Способ испытаний бортовых устройств/систем вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств Российский патент 2025 года по МПК G01M17/00 G01R29/10 G01R31/00 H04B17/10 H04B17/20 

Изобретение относится к испытаниям бортовых устройств/систем вызова экстренных оперативных служб (УСВ), входящих в состав автотранспортных средств (АТС), на осуществление передачи по радиоканалу минимального набора данных (МНД)^* посредством SMS сообщений при неудачных сеансах связи посредством тонального модема, для случая имитации реальных условий взаимного расположения АТС с интегрированной УСВ и базовой станцией стандарта GSM, в том числе в условиях воздействия внешних электромагнитных помех (ЭМП).

* МНД это набор данных, передаваемый устройством/системой вызова экстренных оперативных служб при дорожно-транспортном происшествии, включающий в себя информацию о координатах и параметрах движения аварийного транспортного средства и времени аварии, VIN-коде транспортного средства и другую информацию, необходимую для экстренного реагирования см. п. 3.1.1 ГОСТ 33465-2015 «Глобальная навигационная спутниковая система. СИСТЕМА ЭКСТРЕННОГО РЕАГИРОВАНИЯ ПРИ АВАРИЯХ. Протокол обмена данными устройства/системы вызова экстренных оперативных служб с инфраструктурой системы экстренного реагирования при авариях»

Из Правила № 10 ЕЭК ООН, 2019 г., «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении электромагнитной совместимости» [Текст] (добавление 9, пересмотр 6) известен способ испытаний УСВ АТС на восприимчивость к ЭМП, в котором испытуемое АТС, в том числе оснащенное УСВ, располагают в защищенной от внешних факторов зоне, преимущественно в безэховой камере, и подвергают воздействию высокочастотного ЭМП с заданными параметрами, создаваемому внешними полеобразующими системами (антеннами или полосковыми системами).

Процесс оценки работоспособности УСВ, в частности передачу минимального набора данных посредством SMS сообщений оператору диспетчерских служб, осуществляют после завершения воздействия внешнего ЭМП посредством принудительного нажатия на кнопку вызова УСВ.

Недостатком данного способа является отсутствие проверки работоспособности УСВ, в частности, функции осуществления передачи МНД посредством SMS сообщений при неудачных сеансах связи посредством тонального модема, непосредственно в процессе воздействия внешнего высокочастотного ЭМП.

Из ГОСТ 33467 «Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Методы функционального тестирования устройства/системы вызова экстренных оперативных служб и протоколов передачи данных» известен способ испытаний УСВ, в котором УСВ подключают к имитатору базовой станции стандарта GSM (радиокоммуникатору/эмулятору) через блок сопряжения, после чего выполняют функциональное тестирование УСВ, в том числе, проверку передачи МНД посредством SMS.

Недостатком данного способа является отсутствие проверки передачи МНД по радиоканалу посредством SMS сообщений, при неудачных сеансах связи посредством тонального модема, в случае установки УСВ в конкретную модель АТС, в том числе, в условиях воздействия внешних электромагнитных помех (ЭМП).

За прототип предлагаемого изобретения принят известный из патента RU 2776718, МПК G01M 17/00, публ. 25.07.2022 способ испытаний УСВ, в котором испытуемое АТС, укомплектованное УСВ, размещают на поворотном столе электромагнитной безэховой камеры, заблаговременно оснащённой передающей антенной имитатора излучения группировки спутников, соединённой с генератором (имитатором) навигационных сигналов излучения группировки спутников, и приёмо-передающей антенной имитатора базовой радиостанции, соединённой с радио коммуникатором (имитатором базовой радиостанции стандарта GSM), после чего имитатор излучения группировки спутников переводят в режим трансляции сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников, УСВ переводят в режим приёма навигационных сигналов и передачи МНД посредством тонального модема, а радио коммуникатор переводят в режим передачи на УСВ запроса на передачу МНД и приёма от УСВ МНД, сформированных УСВ, после получения радио коммуникатором информации о координатах (входят в состав МНД) местоположения испытываемого АТС выполняют оценку точности определения местоположения АТС установленным на АТС УСВ.

