СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПРОВЕРКИ ВРЕМЕНИ ПРОХОЖДЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ПРОХОЖДЕНИЯ ТРАНСПОРТИРУЕМЫХ ГРУЗОВ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ, В ОСОБЕННОСТИ ПИСЕМ И ПОДОБНЫХ ПОЧТОВЫХ ОТПРАВЛЕНИЙ Российский патент 2012 года по МПК G06Q10/00 G06F17/00 

Настоящее изобретение относится к способу и устройству проверки времени прохождения для контроля времени прохождения транспортируемого груза, в особенности почтового отправления, при котором перемещение почтового отправления для последующей оценки процесса транспортировки регистрируется и сохраняется в устройстве проверки времени прохождения, для чего устройство проверки времени прохождения оснащено датчиками, GPS приемникам и носителями для хранения, по своим размерам и свойствам по существу соответствует контролируемому транспортируемому грузу и из данных датчиков определяет с помощью микропроцессора текущий тип транспортировки.

Известно, что для контроля времени прохождения почтовых отправлений используются так называемые устройства проверки времени прохождения, которые отправляются с подлежащим транспортировке почтовым отправлением и содержат приспособления, с помощью которых регистрируется процесс перемещения почтовых отправлений. Известные приспособления этого рода включают в себя датчики перемещения, которые в течение всего времени пересылки почтового отправления регистрируют его перемещение. Возникающие при транспортировке усилия фиксируются на диаграмме «перемещение-время»; если отправление находится в состоянии покоя, то есть не происходит транспортировка, то не выполняется и никакой регистрации. Зарегистрированная диаграмма «перемещение-время» может позже оцениваться на центральном пункте. За счет сравнения номинального/фактического значения можно локализовать любые остановки в доставке или экспедировании, так как транспортные маршруты и времена транспортировки для типового случая известны.

Известны также устройства проверки времени прохождения с обычной толщиной письма, которые содержат память для сбора измеренных значений и электронные средства оценки. Такие устройства проверки времени прохождения выполнены таким образом, что могут обрабатываться в машинах для сортировки писем и при измерениях жесткости в машинах для обработки писем в почтовых службах не отсортировываются. С помощью подобных приспособлений можно, например, установить, находилось ли отправление после многочасовой транспортировки в течение нескольких дней недопустимым образом в полном покое.

Известные приспособления обнаруживают недостаток, состоящий в том, что они обеспечивают возможность только обнаружения состояний движения и покоя, однако не позволяют более точно различить тип перемещения, имеющий место в состоянии перемещения, или даже применяемые транспортные средства.

Устройство для контроля времени прохождения транспортируемых грузов, с помощью которого может осуществляться идентификация применяемых во время экспедирования транспортных средств, событий транспортировки и типов перемещения, известно из DE 44 04 195 C1. Оно состоит из датчика ускорения, микроконтроллера с встроенным аналого-цифровым преобразователем и оперативной памятью (RAM). Устройство выполнено в формате С6 стандартного письма таким образом, что оно может обрабатываться в машинах для сортировки писем и при измерении жесткости в машинах для обработки писем в почтовых отделениях не отсортировывается. Устройство на всех этапах процесса транспортировки и обработки писем ведет себя как обычное письмо из бумаги. Тем самым гарантируется надежность получаемых данных в процессе транспортировки и обработки писем, а также повышение надежности функционирования и срока службы.

Датчик перемещения в выполненном подобным образом «письме» выдает сигнал датчика, пропорциональный ускорению, который преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем (АЦП). В микроконтроллере осуществляется дальнейшая обработка сигнала в частотные спектры, которые в сжатой форме сохраняются в памяти. После завершения съема измеренных данных сохраненные спектры считываются и оцениваются. При этом осуществляется временное сопоставление частотных спектров временному процессу перемещения устройства во время транспортировки. Так как различные транспортные средства, такие как, например, автомобили, железная дорога, пешая транспортировка или авиационный транспорт, демонстрируют соответствующие характерные спектральные характеристики, выгодным образом возможна идентификация транспортного средства на основе временного протекания процесса транспортировки.

В другом известном способе также используются так называемые письма проверки качества (QTL), в которых физические свойства при транспортировке регистрируются во времени и затем считываются и классифицируются по этапам процесса транспортировки. При этом автоматически генерируются все возможные номинальные процессы транспортировки каждого пересылаемого QTL-отправления с выбранными условиями транспортировки из определенных правил транспортировки между узлами сети логистики и из описания процессов в узлах и взаимосвязей между узлами. QTL-отправления идентифицируются в узлах и из соотношений «место-время» определяется фактический процесс транспортировки. Путем сравнения номинальных процессов транспортировки с фактическим процессом транспортировки можно определить узкие места.

Однако с помощью известных устройств невозможно получить точную информацию местоположения. Для определения текущего местоположения известны, по существу, только два способа: определение местоположения ячейки радиосвязи и определение местоположения с помощью спутниковых систем (например, GPS, Galileo, GLONASS).

Точность определения местоположения ячейки радиосвязи зависит от величины ячеек радиосвязи. Поэтому точность определения местоположения очень различается. В зависимости от имеющихся условий она находится в пределах от 50 м до 30 км и более. Поэтому определение местоположения ячейки радиосвязи непригодно для целей контроля времени прохождения и определения местоположения почтовых отправлений.

