Принципы работы GPSAVL
Современные диспетчерские системы в России
Практические результаты

Мы живем в эпоху величайшей со времен изобретения морского секстанта революции в навигации. Один из примеров такой революционной технологии - глобальная космическая радионавигационная система (Global Positioning System - GPS). Развернутая на высоте 20000 км сеть навигационных спутников первоначально предназначалась для военных нужд в проектах "звездных войн". Однако, после трагической гибели южнокорейского "Боинга-747" над Татарским проливом у берегов Сахалина, Пентагон был вынужден рассекретить GPS - систему высокоточного и всепогодного определения местоположения любых подвижных объектов в космосе, воздухе, на море и суше. С начала 90-х годов прикладная спутниковая навигация стала активно продвигаться на мировой, в том числе и российский, гражданский рынок.

Сегодня уже можно свободно приобрести простейшие радионавигационные приемники SCOUT, MAGELLAN или HUNTER с 8 кнопками размером не больше микрокалькулятора. Эти приборы позволяют специалисту по поисково-спасательным работам, офицеру и солдату, геологу, альпинисту, яхтсмену или другим любителям острых ощущений серьезно обезопасить свои путешествия, выполнять точную привязку огневых позиций, определять свое местоположение в любой точке Земли, прокладывать маршруты и вводить навигационную информацию в компьютер. Чрезвычайные службы с помощью портативного GPS-приемника могут теперь быстро определить ущерб, нанесенный стихийным бедствием. GPS-оборудование играет сегодня не последнюю роль при решении прикладных проблем геоинформационных технологий и создании различных передвижных измерительных лабораторий, облегчая задачи сбора и навигационной привязки данных или измерений.

Космическая навигация очень активно применяется автотранспортом чрезвычайных, аварийных, городских, оперативных служб и служб безопасности; внедряется система автоматического определения местоположения транспортных средств (Automatic Vehicle Location - AVL).

Принципы работы GPSAVL

Принципы, лежащие в основе диспетчерских информационных технологий, достаточно просты. Каждая единица транспортного парка оборудуется миниатюрным многоканальным приемником навигационных сигналов, излучаемых спутниками непрерывно, в любую погоду и причем абсолютно бесплатно. После соответствующей обработки с помощью бортового спецпроцессора информация переводится в значения долготы, широты, высоты, скорости и направления движения автомобиля, которые через УКВ-радиоканал, сотовую сеть или глобальную систему спутниковой связи передаются на диспетчерский пункт соответствующей службы. Благодаря быстрому регулярному автоматическому опросу транспорта и высокой скорости передачи информации диспетчеры потенциально могут получать данные о состоянии тысяч машин. С использованием средств телекоммуникации системы AVL интегрируются в комплексы, позволяющие контролировать и управлять практически всем транспортным парком оперативных и коммунальных служб таких городов, как Москва, Санкт-Петербург. Сегодня имеются технические решения для одновременного управления 20 тыс. и более машин.

AVL-технология на диспетчерском пункте переводит информацию о координатах, скорости в "картинку" на электронной карте города, а также в динамически изменяющиеся текстовые сообщения с указанием названий улиц, расстояния до ближайшего перекрестка, километрового столба или конечной точки маршрута; предоставляет другие данные, важные для каждой конкретной службы (состав экипажа, его вооружение и др.). Дежурной службе передается объективная информация с бортовых датчиков о текущем состоянии автомобиля (включение зажигания, открытие дверей, люков, удар, опрокидывание, включение "мигалки" и сирены и др.). В AVL применяется тот же подход, что и в управлении космическими аппаратами, когда дежурные службы ВВС для решения своих задач по результатам обработки данных о траектории и телеметрической информации выдают сигналы управления на борт спутников.

Телесигнализация со спецавтомобиля идет в радиоэфир без вмешательства водителя. Это позволяет оперативным группам сосредоточить внимание на своих прямых обязанностях, а диспетчеру принимать решения на основе объективной информации, а не со слов экипажа, что особенно важно в критических ситуациях. Нажатием кнопки на бортовом экране-индикаторе водитель может отправить стандартные или экстренные сообщения типа "на маршруте, жду указаний", "авария, есть жертвы", "нападение", "остановлен ГАИ", "застрял на таможне" и т.п. Вместе со всеми этими сообщениями, независимо от желания экипажа, диспетчер получает координаты автомобиля с точностью 2-5 метров. На экран бортового индикатора состояния диспетчер может также отправлять распоряжения, прочитав которые, водитель передает подтверждение об их получении. Серийно выпускаются системы, позволяющие водителю направлять на любой факс практически в любую точку на Земле свободный текст с бортового компьютера и принимать документы на принтер или факс прямо в автомобиле.

Существенно сокращается время реакции: диспетчер по одному взгляду на экран рабочей станции может определить, где находится каждый спецавтомобиль и нужна ли ему помощь. В службах общественной безопасности системы AVL особо эффективны для обеспечения поддержки операций в составе нескольких машин при преследованиях, перехватах и блокировании места происшествия или чрезвычайной ситуации. Немаловажно, что AVL существенно сокращает голосовой радиообмен, так как все действия практически любой оперативной службы и возможные ситуации, отраженные в должностных инструкциях, заранее программируются в бортовом комплексе, а передача идет по цифровому каналу, который, в свою очередь, достаточно просто кодируется.

Современные диспетчерские системы в России

Как это ни парадоксально, несмотря на наличие готовой и отработанной технологии, в России диспетчерские системы практически отсутствуют. Только МЧС России проявляет неподдельный практический интерес к проблеме интеллектуализации транспорта и, постепенно интегрируя самые современные российские и западные технологии, последовательно внедряет их. Сегодня специальные подразделения МЧС обладают лучшей технологией оперативного контроля и управления своими мобильными силами.