Недостатком способа - прототипа является отсутствие проверки передачи по радиоканалу стандарта GSM МНД посредством SMS сообщений при неудачных сеансах связи посредством тонального модема, в том числе, в условиях воздействия внешних ЭМП.

Задачей изобретения является создание способа испытаний бортовых УСВ, интегрированных в состав АТС, на осуществление передачи по радиоканалу МНД посредством SMS сообщений при неудачных сеансах связи посредством тонального модема, в том числе и при испытаниях на помехоустойчивость УСВ при воздействии внешних электромагнитных помех.

Указанная задача решается в способе испытаний бортовых УСВ АТС, в котором испытуемое АТС, с интегрированным в его состав УСВ, размещают на поворотном столе электромагнитной безэховой камеры, заблаговременно оснащённой передающей антенной имитатора излучения группировки спутников, соединённой с генератором навигационных сигналов излучения группировки спутников, и приёмо-передающей антенной имитатора базовой радиостанции, соединённой с имитатором базовой радиостанции стандарта GSM, после чего имитатор излучения группировки спутников переводят в режим трансляции сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников, УСВ переводят в режим приёма навигационных сигналов и передачи МНД посредством тонального модема, а радиокоммуникатор переводят в режим, при котором осуществляется радиообмен с УСВ с возможностью приёма от УСВ МНД, сформированных УСВ.

Технический результат достигается тем, что:

- безэховую камеру заблаговременно оснащают передающей антенной генератора маскирующих прицельных помех, соединённой с генератором прицельных помех, а испытуемое АТС, с интегрированным в его состав тестируемым УСВ, дистанционным устройством нажатия кнопки «Экстренный вызов» УСВ,

- функционирование УСВ и радиокоммуникатора на частоте/канале радиокоммуникатора, выделенной для передачи информации к УСВ (F_РК) посредством тонального модема, в процессе испытаний, сопровождают постановкой прицельных помех на частоте/канале F_ПП,

где F_РК= F_ПП,

с мощностью сигнала прицельной помехи, удовлетворяющей неравенству:

,

где P_РК – мощность полезного сигнала на входе приемника УСВ на частоте/канале F_РК радиокоммуникатора, выделенной для передачи информации к УСВ;

P_ПП – мощность прицельных помех на входе приемника УСВ на частоте/канале передачи, создаваемых генератором прицельных помех F_ПП;

SNR=1 – соотношение сигнал/шум на входе приемника УСВ на частоте/канале F_РК;

- На начальной стадии процессов функционирования УСВ и радиокоммуникатора, посредством радиокоммуникатора, осуществляют мониторинг состояния радиосвязи между УСВ и имитатором базовой станции, при этом повышением мощности генератора прицельных помех добиваются потери/разрыва связи между УСВ и имитатором базовой станции на частоте/канале F_РК при их работе в режиме тонального модема;

- После разрыва радиосвязи между УСВ и имитатором базовой станции в режиме тонального модема посредством дистанционного устройства выполняют нажатие кнопки «Экстренный вызов» УСВ, при этом посредством радиокоммуникатора осуществляют приём МНД посредством SMS сообщений и мониторинг состояния приёма-передачи по радиоканалу МНД посредством SMS сообщений.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг. 1, где схематично показана общая конфигурация объектов, участвующих в испытании: 1 – защищенная от внешних факторов зона (показана электромагнитная безэховая камера; 2 – испытуемое АТС; 3 – поворотный стол электромагнитной безэховой камеры; 4 – УСВ с интегрированными в состав АТС приемопередатчиком и приемопередающей антенной; 5 – дистанционное (дистанционно управляемое) устройство нажатия кнопки «Экстренный вызов» (не показана) УСВ; 6 – передающая антенна имитатора излучения группировки спутников; 7 – генератор (имитатор) навигационных сигналов; 8 – передающая антенна генератора маскирующих прицельных помех; 9 – генератор прицельных помех; 10 – приемопередающая антенна радиокоммуникатора; 11 – радиокоммуникатор; 12 – защищенное от внешних факторов (экранированное) помещение.