С помощью спутниковых систем возможно существенно более точное определение местоположения. Известные GPS регистраторы данных (GPS регистраторы в смысле патента - это приборы, которые из спутниковых данных могут определить и сохранить текущее географическое положение прибора независимо от используемой спутниковой системы) определяют исключительно информацию местоположения в зависимости от времени. Современное поколение процессоров для GPS регистраторов данных с внутренней обработкой сигналов для вычисления текущих геокоординат потребляют, однако, слишком много энергии, что при контроле транспортных средств и больших транспортных блоков (как, например, контейнеров и автомобилей) играет лишь подчиненную роль. Однако потребность в энергии настолько велика, что не может быть реализован никакой GPS регистратор данных со сроком службы в несколько дней, который по размеру, толщине, весу и жесткости соответствовал бы стандартному почтовому отправлению и одновременно выдерживал бы чрезвычайно высокие нагрузки в машинах для сортировки писем.

Другим недостатком является то, что GPS приемник всегда требует относительно свободную видимость спутников. Если, например, почтовые отправления транспортируются в стальном контейнере или почтовые отправления находятся в металлическом почтовом ящике, то невозможен никакой прием спутниковых сигналов. После того как GPS приемник снова сможет принимать спутниковые сигналы, ему потребуется относительно длительное время, чтобы снова иметь возможность определить свое местоположение, так как текущее местоположение GPS приемника неизвестно. Тем самым в течение длительного времени потребляется очень много энергии. Вообще известны GPS приемники, которые с помощью датчиков ускорения обнаруживают состояние покоя и при длительных интервалах покоя увеличивают время цикла для определения геокоординат. За счет этого можно сэкономить энергию.

Исходя из вышеописанных проблем и недостатков уровня техники в основе изобретения лежит задача создания устройства проверки времени прохождения и способа для контроля времени прохождения и пути транспортировки транспортируемых грузов, в особенности стандартных писем и подобных почтовых отправлений, с помощью которых используемые транспортные средства и одновременно изменение местоположения почтового отправления могли бы в течение многих дней регистрироваться и фиксироваться.

Для решения указанной задачи предложено, чтобы приемник для системы определения местоположения (GPS) со спутниковой поддержкой в зависимости от изменяющихся условий приема и/или текущего состояния транспортировки транспортируемого груза мог целенаправленным образом включаться и отключаться. Определение географического местоположения почтового отправления на его пути транспортировки осуществляется с помощью системы определения местоположения (GPS) со спутниковой поддержкой, и принимаемые данные сравниваются с сохраненными в устройстве проверки времени прохождения и/или с измеренными во время транспортировки воздействующими на почтовое отправление физическими величинами и сохраненными данными. С помощью системы определения местоположения со спутниковой поддержкой используемые транспортные средства, а также изменения местоположения почтового отправления могут контролироваться и регистрироваться с высокой надежностью и точностью, так что путем сравнения данных местоположения почтового отправления с воздействующими на почтовое отправление физическими величинами повышается точность определения, и информация местоположения почтового отправления может предоставляться в распоряжение в течение всего пути экспедирования. За счет того, что в изобретении предложено приемник спутниковой системы определения местоположения (GPS) в зависимости от изменяющихся условий приема и текущего вида транспортировки почтового отправления целенаправленно подключать и отключать, можно снизить энергопотребление для контроля почтового отправления малой величины, например весом не более 60 г, толщиной менее 5 мм и размерами не более 210 мм х 100 мм, таким образом, что время работы устройства измерения времени прохождения без каких-либо проблем может достичь нескольких дней.

В соответствии с изобретением предложено, чтобы времена циклов, в которых осуществляется определение географического местоположения почтового отправления, согласовывались с типичными для почтовых отправлений почтовыми процессами. Почтовые отправления проходят, как правило, типовые процессы обработки и транспортировки, которые, в свою очередь, характеризуются использованием соответствующих транспортных средств. На основе знания этих процессов и характеристик применяемых транспортных средств, тип которых оказывает влияние на прием спутниковых сигналов, можно устанавливать времена циклов с учетом экономии энергии.

Другая возможность для сбережения потребления энергии в соответствии с изобретением достигается тем, что после прерывания спутникового соединения с устройством для проверки времени прохождения из имеющихся данных вычисляется текущее местоположение. Посредством чисто вычислительных операций возможен относительно надежный прогноз текущего местоположения, что позволяет избежать интенсивных по потреблению энергии процедур в GPS приемнике (например, частого холодного запуска).

С помощью измерений воздействующих на прибор физических величин может определяться используемое транспортное средство, с помощью которого транспортируется почтовое отправление. Так, из предварительно определенного числа периодически определенных и оцифрованных измеренных значений предусмотренного в устройстве для проверки времени прохождения датчика ускорения можно распознать транспортное средство, например грузовой автомобиль, самолет и т.д., так как каждое из этих транспортных средств демонстрирует типовое для него поведение ускорения. Таким способом, в соответствии с изобретением можно посредством оценки пиковых ускорений и ориентации ускорения в пространстве с помощью предусмотренных датчиков ускорения определить фазы старта и/или приземления самолетов, используемых для транспортировки почтовых отправлений.

Согласно другому предложению изобретения предусмотрено, что с помощью предусмотренного в устройстве для проверки времени прохождения датчика воздушного давления определяется фаза полета. Так как в современных самолетах во время полета давление воздуха в самолете значительно снижается, можно с помощью датчика воздушного давления просто распознать фазу полета по низкому воздушному давлению. Это, в частности, применимо, поскольку в грузовых отсеках самолетов воздушное давление заметно ниже, если там не существует выравнивания давления.

