Радиоканальная система мониторинга и сопровождения транспортных средств
Изобретение относится к системам охранной сигнализации и мониторинга. Система содержит ретрансляционно-радиопеленгационную сеть, центры обработки информации и установленные на подвижных объектах абонентские комплекты с возимыми установками охранной сигнализации и блоками автономной навигации. Возимая установка охранной сигнализации включает в себя блок охранных извещателей, объектовое оконечное устройство, связанное по радиоэфиру с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью, контроллер, связанный через возимый радиомодем с коммерческой сетью подвижной связи, коммутатор сигналов и автономное передающее устройство, связанное по радиоэфиру с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью. Блок автономной навигации содержит блок обработки навигационных измерений, блоки основных и дополнительных навигационных измерений, выполненные с возможностью приема и обработки сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации. Центр обработки информации содержит пультовое оконечное устройство, связанное с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью, пульт централизованного наблюдения и блок вторичной обработки информации и сопровождения подвижных объектов, выполненный с возможностью обработки и отображения картографической и семантической информации, блок принятия решений, центральный коммутатор сигналов и центральный радиомодем, связанный по радиоэфиру с коммерческой сетью подвижной связи. Изобретение позволяет уменьшить время на передачу сообщений по коммерческой сети подвижной связи и снизить финансовые затраты на эксплуатацию системы. 4 ил.
Изобретение относится к системам охранной сигнализации и мониторинга и может быть использовано для сопровождения и определения местоположения транспортных средств (ТС).
Известна радиоканальная система тревожной сигнализации для централизованной охраны ТС, недвижимости, людей и животных по патенту RU №2182088, В 60 R 25/00, 10.05.2002, содержащая установленные на ТС блоки возимых охранных извещателей, связанные с возимыми объектовыми оконечными устройствами, и находящиеся у охраняемых людей и животных носимые объектовые оконечные устройства со встроенными антеннами для связи по радиоэфиру, а также находящиеся у пользователей ТС персональные приемники для приема сообщений по радиоэфиру, центр сбора и обработки информации, имеющий пультовое оконечное устройство с антенной пультового оконечного устройства для связи по радиоэфиру и пульт централизованного наблюдения (ПЦН), в состав которого входят связанные друг с другом плата адаптера ввода информации, соединенная с пультовым оконечным устройством, процессор обработки информации, блок обработки и отображения картографической и семантической информации и принтер с адаптером принтера, вход которого соединен с процессором обработки информации, выполненным с возможностью подключения к блоку обработки и отображения картографической и семантической информации и с возможностью вывода информации на адаптер принтера, при этом ПЦН выполнен с возможностью автоматического контроля исправности радиоканала посредством отслеживания периодического поступления извещений от каждого стационарного, возимого и носимого объектовых оконечных устройств, связь по радиоэфиру выполнена в виде микросотовой сети передачи данных (МСПД), выполненной с возможностью приема кодовых сообщений от объектовых оконечных устройств, селекции и ретрансляции указанных сообщений.
Применение в данной системе МСПД, с одной стороны, является достоинством указанной системы (низкая мощность излучения и, соответственно, простота и доступность абонентской аппаратуры), а с другой стороны, обуславливает ее недостаток, проявляющийся тем сильнее, чем больше требуемая зона действия системы. Он заключается в необходимости увеличения количества наземных ретрансляторов пропорционально квадрату желаемого радиуса действия системы. Это усложняет инфраструктуру системы, увеличивает ее стоимость и порождает проблемы организационно-технического плана.