Фиг. 2, где показан частотный спектр радиообмена между приемопередатчиком УСВ и радиокоммуникатором при отсутствии внешних, в том числе прицельных, электромагнитных помех: 13 – частота УСВ для передачи информации радиокоммуникатору; 14 – частота общего информационного радиополя радиокоммуникатора, определяющая частоты/каналы обмена информацией между УСВ и радиокоммуникатором; 15 – частота F_РК радиокоммуникатора для передачи информации УСВ.

Фиг.3, где показан частотный спектр радиополя, формируемого антенной и приемопередатчиком УСВ, антенной имитатора базовой радиостанции и радиокоммуникатором, а также антенной и генератором прицельными электромагнитных помех: 16 – частота F_ПП прицельных электромагнитных помех.

Фиг.4, где показано успешное декодирование МНД на стороне оператора системы ЭРА (на радиокоммуникаторе), полученное посредством SMS, при неудачных сеансах связи посредством тонального модема.

Фиг. 5, где схематично показана общая конфигурация объектов, участвующих в испытаниях на помехоустойчивость УСВ при воздействии внешних электромагнитных помех: 17 – излучающая электромагнитные помехи антенна (оборудование для формирования сигналов внешних электромагнитных помех (ЭМП), как вариант, генератор сигналов и усилитель мощности - не показаны; конфигурация оборудования при испытаниях технических средств на помехоустойчивость зависит от вида испытаний, необходимых для обеспечения работоспособности технических средств в условиях эксплуатации, см. ГОСТ Р 51317.4.1-2000, «Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Виды испытаний», п. 6, второй абзац сверху, статус – действующий).

Изобретение может быть реализовано в испытательной, преимущественно, электромагнитной безэховой камере 1, оснащённой расположенными в камере поворотным столом 3, антенной имитатора навигационных сигналов 6, антенной генератора маскирующих прицельных помех 8, антенной радиокоммуникатора 10, расположенными в экранированном помещении 12 безэховой камеры 1 генератором навигационных сигналов 7, генератором прицельных помех 9 и радиокоммуникатором 11, а в случае проведения испытаний на электромагнитную совместимость /помехоустойчивость УСВ 4, расположенной в камере 1 излучающей электромагнитные помехи антенной 17 и расположенным в экранированном помещении 12 оборудованием для формирования сигналов внешних ЭМП, содержащей размещённый на поворотном столе 3 безэховой камеры 1 АТС 2, включающий в себя интегрированные в его состав приёмопередатчик и антенну/антенны испытываемого УСВ 4. Где антенны имитатора излучения группировки спутников 6, прицельных помех 8 и радиокоммуникатора 10 выполнены сориентированными главными лепестками их диаграмм направленности на антенну/антенны испытываемого УСВ, а АТС 2 выполнен снабжённым дистанционным устройством нажатия кнопки «Экстренный вызов» 5 УСВ.

В процессе испытаний:

- на радиокоммуникаторе 11 устанавливают предусмотренный регламентом испытаний уровень мощности излучения, частоту 13 для передачи информации от УСВ 4 к радиокоммуникатору, частоту 14 общего информационного радиополя радиокоммуникатора 11, определяющую частоты/каналы обмена информацией между УСВ 4 и радиокоммуникатором 11; частоту 15 F_РК для передачи информации от радиокоммуникатора к УСВ 4.

- На генераторе прицельных помех устанавливают мощность излучения и частоту прицельных помех F_ПП, добиваясь потери/разрыва связи между УСВ 4 и радиокоммуникатором 11 при их работе в режиме тонального модема.