Кроме того, можно применять влияние характеристик транспортных средств, используемых в технологической цепочке для типовой транспортировки, на прием спутниковых сигналов в качестве индикации для определения местоположения почтового отправления. Технологическая цепочка для типового экспедирования писем содержит, как правило, ряд типичных процессов обработки и транспортировки, которые в свою очередь характеризуются использованием соответствующих транспортных средств. Характеристика этих транспортных средств вновь оказывает влияние на прием спутниковых сигналов.

Так, например, очень высокие поперечные ускорения, измеренные посредством датчиков ускорения, могут применяться для распознавания присутствия почтового отправления в почтовом отделении или сортировочном центре. В почтовых отделениях почтовые отправления проходят последовательность механизированных этапов сортировки. Почтовые отправления в сортировочных машинах транспортируются со скоростью ≥ 3,0 м/с. При этом на направляющих валках возникает очень высокое поперечное ускорение, которое возникает только в сортировочных машинах. Таким способом можно однозначно определить машинные операции и тем самым присутствие почтового отправления в почтовом или сортировочном центре. Момент времени обработки писем может соответственно сохраняться в устройстве.

Для почтовых служб особый интерес представляют первая и последняя мили (выемка из почтовых ящиков и доставка), а также то, когда и где почтовые отправления должны сортироваться. Уже при инициализации устройства проверки времени прохождения можно в памяти контроллера сохранить список геокоординат, а также другие данные, применяемые для управления устройством.

В соответствии с изобретением при инициализации устройства проверки времени прохождения в памяти контроллера сохраняются, по меньшей мере, некоторые из следующих данных:

- список геокоординат всех почтовых центров,

- геокоординаты начального местоположения (например, почтового ящика),

- геокоординаты целевого местоположения (приемника),

- геокоординаты места инициализации,

- временной интервал для проводимых GPS сборов данных в зависимости от текущих транспортных процессов или местоположения,

- предполагаемая длительность измерения (цель времени прохождения).

Так как главной целью управления GPS приемника является экономить энергию и, например, избегать ненужных холодных запусков, потому что последние требуют особенно хороших условий приема и одновременно продолжаются наиболее долго, для предотвращения ненужных повторений установления соединения со спутниками при плохих условиях приема уже при инициализации устройства в GPS приемник загружаются текущие данные альманаха. Для длительных наблюдений времени прохождения необходимые данные альманаха ожидаемого временного интервала могут также вычисляться заранее и сохраняться в памяти контроллера. Так, например, необходимые данные альманаха следующих двух недель могут заранее вычисляться на рабочей станции (персональном компьютере) и сохраняться в памяти с возможностью обращения к ним. Одновременно определяемые GPS приемником текущие данные эфемерид сохраняются в памяти контроллера. С помощью этих данных можно затем в контроллере вычислить необходимые данные эфемерид после потери соединения.

Устройство проверки времени прохождения может распознавать изменения типа транспортировки. Можно предположить, что со сменой транспортного средства также изменяются условия приема, и тем самым новая попытка установки соединения с вероятностью будет успешной. Но в соответствии с изобретением предусмотрено, что GPS система, спустя установленное число попыток, отключается, если тип транспортировки или транспортное средство не изменяется и условия приема на транспортом средстве в течение длительного времени остаются неизменными. Таким образом можно обеспечить значительную экономию энергии.

Другая возможность экономии энергии в соответствии с изобретением создается за счет того, что GPS приемник для определения положения почтового отправления в соответствии с заданными данными и знанием отдельных типов или процессов транспортировки включается лишь периодически, соответственно, на короткое время. За счет реализации различных времен цикла для определения местоположения почтового отправления на основе известных процессов приемнику не требуется осуществлять прием в течение длительного времени, при этом смена этапа транспортировки или транспортного средства не сказывается негативным образом на последующем определении местоположения.

Если, например, посредством контроллера устанавливается, что устройство находится в определенном почтовом центре, например почтовом центре приемки, то это может инициировать соответствующий режим измерений. Если после сортировки датчики в определенном временном окне обнаружили начало доставки, то предусмотренное время цикла активируется и при следующей длительной фазе покоя вновь деактивируется.

Согласно другому признаку изобретения предусматривается, что имеется датчик событий, реализованный посредством инфракрасного или радиочастотного дистанционного управления, который сообщает устройству проверки времени прохождения об опускании почтового отправления в почтовый ящик, что инициирует немедленное определение местоположения GPS приемника. Устройство проверки времени прохождения распознает определенные сохраненные в устройстве события и использует их для управления устройством. В то время как устройство проверки времени прохождения находится в почтовом ящике, с помощью датчиков ускорения обнаруживается положение покоя. Время цикла для определения местоположения может таким образом повышаться до максимально возможного времени, которое еще гарантирует достаточное время для следующего определения местоположения (Fix). Даже если внутри почтового ящика не возможен прием, однако точное местоположение устройства известно, чтобы после выемки из почтового ящика обеспечить возможность энергосберегающего восстановления соединения со спутниками.

Согласно другому предложению изобретения GPS приемник при обнаружении фазы старта транспортного самолета отключается и только после обнаружения фазы приземления вновь активируется. Так как в грузовых отсеках самолетов следует исходить из плохого приема или полного отсутствия приема посредством отключения GPS приемника после распознавания фазы старта и посредством включения только на фазе приземления, с целью энергосбережения предотвращается повторная требующая потребления энергии попытка установления контакта между передатчиком и приемником во время фазы полета.