Учитывая огромные людские потери в локальных конфликтах из-за отсутствия современных систем управления, вопрос использования GPSAVL переходит в плоскость первоочередных нравственных проблем. Использование дифференциального режима навигационных измерений позволяет устранить ошибки определения местоположения, возникающие при преднамеренном зашумлении спутниковых навигационных сигналов, о котором практически всегда вспоминают некоторые российские военные чиновники, стремясь обосновывать собственное отрицательное отношение к внедрению в войсках тактического уровня лучших западных технологий. Американским правительством принято решение о снятии ограничений после 2000 года на использование закрытого для гражданского применения точного Р-кода, который позволит любому пользователю в режиме так называемых прямых измерений в несколько раз повысить точность определений координат.

Увы, несмотря на запущенные с космодрома Байконур радионавигационные спутники и управление системой ГЛОНАСС - аналога американской GPS, отечественная промышленность пока не наладила производство невоенной навигационной аппаратуры для индивидуального пользования класса SCOUT или HUNTER. Нет также геодезических приборов уровня аппаратуры TRIMBLE, да и вообще техники, производимой серийно и способной конкурировать на рынке навигационного оборудования. В проектах федеральной программы по использованию ГЛОНАСС в гражданских целях мелькали цифры порядка 1 млрд. долл. США для создания в 2005 году такого же класса наземного радионавигационного оборудования, которое позавчера разработали, вчера произвели, а сегодня уже свободно продают на рынке западные компании. Увы, по разным причинам российские чиновники пытаются ограничить ввоз GPS-технологий.

Интеграция же ГЛОНАСС с GPS в рамках единого международного информационного навигационного поля требует от России крупных вложений как в наземную инфраструктуру управления, так и в совершенствование космических аппаратов с целью повышения надежности функционирования системы и увеличения срока активного существования спутников. Сегодня в России таких спутников нет. Об этом международные эксперты судят по колоссальному, даже по космическим меркам, количеству запусков носителей "ПРОТОН", производимых с 12 октября 1982 года для развертывания, доведения до штатного состава и поддержания системы ГЛОНАСС. Сейчас, когда, честно говоря, уже довольно поздно, вспомнили о том, что ГЛОНАСС при некоторых условиях даже лучше, чем GPS, определяет координаты, и можно, хоть по минимуму, как-то оправдать затраты на поддержание системы. После этого стали пытаться внедрять спутниковую навигацию в коммерческие области, но для решения этой задачи необходимы просто бешеные вложения.

Нужно признать, что невоенный рынок наземной аппаратуры потребителя ГЛОНАСС пока нельзя сравнивать ни по объему, ни по номенклатуре с GPS-рынком, имеющим десятилетнюю историю. Но стремиться к таким показателям необходимо. Вопрос только в том, какую цену готов заплатить налогоплательщик. Для рассматриваемых диспетчерских технологий не имеет принципиального значения, какие спутники используются: GPS или ГЛОНАСС. Как только будет налажено серийное производство портативных и дешевых ГЛОНАСС-приемников для автотранспорта, AVL-системы достаточно просто могут быть переоборудованы путем простой замены одних приборов на другие.

Практические результаты

Несмотря на некоторый "пессимизм" статьи, хотелось бы все-таки упомянуть о реальных достижениях в этой области. Удалось осуществить практическую интеграцию спутниковой навигационной технологии, транкинговой УКВ-радиосвязи и глобальной спутниковой связи Inmarsat в едином техническом решении. Такой уникальный в своем роде подход позволяет дежурной смене диспетчерского центра или командного пункта эффективно контролировать и управлять мобильными средствами в пределах города или региона там, где функционирует радиосвязь в УКВ-диапазоне, а также на магистралях, когда расстояния между транспортом и диспетчером могут изменяться от сотен до нескольких тысяч километров. В последнем случае используется глобальная система спутниковой связи. Наряду с двусторонним обменом свободным текстом, получением данных о местоположении, скорости, направлении движения, телесигнализации о состоянии бортов, дежурные диспетчеры могут в чрезвычайных ситуациях влиять на процесс управления транспортным средством (блокировка дверей, включение и выключение двигателя, различных устройств и оборудования).

Сегодня получены перспективные результаты при организации слежения и оперативного управления в Москве автомобилями с использованием РАДИОТЕЛ - сотовой радиосети передачи коротких сообщений с коммутацией пакетов, базирующейся на технологии PAKNET. Вся аппаратура сети имеет сертификат Минсвязи РФ, а Центральный телеграф - лицензию на деятельность по всей территории России. Для РАДИОТЕЛ Госкомитет по радиочастотам выдал все необходимые разрешения на использование диапазона 429-449 МГц, поэтому в кратчайшие сроки система радиотелекоммуникации может быть развернута в любом городе или регионе России. К системе связи подключаются пожарная и охранная сигнализации, экологические датчики, банкоматы и т.п. С использованием сети РоСПРИНТ возможна оперативная организация системы управления практически любым парком специальных мобильных средств и даже муниципального транспорта. Вся бортовая аппаратура, ПО и оборудование центров отработаны, приборы компактны, разработаны по военным стандартам и выпускаются серийно. По большому счету, главы администраций, внедряющие РАДИОТЕЛ и GPSAVL-технологию, по существу, уже сегодня получают уникальный инструмент, позволяющий в любых обстоятельствах с экрана компьютера руководить централизованным образом, имея на "командирских" электронных картах объективную информацию.


Александр Бирюков - руководитель отдела систем оперативного контроля и управления транспортом АО ПРИН. С ним можно связаться по электронной почте: pm@prin.msk.su