- После разрыва тональной радиосвязи между УСВ 4 и радиокоммуникатором 11 посредством дистанционного устройства 5, производят нажатие кнопки «Экстренный вызов» (не показана) УСВ 4, чем реализуют активацию режима экстренного реагирования при авариях, заключающегося в передаче от УСВ 4 на радиокоммуникатор 11 МНД посредством SMS сообщений, при этом посредством радиокоммуникатора 11 осуществляют приём МНД посредством SMS сообщений и декодирование МНД, принятых посредством SMS сообщений.

- Выполняют мониторинг состояния приёма-передачи МНД по радиоканалу посредством SMS сообщений, осуществляемый сравнением переданных УСВ 4 данных с данными, декодированными радиокоммуникатором 11.

Изобретение основано на создании условий неуверенного радиообмена между приемопередатчиками УСВ 4 и радиокоммуникатора 11 в режиме тонального модема: при активации экстренного вызова УСВ 4, принимая данные от радиокоммуникатора 11 на частоте/канале общего информационного радиополя радиокоммуникатора (Fинф) начинает передавать информацию (данные) на радиокоммуникатор 11 на частоте F_УСВ и открывает канал приема информации от радиокоммуникатора 11 на частоте F_РК. Постановкой прицельных помех на частоте F_ПП, совпадающей с частотой F_РК радиокоммуникатора 11, выделенной для передачи информации к УСВ, с уровнем мощности не менее, чем мощность излучения радиокоммуникатора на частоте F_РК, производят искажение передаваемой от радиокоммуникатора 11 информации, поступающей на вход приемника УСВ 4, что приводит к разрыву радиосвязи между УСВ 4 и радиокоммуникатором 11, осуществляемой посредством тонального модема. После неудачных попыток установки связи посредством тонального модема УСВ 4, по радиоканалу на частоте F_УСВ, посылает на радиокоммуникатор 11 МНД посредством SMS сообщений, а радиокоммуникатор 11, в процессе испытаний выполняющий роль оператора системы экстренного реагирования при авариях (ЭРА), выполняет их декодирование. Заключение о работоспособности радиоканала передачи МНД посредством SMS сообщений принимают по факту успешного декодирования переданного посредством SMS сообщений МНД на стороне ЭРА.

Испытания, в их наиболее полном объёме, проводят следующим образом:

1. На поворотном столе 3 защищённой от внешних факторов зоны (электромагнитной безэховой камеры 1) устанавливают АТС 2, заблаговременно оснащенное УСВ 4, содержащей штатно интегрированные в состав АТС 2 приёмопередатчик стандарта GSM и приёмопередающую антенну передатчика.

2. Для обеспечения радиообмена с УСВ 4, в безэховую камеру 1 устанавливают приемоизлучающую антенну (антенны) 10 радиокоммуникатора 11, подключенную(ые), соответственно, к радиокоммуникатору 11, расположенному в экранированном помещении 12 (выгородке) безэховой камеры 1.

3. Для формирования радио поля группировки спутников в безэховую камеру 1 устанавливают излучающую антенну 6 имитатора излучения группировки спутников, к генератору 7 (имитатору) навигационных сигналов излучения группировки спутников, расположенному в экранированном помещении 12 (выгородке) безэховой камеры 1.

4. Для формирования прицельных радиопомех в безэховую камеру 1 устанавливают излучающую антенну 8 прицельных помех, подключаемую генератору 9 прицельных помех, расположенному в экранированном помещении 12 (выгородке) безэховой камеры 1.

5. Для обеспечения радиосвязи УСВ 4 и радиокоммуникатора 11 в ручном режиме в АТС 2, конкретно в зону расположения кнопки «Экстренный вызов» (не показана) УСВ 4, устанавливают помехозащищенное, дистанционно управляемое производящим испытания персоналом (дистанционное) устройство 5 нажатия данной кнопки - имитатор ручного (водителем или пассажиром АТС 2) нажатия кнопки «Экстренный вызов» УСВ 4 активирующего экстренный вызов УСВ.