Разумеется, также возможно при лучших условиях приема (например, когда почтовые отправления транспортируются в пассажирской кабине самолета) контролировать фазу полета.

Чтобы после прерывания GPS соединения после полета реализовать быстрое установление соединения, можно, как при определении местоположения, действовать с помощью списка почтовых центров. Дополнительно, с помощью матрицы можно определить дополнительные взаимосвязи. Таким образом можно не исключать имеющиеся соединения; однако также требуется список геокоординат аэропортов, используемых для транспортировки почтовых отправлений. Инициатором является распознанное приземление. Из времени полета определяется приблизительная дистанция, пройденная устройством на самолете.

После прерывания GPS соединения геокоординаты текущего места нахождения должны быть известны, если необходимо избежать холодного старта GPS приемника. Для определения местоположения регистратора данных, например, после прерывания GPS соединения проверяется, находится ли местоположение последних координат Fix перед прерыванием GPS соединения внутри ожидаемого диапазона. Дистанция, пройденная после прерывания GPS соединения, может вычисляться из продолжительности транспортировки на отдельных типах транспорта, помноженной на среднюю скорость.

В случае прерывания соединения с GPS спутниками во время транспорта средняя скорость может определяться из предыдущих GPS блоков данных с начала транспортировки. Проверяется, находится ли местоположение последних координат Fix перед прерыванием GPS соединения внутри ожидаемого диапазона, и определяется расстояние от прерывания GPS соединения. При определении средней скорости также учитываются более короткие времена покоя, такие как паузы, времена остановок при заправке на бензоколонке и т.п. Если из GPS блоков данных невозможно определить достоверную скорость, то принимается скорость, типовая для данного типа транспорта.

Если расстояние после прерывания GPS соединения меньше, чем определенное расстояние, то можно отказаться от нового вычисления местоположения, и инициирование GPS-координат (Fix) может осуществляться с местоположением при прерывании GPS соединения.

Если, однако, после прерывания GPS соединения устройством регистрируется машинная обработка, то исходят из того, что устройство находится в почтовом центре. Для этого в соответствии с изобретением возможно, как правило, однозначно определить местоположение, так как устройство сохранило координаты почтового центра.

Если положение последних координат (Fix) перед прерыванием GPS соединения находится внутри ожидаемого диапазона, то в соответствии с изобретением для определения местоположения учитываются только почтовые центры, находящиеся в пределах ожидаемого диапазона. В этом случае контроллер определяет расстояние с момента прерывания GPS соединения (длительность отдельных типов транспортировки, умноженную на среднюю скорость). Вокруг местоположения последних координат (Fix) перед прерыванием GPS соединения затем описывается круг с радиусом, равным расстоянию на момент прерывания GPS соединения. Потом проверяется, находится ли на этом круге внутри ожидаемого диапазона местоположение почтового центра. Также могут приниматься во внимание несколько местоположений в качестве результата. В этом случае согласно определенной схеме последовательно пытаются установить GPS соединение с отдельными координатами.

Если последние координаты Fix перед прерыванием GPS соединения находятся вне ожидаемого диапазона, то исходят из того, что было обнаружено неправильное направление. И здесь вокруг местоположения последних координат Fix перед прерыванием GPS соединения затем описывается круг с радиусом, равным расстоянию с момента прерывания GPS соединения. При отыскании нескольких почтовых центров решение отбрасывается и инициируется холодный запуск.

В соответствии с изобретением устройство проверки времени прохождения проверяет, соответствуют ли друг другу предварительно конфигурированное время цикла и еще имеющийся запас энергии для энергопитания компонентов устройства проверки времени прохождения. Если установлено, что оставшаяся энергия больше недостаточна, чтобы гарантировать измерение до целевого места назначения, то в соответствии с изобретением время цикла увеличивается и регистрации числа точек пути сокращаются.

Запас энергии после первоначального полного разряда аккумуляторов определяется путем протоколирования тока заряда вплоть до достижения граничного напряжения. Посредством протоколирования потребления тока отдельных компонентов во времени и измерения тока (во времени), который при последующих процессах заряда протекает в аккумуляторы, можно в любое время посредством контроллера в соответствии и с изобретением периодически вычислять текущий располагаемый запас энергии устройства проверки времени прохождения. Во избежание потерь данных и отказа энергоснабжения за счет глубокого разряда контроллер может препятствовать понижению запаса энергии ниже заданной величины.

Устройство проверки времени прохождения согласно изобретению характеризуется регистратором данных с GPS приемником, интеллектуальным энергоснабжением с контролем располагаемой энергии, с датчиками для измерения физических величин, таких как ускорение и воздушное давление, из которых микропроцессор распознает текущие виды транспортировки и управляет устройством проверки времени прохождения, и задатчиком событий, например инфракрасным или радиочастотным приемным блоком, для запуска особых процедур устройства проверки времени прохождения. Посредством отдельных компонентов контроллер может распознавать и контролировать различные процессы, чтобы установить, продолжается ли еще процесс транспортировки или уже завершен. GPS приемник позволяет осуществлять непосредственное определение местоположения устройства проверки времени прохождения, как только прием становится возможным или делается возможным посредством системы. Компоненты, содержащиеся в устройстве проверки времени прохождения, настолько миниатюризованы, что они могут размещаться в стандартном письме, например, весом не более 60 г, толщиной менее 5 мм и с размерами не более 210 мм × 100 мм.