Указанные недостатки устраняются в радиоканальной системе сбора и обработки информации для централизованной охраны объектов недвижимости, ТС, людей и животных по патенту RU №2198800, В 60 R 25/00, В 60 R 25/10, G 08 C 13/00, 20.02.2003, благодаря комбинированной схеме связи по радиоэфиру. Указанная радиоканальная система содержит стационарные установки охранной сигнализации и установленные на охраняемых ТС возимые установки охранной сигнализации, выполненные с возможностью определения состояния охраняемых ТС и изменений этих состояний, формирования и передачи извещений о состоянии охраняемых ТС и извещений об изменениях этих состояний по коммерческой сети подвижной связи, по МСПД и через стационарные установки охранной сигнализации, территориально распределенные ретрансляционные узлы МСПД выполнены с возможностью приема извещений от стационарных и возимых установок охранной сигнализации, селекции указанных извещений и ретрансляции их по радиоэфиру и/или проводным каналам связи, центр сбора и обработки информации, содержащий пультовое оконечное устройство, связанное через центральный радиомодем с коммерческой сетью подвижной связи и ПЦН, включающий в себя адаптер ввода информации, выполненный с возможностью приема сообщений из внешней телефонной сети, и подключенный к нему процессор обработки информации, выходы которого подключены соответственно к блоку обработки и отображения картографической и семантической информации и к принтеру. В стационарных и возимых установках охранной сигнализации и в центре сбора и обработки информации в качестве радиомодемов могут использоваться GSM-модемы, связанные с сотовой коммерческой сетью подвижной связи стандарта GSM.
Однако и данная система не свободна от недостатков. Они заключаются в ограниченной пропускной способности (количество одновременно сопровождаемых объектов) и низкой помехоустойчивости системы. Использование для передачи кодовых сообщений коммерческой сети подвижной связи, например GSM-сети, не устраняет указанные выше ограничения, поскольку коммерческие сети подвижной связи весьма уязвимы по отношению к преднамеренным (умышленным) помехам, которые может применить злоумышленник (см., например, рекламную информацию израильской фирмы NetLine, серийно выпускающей джаммер C-Guard LP).
На устранение указанных ограничений, а именно на увеличение пропускной способности, повышение помехозащищенности и точности определения текущего местоположения, а также устойчивости сопровождения ТС, направлено изобретение по патенту RU №2220859, В 60 R 25/00, G 08 В 25/00, 10.01.2004, выбранное в качестве прототипа предлагаемого технического решения.
Указанная система содержит территориально распределенные ретрансляционные узлы МСПД и стационарные объектовые оконечные устройства, выполненные с возможностью приема извещений от установленных на охраняемых ТС возимых установок охранной сигнализации и ретрансляции этих извещений через МСПД, один или несколько центров сбора и обработки информации, каждый из которых содержит блок обработки и отображения картографической и семантической информации, сервер картографических данных, пультовое оконечное устройство и ПЦН, содержащий последовательно соединенные адаптер ввода информации и блок первичной обработки информации, при этом пультовое оконечное устройство связано с адаптером ввода информации и через центральный радиомодем подключено к коммерческой сети подвижной связи, например, стандарта GSM, а каждая из установленных на охраняемых 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/или с одним или несколькими стационарными объектовыми оконечными устройствами, и ко входам контроллера, связанного через возимый радиомодем с коммерческой сетью подвижной связи, по крайней мере, часть возимых установок охранной сигнализации содержит автономное передающее устройство, подключенное к выходам блока возимых охранных извещателей и выполненное с возможностью формирования и излучения в радиоэфир на нескольких изменяющихся по псевдослучайному закону номиналах радиочастот кодовых посылок, несущих информацию о состоянии ТС, а на местности установлены радиопеленгационные станции МСПД и образующие вместе с ретрансляционными узлами этой сети и стационарными объектовыми оконечными устройствами единую ретрансляционно-радиопеленгационную сеть, управляемую из центрального пункта управления, связанного с пультовым оконечным устройством, каждая возимая установка охранной сигнализации содержит блок обработки навигационных данных, блок дополнительных навигационных измерений, интерфейс пользователя и блок основных навигационных измерений, включающий в себя блок измерения угла направления движения и блок определения пройденного пути, а в состав центра сбора и обработки информации введены блок вторичной обработки информации и блок сопряжения с моделью улично-дорожной сети, при этом входы управления блока измерения угла направления движения и блока определения пройденного пути связаны с выходом управления блока обработки навигационных данных, выходы блока измерения угла направления движения, блока определения пройденного пути и блока дополнительных навигационных измерений 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, блок дополнительных навигационных измерений выполнен с возможностью подключения к дополнительному выходу возимого объектового оконечного устройства, вход блока вторичной обработки информации подключен к соответствующему выходу адаптера ввода информации, а первый выход - 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, к выходу которого подключен регистратор выходных данных, а ко второму входу - через блок вторичной обработки информации - выход блока первичной обработки информации.