6. Для обеспечения радиообмена между УСВ 4 и радиокоммунимкатором 11, в радиокоммуникаторе 11 задают частоту 14 общего информационного радиополя радиокоммуникатора, на которой передается информацию в УСВ 4 о частотах и мощности радиообмена, частоту 13 (F_УСВ) УСВ 4 для передачи информации радиокоммуникатору 11 и частоту 15 (F_РК) радиокоммуникатора 11 для передачи информации УСВ 4.

7. На генераторе 9 прицельных помех задают частоту 16 прицельных помех (F_ПП), равную частоте15 (F_РК) радиокоммуникатора 11 для передачи информации УСВ 4.

8. На генераторе 9 прицельных помех задают мощность сигнала, удовлетворяющую условию:

,

где P_РК – мощность полезного сигнала на входе приемника УСВ 4 на частоте передачи F_РК радиокоммуникатора 11;

P_ПП – мощность прицельных помех на входе приемника УСВ 4 на частоте передачи генератора 9 прицельных помех F_ПП;

SNR =1 – соотношение сигнал/шум на входе приемника УСВ 4 на частоте F_РК,

добиваясь потери/разрыва связи между УСВ 4 и радиокоммуникатором 11 при их работе в режиме тонального модема, при этом факт потери связи устанавливают посредством радиокоммуникатора 11.

9. Помехозащищенным устройством 5 нажатия кнопки «Экстренный вызов» производят нажатие кнопки «Экстренный вызов» УСВ 4 для активации УСВ 4 на осуществление экстренного вызова и передачу на радиокоммункатор 11 МНД посредством SMS сообщений, при этом приём МНД посредством SMS сообщений и мониторинг состояния приёма-передачи МНД посредством SMS сообщений осуществляют посредством радиокоммуникатора 11.

10. При необходимости проверки помехоустойчивости УСВ 4 в режиме передачи по радиоканалу МНД посредством SMS сообщений (помехоустойчивости УСВ 4 при воздействии внешних ЭМП) в безэховой камере 1 размещают излучающую электромагнитные помехи антенну 17, подключаемую к оборудованию для формирования сигналов внешних ЭМП, расположенному в экранированном помещении 12 (выгородке) безэховой камеры 1, а испытания по пункту 9 проводят при воздействии внешних ЭМП в заданном частотном диапазоне и с заданными в соответствии с программой испытаний параметрами электромагнитных воздействий.

Предлагаемый в изобретении способ испытаний бортовых УСВ, входящих в состав АТС, позволяет произвести проверку функции осуществления передачи по радиоканалу МНД посредством SMS сообщений при неудачных сеансах связи посредством тонального модема, и дать объективную оценку степени комплексного влияния конфигурации АТС на качество работы размещённой УСВ. Предлагаемый способ также обеспечивает проведение испытаний данной функции УСВ в условиях действия внешних электромагнитных помех. По результатам испытаний принимают решение о необходимости доработки УСВ до выполнения необходимых требований.

Изобретение относится к способу испытаний интегрированных в автотранспортное средство бортовых устройств/систем вызова экстренных оперативных служб. Автотранспортное средство размещают на поворотном столе электромагнитной безэховой камеры. Размещают передающую антенну имитатора излучения группировки спутников, соединённую с генератором навигационных сигналов. Размещают приёмо-передающую антенну имитатора базовой радиостанции стандарта GSM, соединённой с радиокоммуникатором. Устройство/систему вызова переводят в режим приёма навигационных сигналов и передачи минимального набора данных посредством тонального модема. Радиокоммуникатор переводят в режим радиообмена с устройством/системой вызова экстренных оперативных служб. Также, безэховую камеру оснащают передающей антенной генератора прицельных помех, соединённой с генератором прицельных помех. Осуществляют мониторинг состояния радиосвязи между устройством/системой вызова экстренных оперативных служб и радиокоммуникатором. Повышением мощности генератора прицельных помех добиваются потери связи. Посредством радиокоммуникатора осуществляют приём МНД посредством SMS сообщений и мониторинг состояния приёма-передачи МНД посредством SMS сообщений. Достигается создание способа испытаний бортовых устройств/систем вызова экстренных оперативных служб, при воздействии внешних электромагнитных помех. 5 ил.