Энергоснабжение устройства проверки времени прохождения осуществляется предпочтительно посредством аккумуляторов с высокой плотностью энергии, например литий-ионных полимерных аккумуляторов, которые размещены в ударопрочном корпусе с внутренней встроенной защитой от коротких замыканий и пониженного напряжения. Для лучшего распределения массы и для сохранения гибкости устройства проверки времени прохождения в соответствии с изобретением предусмотрено несколько параллельно включенных узких аккумуляторов.

Согласно одному признаку изобретения все компоненты во избежание разрушения устройства проверки времени прохождения на направляющих роликах машин для сортировки писем выполнены гибкими, а также плата заземления, необходимая для GPS антенны, состоит в соответствии с изобретением из гибкой печатной платы, если величина требуемой платы заземления ухудшила бы гибкость устройства проверки времени прохождения.

Внутри устройства проверки времени прохождения в соответствии с изобретением компоненты устройства распределены таким образом, что центр тяжести находится в середине устройства проверки времени прохождения. Предпочтительным образом, согласно другому признаку изобретения в штемпельных зонах устройства проверки времени прохождения, выполненного в форме письма, не располагаются никакие электронные компоненты. Печатная плата с керамическим элементом GPS антенны предпочтительным образом расположена посредине внутри устройства проверки времени прохождения.

Если применяется внешний носитель данных, например микроцифровая карта с защитой, то предпочтительно бункер в сортировочной машине размещается перпендикулярно направлению перемещения писем, чтобы воспрепятствовать тому, что карта вследствие ожидаемых ускорений и вибраций в сортировочной машине выскользнет из бункера.

Наконец, в соответствии с изобретением предложено, что в случае отдельно выполненного GPS приемника отдельные конструктивные узлы устройства связаны друг с другом посредством комбинации жестких и гибких печатных плат.

Далее описан пример выполнения изобретения.

На блок-схеме на фиг.1 схематично представлена принципиальная структура основанного на GPS регистратора данных согласно изобретению, обозначаемого далее как устройство L проверки времени прохождения. Он служит для контроля времени прохождения почтовых отправлений и выполнен с размерами и весом, соответствующими стандартному письму весом не более 60 г, толщиной менее 5 мм и с отношением ширины к высоте 210 мм × 100 мм. Регистратор не распознается с внешней стороны как устройство L проверки времени прохождения.

Устройство L проверки времени прохождения содержит GPS приемник 1 с антенной 1а, основными компонентами которого являются GPS приемник 2 и GPS обработка 3 сигналов, а также интеллектуальное энергоснабжение 4 с контролем располагаемой энергии, датчики 6, 6а, 6b, 6c,… для распознавания различного транспорта и процессов обработки, а также контроллер, содержащий микроконтроллер 7а и память 7b, для управления устройством проверки времени прохождения, а также датчик 8 событий для запуска особых процедур устройства L проверки времени прохождения.

Посредством компонента 9 распознавания процесса микроконтроллер 7а может распознавать и контролировать различные процессы, продолжается ли процесс транспортировки или уже завершен, что может обнаруживаться посредством состояния покоя устройства L проверки времени прохождения или перехода в другой тип транспортировки. Как дополнительно поясняется ниже, с помощью устройства L проверки времени прохождения можно отслеживать как время, так и путь почтового отправления и регистрировать в течение нескольких дней.

Почтовые отправления, как правило, проходят ряд типовых процессов обработки и транспортировки, которые на фиг.2 представлены и описаны в блок-схеме процесса. Процессы транспортировки начинаются с передачи отправления в почтовый ящик и завершаются доставкой получателю; они характеризуются использованием различных транспортных средств, например автомобиля, самолета, а также, например, сортировочных машин. Характеристики транспортных средств оказывают влияние на прием спутниковых сигналов. В почтовых центрах почтовые отправления проходят ряд механизированных этапов сортировки, где почтовые отправления с высокой скоростью транспортируются, из-за чего на направляющих роликах возникают очень высокие поперечные ускорения, которые могут измеряться посредством датчиков ускорения. Так как подобные поперечные ускорения возникают только в сортировочных машинах, то эти механизированные этапы и тем самым нахождение почтового отправления в почтовом или сортировочном центре можно однозначно определить и запомнить. Для почтовых служб первая и последняя мили (выемка из почтовых ящиков и доставка), а также когда и где почтовые отправления сортируются, представляют особый интерес.

Перед запуском устройство L проверки времени прохождения инициализируется. С этой целью в памяти контроллера 7 сохранены список геокоординат всех из почтовых центров, используемых соответствующей почтовой службой, а также геокоординаты начального и целевого местоположений, а также другие данные для управления устройством L проверки времени прохождения. Чтобы избежать энергоемких и длящихся продолжительное время холодных запусков, при инициализации устройства L проверки времени прохождения также загружаются текущие данные альманаха в GPS приемник 2. Для более продолжительных измерений (более одной недели) на компьютере рабочей станции заранее рассчитываются даже необходимые данные альманаха последующих двух недель и загружаются в память контроллера 7.

