через коммутатор 5 передает в бортовой терминал 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети команду включения режима повышенной мощности излучения.

Бортовой терминал 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети начинает излучение в радиоэфир мощного сигнала, повторяемого в так называемых сеансах излучения с небольшими, заранее установленными при программировании промежутками. Радиопеленгацию этого источника излучения осуществляют не только с помощью базовых станций специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, но и с помощью бортовых радиопеленгаторов, установленных на ТС, осуществляющих поиск и перехват угнанного ТС. Однако операции сил быстрого реагирования по перехвату угнанного ТС не относятся к предмету настоящего изобретения и потому далее не рассматриваются. Такое рассмотрение было проведено, например, в патенте RU №2228860, В 60 R 25/00, G 08 В 25/10.

Высокие помехоустойчивость и точность определения местоположения угнанного ТС обеспечиваются благодаря высокой мощности излучения периодически повторяемых сигналов сеансов излучения. При радиопеленгации угнанного ТС с борта ТС, осуществляющего поиск и перехват, ошибка определения местоположения угнанного ТС уменьшается по мере сближения с ним. Для уменьшения затрат на оплату графика по GSM-сети оператор диспетчерского центра 8 с помощью блока 15 отображения и принятия решений формирует и посылает на бортовой комплекс 1 контролируемого ТС через пультовое оконечное устройство 9 командное сообщение о запрете излучения бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи. Это командное сообщение принимается бортовым терминалом 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и через коммутатор 5 передается в контроллер 3. Контроллер 3 формирует соответствующую команду запрета, которая через коммутатор 5 подается на вход бортового терминала 7 сотовой сети подвижной связи и запрещает его излучение. Дальнейшее сопровождение угнанного ТС осуществляется только по сигналам бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети. Поскольку сопровождение угнанного ТС в процессе его поиска и обнаружения силами быстрого реагирования может длиться десятки минут, отключение на этом этапе GSM-сети также приводит к существенной экономии средств (измеряемой десятками долларов США на каждое контролируемое ТС).

Таким образом, путем чередования, в соответствии с результатами текущего анализа электромагнитной обстановки, моментов включения и отключения излучения в сотовой сети подвижной связи и варьирования мощности, продолжительности излучения и перерывов между включениями бортового терминала 6 специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети может быть существенно улучшен показатель "стоимость/эффективность". При этом помехозащищенность, пропускная способность и точность определения координат контролируемого ТС в системе, реализующей рассматриваемый способ, остаются примерно такими же, как и в прототипе. Этим и определяется осуществление возможности решения поставленной задачи изобретения.