Способ испытаний бортовых устройств/систем вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств, в котором испытуемое автотранспортное средство, с интегрированным в его состав устройством/системой вызова экстренных оперативных служб, размещают на поворотном столе электромагнитной безэховой камеры, заблаговременно оснащённой передающей антенной имитатора излучения группировки спутников, соединённой с генератором навигационных сигналов излучения группировки спутников, и приёмо-передающей антенной имитатора базовой радиостанции стандарта GSM, соединённой с радиокоммуникатором, после чего имитатор излучения группировки спутников переводят в режим трансляции сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников, устройство/систему вызова экстренных оперативных служб переводят в режим приёма навигационных сигналов и передачи минимального набора данных (МНД) посредством тонального модема, а радиокоммуникатор переводят в режим, при котором осуществляется радиообмен с устройством/системой вызова экстренных оперативных служб с возможностью приёма от устройства/системы вызова экстренных оперативных служб минимального набора данных, сформированных устройством/системой вызова экстренных оперативных служб, отличающийся тем, что безэховую камеру заблаговременно оснащают передающей антенной генератора прицельных помех, соединённой с генератором прицельных помех, а испытуемое автотранспортное средство, с интегрированным в его состав тестируемым устройством/системой вызова экстренных оперативных служб, дистанционным устройством нажатия кнопки «Экстренный вызов» устройства/системы вызова экстренных оперативных служб, функционирование устройства/системы вызова экстренных оперативных служб и радиокоммуникатора на частоте/канале (F_РК) радиокоммуникатора, выделенной для передачи информации устройству/системе вызова экстренных оперативных служб посредством тонального модема, в процессе испытаний, сопровождают постановкой прицельных помех на частоте/канале F_ПП,

где F_РК=F_ПП,

с мощностью сигнала прицельной помехи, удовлетворяющей неравенству:

,

где P_РК – мощность полезного сигнала на входе приемника устройства/системы вызова экстренных оперативных служб на частоте/канале F_РК радиокоммуникатора, выделенной для передачи информации к устройству/системе вызова экстренных оперативных служб,

P_ПП – мощность прицельных помех на входе приемника устройства/системы вызова экстренных оперативных служб на частоте/канале передачи, создаваемых генератором прицельных помех F_ПП,

SNR=1 – соотношение сигнал/шум на входе приемника устройства/системы вызова экстренных оперативных служб на частоте/канале F_РК, на начальной стадии процессов функционирования устройства/системы вызова экстренных оперативных служб и радиокоммуникатора, посредством радиокоммуникатора, осуществляют мониторинг состояния радиосвязи между устройством/системой вызова экстренных оперативных служб и радиокоммуникатором, при этом повышением мощности генератора прицельных помех добиваются потери связи между устройством/системой вызова экстренных оперативных служб и радиокоммуникатором при их работе в режиме тонального модема, после разрыва радиосвязи между устройством/системой вызова экстренных оперативных служб и радиокоммуникатором в режиме тонального модема, посредством дистанционного устройства выполняют нажатие кнопки «Экстренный вызов» устройства/системы вызова экстренных оперативных служб, при этом посредством радиокоммуникатора осуществляют приём МНД посредством SMS сообщений и мониторинг состояния приёма-передачи МНД посредством SMS сообщений.