Устройство L проверки времени прохождения может распознавать изменения типа транспортировки. Можно предположить, что со сменой транспортного средства также изменяются условия приема, и тем самым новая попытка установки соединения с вероятностью будет успешной. Напротив, можно предположить, что когда отправление находится на транспортном средстве, условия приема в течение длительного времени не изменяются. Поэтому после установленного числа безуспешных попыток GPS передатчик отключается, пока тип транспортировки или транспортное средство не изменяется. Распознавание различных типов транспортировки или процессов транспортировки позволяет реализовать различные времена циклов для определения местоположения с использованием GPS. GPS приемник 2 в этом случае подключается лишь периодически, соответственно данным для отдельных типов транспортировки, каждый раз на короткое время, что означает заметное сокращение потребления энергии.

Посредством контроллера 7 контролируется текущее положение устройства L проверки времени прохождения. Тем самым возможно установить, находится ли устройство L проверки времени прохождения в определенном почтовом центре и должны ли запускаться соответствующие режимы измерений. Так, например, можно определить, находится ли устройство L проверки времени прохождения в почтовом центре приемки.

После сортировки в почтовом центре приемки, как правило, осуществляется доставка. Процесс доставки для обеспечения качества имеет особое значение потому, что для этого может активироваться соответственно более короткое время цикла для определения местоположения. Если посредством датчиков 6 распознавания 9 процессов в определенном для этого временном окне обнаружено начало доставки, то предусмотренное время цикла активируется и при следующей продолжительной фазе покоя вновь деактивируется.

С помощью датчика 8 событий возможно в устройстве L проверки времени прохождения сохранить определенные события, которые, в свою очередь, используются для управления устройством L проверки времени прохождения. В качестве примера можно назвать опускание письма в почтовый ящик. На фиг.3 показана блок-схема процесса для этого случая. С помощью датчика 8 событий (фиг.1) устройству L проверки времени прохождения сообщается, что отправление было опущено в почтовый ящик. Это событие инициирует немедленное определение местоположения GPS приемника 2. Пока устройство L проверки времени прохождения находится в почтовом ящике, датчиками 6а ускорения детектируется состояние покоя. Время цикла для определения местоположения может быть таким образом увеличено. Хотя внутри почтового ящика невозможен прием, однако точное местоположение почтового ящика и тем самым устройства L проверки времени прохождения известно, так что энергосберегающее восстановление соединения со спутниками возможно после выемки из почтового ящика.

Так как подобные условия имеют место в грузовых отсеках самолета, GPS приемник при обнаружении фазы старта отключается и только после обнаружения фазы приземления вновь активируется. В общем случае также возможно при лучших условиях приема, например, когда почтовые отправления транспортируются в пассажирской кабине самолета, контролировать и собственно фазу полета. Типовое управление контролем фазы полета представлено на блок-схеме процесса на фиг.4.

Чтобы после полета реализовать более быстрое установление соединения, можно, как при определении местоположения, использовать список почтовых центров. Дополнительно посредством матрицы могут определяться дополнительные соотношения, и не имеющиеся соединения могут исключаться, если был сохранен список геокоординат аэропортов, используемых для транспортировки почтовых отправлений. Инициатором является распознанное приземление. Из времени полета затем определяется примерное расстояние, пройденное устройством L проверки времени прохождения на борту самолета.

Так как во избежание холодного запуска GPS приемника после прерывания GPS соединения применяются геокоординаты текущего места нахождения для установления соединения, можно с помощью последующих способов достаточно точно определить положение устройства L проверки времени прохождения. Если состоялась смена транспортного средства, то исходят из того, что и условия приема изменились. После того как проверено, находилось ли положение последнего определения местоположения перед прерыванием GPS соединения внутри ожидаемого диапазона, определяется дальность устройства L проверки времени прохождения с момента прерывания GPS соединения из длительности отдельных типов транспортировки, умноженной на среднюю скорость, как упрощенно показано на фиг.5.

Если соединение с GPS спутниками прервано только во время транспортировки (например, после перегрузки), то средняя скорость может быть определена из прошедших GPS блоков данных от начала транспортировки. При этом могут также учитываться краткие времена покоя (например, времена остановки для заправки на бензоколонке и т.п.). Если расстояние с момента прерывания GPS соединения меньше установленного расстояния, то можно отказаться от нового вычисления местоположения и осуществлять инициирование GPS определения координат с местоположением при прерывании GPS соединения.

Если, однако, после прерывания GPS соединения устройство проверки времени прохождения зарегистрировало механизированный процесс, то устройство проверки времени прохождения находится в почтовом центре. Здесь возможно однозначно определить местоположение, так как устройство проверки времени прохождения сохранило координаты почтовых центров. Если положение последнего определения местонахождения перед прерыванием GPS соединения находится внутри ожидаемого диапазона, то для определения местонахождения принимаются во внимание только почтовые центры, которые расположены в ожидаемом диапазоне. Контроллер определяет расстояния с момента прерывания GPS соединения (длительность отдельных типов транспортировки, умноженная на среднюю скорость). Чтобы определить положение последнего определения местонахождения перед прерыванием GPS соединения, проводится круг с радиусом, равным расстоянию с момента прерывания GPS соединения (фиг.6). Затем проверяется, находится ли на этом круге внутри ожидаемого диапазона положение почтового центра. Также несколько положений могут быть результатом такого определения, и в этом случае по определенной схеме пытаются последовательно установить GPS соединение с отдельными координатами.