Изобретение относится к способам мониторинга, сопровождения и управления наземными транспортными средствами (ТС). На борту каждого контролируемого ТС принимают сигналы глобальной спутниковой системы радионавигации. По ним рассчитывают текущие навигационные параметры. Посредством бортовых датчиков ТС определяют состояние его узлов и агрегатов и изменения этого состояния. С помощью контроллера формируют извещения. Путем дополнения извещений полями служебной информации преобразуют извещения в сообщения, в поля служебной информации которых записывают коды идентификационных признаков, текущих навигационных параметров и состояний узлов и агрегатов ТС. Сообщения переносят на высокочастотные несущие и передают сигналы по радиоэфиру в диспетчерский центр. Для этого используют бортовой терминал стандартной сотовой сети подвижной связи и/или бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети (РРС). В диспетчерском центре принимают сигналы сообщений, демодулируют и декодируют их, осуществляют первичную обработку сигналов и вторичную цифровую обработку информации с определением координат и построением траекторий движения ТС. Траектории отображают на фоне фрагментов электронной карты-схемы местности в сопровождении текстовой информации. После анализа траекторий принимают решения, на основе которых формируют для ТС командные сообщения с кодами соответствующих команд. Командные сообщения передают по стандартной сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной РРС к ТС. На борту ТС декодируют их, после чего воздействуют на узлы и агрегаты ТС, например на иммобилайзер. С помощью станций РРС осуществляют радиослежение за излучением установленных на ТС бортовых терминалов специализированной РРС. Для этого измеряют энергетические, частотные и временные параметры излучения с борта ТС и передают значения параметров в диспетчерский центр. Там определяют пеленг на источник излучения с данной базовой станции РРС и используют полученные значения пеленгов с нескольких базовых станций РРС для расчета текущего местоположения ТС. Осуществляют логическую обработку параметров принятых сигналов, а результаты этой обработки используют при формировании передаваемых к соответствующим ТС команд по коммутации бортового терминала сотовой сети подвижной связи и/или бортового терминала специализированной РРС, а также по регулированию параметров излучения бортового терминала специализированной РРС. Эти команды преобразуют в коды управления обоими терминалами и записывают коды в транслируемые к ТС командные сообщения. После приема на борту ТС командных сообщений и декодирования воздействуют ими на бортовые терминалы, вызывая их включение/выключение и/или увеличение/уменьшение мощности и продолжительности сеансов бортового терминала специализированной РРС. Изобретение направлено на создание технологии, позволяющей улучшить показатель "стоимость/эффективность" для подобного класса систем мониторинга. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ мониторинга, сопровождения и управления наземными транспортными средствами (ТС), при котором на борту каждого контролируемого ТС принимают сигналы глобальной спутниковой системы радионавигации, например сигналы GPS, по содержащимся в них данным рассчитывают текущие навигационные параметры - координаты и скорость движения ТС, а также время по Гринвичу, посредством бортовых датчиков ТС определяют состояние его узлов и агрегатов и изменения этого состояния, а при заданных изменениях состояния формируют соответствующие извещения, путем дополнения извещений полями служебной информации преобразуют извещения в сообщения, в поля служебной информации которых записывают коды идентификационных признаков, текущих навигационных параметров и параметров, характеризующих состояния узлов и агрегатов ТС, переносят указанные сообщения на высокочастотные несущие и передают сигналы, несущие указанные сообщения, по радиоэфиру в диспетчерский центр, используя для этого бортовой терминал стандартной сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, и/или бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, в диспетчерском центре принимают указанные сигналы сообщений, демодулируют и декодируют их, осуществляют первичную обработку сигналов и вторичную цифровую обработку информации с определением координат и построением траекторий движения ТС, отображают указанные траектории на фоне фрагментов электронной карты-схемы местности в сопровождении текстовой информации, анализируют полученные траектории и принимают решения, на основе которых формируют для контролируемых ТС командные сообщения, содержащие коды соответствующих команд, например код команды блокирования движения ТС, передают указанные командные сообщения по стандартной сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на борт контролируемого ТС, принимают указанные командные сообщения на борту контролируемого ТС, декодируют их, после чего воздействуют на соответствующие исполнительные органы, например, на иммобилайзер, командами, коды которых содержатся в принятых командных сообщениях, отличающийся тем, что с помощью базовых станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети осуществляют радиослежение за излучением установленных на контролируемых ТС бортовых терминалов специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, для чего измеряют энергетические, частотные и временные параметры излучения с борта каждого контролируемого ТС, передают значения указанных параметров в диспетчерский центр, где определяют пеленг на источник излучения с данной базовой станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети и используют полученные значения пеленгов с нескольких базовых станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети для расчета текущего местоположения контролируемого ТС, осуществляют логическую обработку принятых сигналов, а результаты этой обработки используют при формировании передаваемых на борт соответствующих ТС команд по коммутации бортового терминала сотовой сети подвижной связи и/или бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, а также по регулированию параметров излучения бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, преобразуют эти команды в коды управления бортовым терминалом сотовой сети подвижной связи и/или бортовым терминалом специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и записывают эти коды управления в командные сообщения, транслируемые по стандартной сотовой сети подвижной связи и/или по специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети на борт ТС, а после приема на борту ТС указанных командных сообщений и декодирования содержащихся в них кодов управления воздействуют кодами управления на бортовой терминал стандартной сотовой сети подвижной связи и/или на бортовой терминал специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети, вызывая включение/выключение бортового терминала стандартной сотовой сети подвижной связи и/или бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети и/или увеличение/уменьшение мощности и продолжительности сеансов излучения бортового терминала специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что логическую обработку принятых сигналов сообщений в диспетчерском центре осуществляют путем сравнения уровней принятых сигналов с заданным порогом, заранее записанным в памяти блока логической обработки.