При этом блок основных 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.
Предметом настоящего изобретения является радиоканальная система мониторинга и сопровождения ТС, содержащая ретрансляционно-радиопеленгационную сеть, один или несколько центров обработки информации и установленные на ТС абонентские комплекты, каждый из которых содержит возимую установку охранной сигнализации и блок автономной навигации, при этом каждая возимая установка охранной сигнализации содержит блок охранных извещателей, выходы которого подключены ко входам контроллера и возимого объектового оконечного устройства, которое связано по радиоэфиру с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью, а первый выход подключен ко входу управления контроллера, связанного через возимый радиомодем с коммерческой сетью подвижной связи, а также автономное передающее устройство, выход которого по радиоэфиру подключен к ретрансляционно-радиопеленгационной сети, каждый из блоков автономной навигации содержит блок обработки навигационных измерений и блок навигационных измерений, выходы которого подключены ко входам блока обработки навигационных измерений, выход которого соединен с информационными входами возимого радиомодема и возимого объектового оконечного устройства, второй выход которого подключен ко входу управления блока автономной навигации, при этом блок навигационных измерений выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации, а каждый из центров обработки информации содержит последовательно соединенные пультовое оконечное устройство, связанное с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью, ПЦН и блок вторичной обработки информации и сопровождения ТС, выполненный с возможностью обработки и отображения картографической и семантической информации, а также подключенный по радиоэфиру к коммерческой сети подвижной связи центральный радиомодем, выход которого подключен к одному из входов пультового оконечного устройства, - в каждую из возимых установок охранной сигнализации введен возимый коммутатор сигналов, вход которого подключен к дополнительному выходу контроллера, первый выход - к управляющему входу возимого радиомодема, а второй выход - ко входу автономного передающего устройства, а в каждый из центров обработки информации введены последовательно соединенные блок принятия решений, вход которого подключен к выходу блока вторичной обработки информации и сопровождения ТС, и центральный коммутатор сигналов, первый выход которого подключен ко входу центрального радиомодема, а второй выход - к другому входу пультового оконечного устройства, при этом блок принятия решений связан с внешней телефонной сетью.
Задачей настоящего изобретения является снижение финансовых затрат, связанных с эксплуатацией радиоканальной системы мониторинга и сопровождения ТС.
Обеспечиваемый технический результат заключается в уменьшении времени на передачу сообщений по коммерческой сети подвижной связи, за которое фирма-оператор радиоканальной системы платит (в соответствии с тарифным планом) оператору связи, при сохранении всех достоинств системы-прототипа: высокой пропускной способности, помехозащищенности и точности сопровождения ТС.
Решение поставленной задачи основано на том, что, как правило, связь, осуществляемая с помощью входящей в состав радиоканальной системы ретрансляционно-радиопеленгационной сети, не является коммерческой. Ретрансляционно-радиопеленгационная сеть принадлежит либо правоохранительным органам, не имеющим по закону "О милиции" (за исключением вневедомственной охраны) права на коммерческую деятельность, либо крупным корпоративным пользователям, являющимся владельцами всей радиоканальной системы и, соответственно, включающим затраты на связь в общие эксплуатационные расходы.