Если последнее определение местонахождения перед прерыванием GPS соединения находится вне ожидаемой области, то исходят из того, что имеет место ошибочное направление (фиг.7). И здесь вокруг положения последних координат (Fix) перед прерыванием GPS соединения проводят круг с радиусом, равным расстоянию с момента прерывания GPS соединения. При нахождении нескольких почтовых центров решения отбрасывают и инициируют холодный запуск.

Если во время продолжительности транспортировки некоторого типа (и, следовательно, пребывания устройства проверки времени прохождения на одном и том же транспортном средстве) неудачными оказываются несколько попыток осуществить GPS определение местоположения, то GPS приемник только тогда вновь активируется, когда тип транспортировки (транспортное средство) изменяется или распознается длительная пауза. Процесс управления виден из фиг.8а и 8b.

Устройство проверки времени прохождения может распознать механизированные процессы в машинах для сортировки писем. Если GPS приемник должен был находиться в выключенном состоянии, то для определения местоположения он активируется. Контроллер проверяет, соответствуют ли друг другу предварительно конфигурированное время цикла и еще имеющийся запас энергии. Если имеющийся запас энергии больше недостаточен, чтобы гарантировать измерение до целевого места назначения, время цикла увеличивается настолько, что регистрация полного пути становится возможной, однако с меньшим количеством точек пути.

Для отдельных типов транспортировки и распознаваемых процессов логистики можно конфигурировать различные времена циклов для активации устройства проверки времени прохождения. Если устройство проверки времени прохождения находится в покое, то после успешного определения местоположения GPS приемник включается только тогда, когда прошло максимально возможное время, причем не требуется более длительная процедура для определения местоположения, или когда устройство проверки времени прохождения снова стало перемещаться.

Энергоснабжение устройства проверки времени прохождения осуществляется с помощью аккумуляторов с высокой плотностью энергии (например, литий-ионных полимерных аккумуляторов). Периодически вычисляется текущий запас энергии посредством контроллера. Контроллер препятствует понижению ниже заданной величины, чтобы не могла произойти потеря данных или глубокий разряд аккумуляторов.

Устройство L проверки времени прохождения согласно изобретению в форме стандартного письма схематично представлено на фиг.9 и 10. Оба схематичных представления показывают возможные размещения компонентов устройства L проверки времени прохождения. Литий-ионные полимерные аккумуляторы 10 помещены в ударопрочные корпуса с внутри расположенной встроенной защитой от коротких замыканий и пониженного напряжения, чтобы защитить аккумуляторы от повреждения и от непреднамеренных коротких замыканий. Однако могут использоваться и другие носители энергии с соответствующими свойствами. Для лучшего распределения массы для сохранения гибкости почтового отправления могут использоваться несколько параллельно включенных узких аккумуляторов. Гибкость необходима для того, чтобы предотвратить разрушение устройства проверки времени прохождения на отклоняющих роликах машины для сортировки писем. Необходимая для GPS антенны плоскость заземления реализована посредством гибкой печатной платы 11. Компоненты устройства распределены таким образом, что центр тяжести находится в середине устройства L проверки времени прохождения, и почтовое отправление, которое содержит это устройство L проверки времени прохождения, не может быть выпрямлено и разрушено в машинах для сортировки писем.

По меньшей мере, в одной из штемпельных зон 12 не располагаются никакие электронные компоненты. Как можно видеть на фиг.9 и 10, гибкие и жесткие зоны чередуются, чтобы гарантировать достаточную гибкость устройства L проверки времени прохождения на отклоняющих роликах машин для сортировки писем. Промежутки 13 между компонентами выполнены мягкими. Жесткая печатная плата 14 для контроллера и GPS приемника 2 (фиг.1) расположена по центру, чтобы механическую нагрузку поддерживать по возможности минимальной и препятствовать разрушению керамического элемента GPS антенны 15. Если применяется внешний носитель данных, например микроцифровая карта 16 с защитой, то бункер размещается перпендикулярно направлению перемещения писем в сортировочных машинах, чтобы воспрепятствовать тому, что карта 16 вследствие ожидаемых ускорений и вибраций выскользнет из бункера. В случае отдельно выполненного GPS приемника отдельные конструктивные узлы устройства L проверки времени прохождения связаны друг с другом посредством комбинации жестких и гибких печатных плат через гибкие проводящие дорожки 17.

Изобретение относится к способу и устройству проверки времени прохождения для контроля времени прохождения транспортируемого груза, в особенности почтового отправления, при которых перемещение почтового отправления для последующей оценки процесса транспортировки регистрируется и сохраняется в устройстве проверки времени прохождения, для чего устройство проверки времени прохождения оснащено датчиками, GPS-приемниками и носителями для хранения, по своим размерам и свойствам по существу соответствует контролируемому транспортируемому грузу и из данных датчиков определяет с помощью микропроцессора текущий тип транспортировки. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей контроля перемещения грузов. Чтобы время прохождения и пути транспортировки стандартных писем и подобных почтовых отправлений в течение нескольких дней могли контролироваться, предложены способ и устройство проверки времени прохождения, в котором приемник для системы определения местоположения (GPS) со спутниковой поддержкой в зависимости от изменяющихся условий приема и/или текущего типа транспортировки транспортируемого груза может целенаправленным образом включаться и отключаться. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ контроля времени прохождения почтового отправления, при котором перемещения почтового отправления для последующей оценки процесса транспортировки регистрируются и сохраняются в устройстве проверки времени прохождения, которое оснащено датчиками, GPS приемниками и носителями для хранения, и в котором при инициализации были сохранены, по меньшей мере, некоторые из следующих данных:
- список геокоординат некоторого числа сортировочных центров,
- геокоординаты начального местоположения,
- геокоординаты целевого местоположения,
- геокоординаты места инициализации,
- временной интервал для проводимых GPS сборов данных в зависимости от текущих транспортных процессов или местоположения,
- предполагаемая длительность измерения,
причем устройство проверки времени прохождения из данных датчиков, по меньшей мере, однократно с помощью блока обработки определяет текущий тип транспортировки и включает и отключает приемник для системы определения местоположения со спутниковой поддержкой (GPS), в зависимости от изменяющихся условий приема и/или текущего состояния транспортировки почтового отправления, и при зарегистрированной после прерывания GPS соединения машинной обработке в сортировочном центре определяет местоположение из координат сортировочного центра, сохраненных в устройстве проверки времени прохождения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство проверки времени прохождения по своим размерам и свойствам, по существу, соответствует контролируемому почтовому отправлению.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что времена циклов, в которых осуществляется определение географического местоположения почтового отправления, согласовываются с типичными для почтовых отправлений процессами.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что после прерывания спутникового соединения с устройством проверки времени прохождения из имеющихся данных вычисляется текущее местоположение.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что посредством оценки пиковых ускорений определяются фазы старта и/или приземления самолетов, используемых для транспортировки почтовых отправлений.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что с помощью предусмотренного в устройстве для проверки времени прохождения датчика воздушного давления определяются фазы полета.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что влияние характеристики транспортных средств, используемых в технологической цепочке для типового почтового отправления, на прием спутниковых сигналов применяется как индикация качества определения местоположения почтового отправления.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что очень высокие поперечные ускорения, измеренные посредством датчика ускорения, применяются для распознавания присутствия почтового отправления в сортировочном центре.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что GPS система спустя установленное число попыток отключается, если тип транспортировки или транспортное средство не изменяется, и условия приема на транспортом средстве в течение длительного времени остаются неизменными.

10. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что GPS приемник для определения местоположения почтового отправления в соответствии с заданными данными и знанием отдельных типов или процессов транспортировки включается лишь периодически, соответственно, на короткое время.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что почтовое отправление во время транспортировки, по меньшей мере, однократно опускается в приемный контейнер с сигнальным датчиком, сигнальный датчик сообщает устройству проверки времени прохождения об опускании почтового отправления в приемный контейнер, что инициирует немедленное определение местоположения GPS приемника.

12. Способ по п.5, отличающийся тем, что при транспортировке почтового отправления самолетом, GPS приемник при обнаружении фазы старта самолета отключается и только после обнаружения фазы приземления вновь активируется.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что почтовое отправление, по меньшей мере, однократно проходит сортировочную установку в сортировочном центре и при зарегистрированном устройством проверки времени прохождения после прерывания GPS соединения прохождении через сортировочную установку для определения местоположения учитываются только сортировочные центры, которые находятся в ожидаемом диапазоне, если положение последнего определения местоположения перед прерыванием GPS соединения находится в пределах ожидаемого диапазона.

14. Способ по любому из пп.1-8, 11-13, отличающийся тем, что устройство проверки времени прохождения проверяет, соответствуют ли друг другу предварительно конфигурированное время цикла и еще имеющийся запас энергии для энергопитания компонентов устройства проверки времени прохождения.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что при недостаточной имеющейся энергии, чтобы гарантировать измерение до целевого места назначения, времена циклов увеличиваются, и регистрации числа точек пути сокращаются.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что текущий запас энергии устройства проверки времени прохождения периодически вычисляется посредством контроллера.

17. Устройство проверки времени прохождения для выполнения способа по любому из пп.1-16, отличающееся регистратором данных с GPS приемником (15), интеллектуальным энергоснабжением (10) с контролем располагаемой энергии, с датчиками для измерения физических величин, таких как ускорение и воздушное давление, из которых микропроцессор (7) распознает текущие типы транспортировки и управляет устройством (L) проверки времени прохождения, и датчиком событий (8), например, инфракрасным или радиочастотным приемным блоком для запуска особых процедур устройства (L) проверки времени прохождения.

18. Устройство проверки времени прохождения по п.17, отличающееся тем, что для лучшего распределения массы и сохранения гибкости устройства (L) проверки времени прохождения предусмотрено несколько параллельно включенных узких аккумуляторов (10).

19. Устройство проверки времени прохождения по п.17, отличающееся тем, что во избежание разрушения устройства (L) проверки времени прохождения на направляющих роликах машин для сортировки почты применяемые компоненты выполнены гибкими.

20. Устройство проверки времени прохождения по п.17, отличающееся тем, что плата заземления, необходимая для GPS антенны (1а), состоит из гибкой печатной платы (11).

21. Устройство проверки времени прохождения по любому из пп.17-20, отличающееся тем, что компоненты устройства (L) проверки времени прохождения распределены таким образом, что центр тяжести находится в середине устройства (L) проверки времени прохождения.

22. Устройство проверки времени прохождения по любому из пп.17-20, отличающееся тем, что в, по меньшей мере, одной из возможных штемпельных зон (12) не располагаются никакие электронные компоненты.

23. Устройство проверки времени прохождения по п.17, отличающееся тем, что в случае отдельно выполненного GPS приемника (2) отдельные конструктивные узлы устройства (L) проверки времени прохождения связаны друг с другом посредством комбинации жестких и гибких печатных плат (11, 14).