Возможность снижения затрат на трафик была предусмотрена и в системе-прототипе, о чем указывается в описании вышеупомянутого прототипа (патента RU №2220859). Однако в прототипе эта возможность не была подкреплена соответствующим техническим решением. Настоящее предложение направлено на устранение указанного недостатка.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1-4.
На фиг.1 представлена структурная схема абонентского комплекта аппаратуры, установленной на борту охраняемого ТС.
На фиг.2 показаны основные элементы стационарной части системы.
На фиг.3 приведена структурная схема типового центра обработки информации.
На фиг.4 иллюстрируется принцип определения местоположения ТС в рассматриваемой системе.
На фиг.1-4 использованы следующие обозначения: 1 - блок охранных извещателей; 2 - возимая установка охранной сигнализации; 3 - возимое объектовое оконечное устройство; 4 - автономное передающее устройство; 5 - контроллер; 6 - возимый радиомодем; 7 - ретрансляционно-радиопеленгационная сеть; 8 - пультовое оконечное устройство; 9 - центр обработки информации; 10 - ПЦН; 11 - блок вторичной обработки информации и сопровождения ТС; 12 - блок навигационных измерений; 13 - блок обработки навигационных измерений; 14 - центральный радиомодем; 15 - блок принятия решений; 16 - центральный коммутатор сигналов; 17 - возимый коммутатор сигналов.
Рассматриваемая радиоканальная система мониторинга и сопровождения ТС содержит один или несколько центров 9 обработки информации, ретрансляционно-радиопеленгационную сеть 7 и установленные на охраняемых (контролируемых) ТС абонентские комплекты, каждый из которых содержит возимую установку 2 охранной сигнализации и блок автономной навигации.
Возимая установка 2 охранной сигнализации содержит блок 1 охранных извещателей, выходы которого подключены ко входам возимого объектового оконечного устройства 3, связанного по радиоэфиру с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью 7, и ко входам контроллера 5, связанного через возимый радиомодем 6 с коммерческой сетью подвижной связи. В состав возимой установки 2 охранной сигнализации входит также автономное передающее устройство 4, выход которого подключен по радиоэфиру к ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7.
Блок автономной навигации содержит блок 12 навигационных измерений и блок 13 обработки навигационных измерений. При этом выходы блока 12 навигационных измерений подключены к соответствующим входам блока 13 обработки навигационных измерений. Выход блока 13 обработки навигационных измерений подключен к информационным входам возимого радиомодема 6 и возимого объектового оконечного устройства 3, выходы которого подключены ко входам управления контроллера 5 и блока автономной навигации соответственно. Блок 12 навигационных измерений выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации (т.е. содержит GPS-приемник).
Каждый из центров 9 обработки информации содержит последовательно соединенные пультовое оконечное устройство 8, связанное с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью 7, ПЦН 10 и блок 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС, выполненный с возможностью обработки и отображения картографической и семантической информации, а также подключенный по радиоэфиру к коммерческой сети подвижной связи центральный радиомодем 14, выход которого подключен ко входу пультового оконечного устройства 8. В каждый центр 9 обработки информации входят последовательно соединенные блок 15 принятия решений, вход которого подключен к выходу блока 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС, и центральный коммутатор 16 сигналов, первый выход которого подключен ко входу центрального радиомодема 14, а второй выход - к дополнительному входу пультового оконечного устройства 8.
В каждую из возимых установок 2 охранной сигнализации входит возимый коммутатор 17 сигналов, вход которого подключен к дополнительному выходу контроллера 5, первый выход - к управляющему входу возимого радиомодема 6, а второй выход - ко входу автономного передающего устройства 4.
Блок 1 охранных извещателей представляет собой техническое средство охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проникновения в охраняемое ТС. Роль охранных извещателей могут играть датчики охранной сигнализации (датчик удара, датчик объема, концевые выключатели и др.), а также любые контрольно-измерительные приборы, позволяющие определять состояние охраняемых ТС и изменения этого состояния.
Возимое 3 объектовое оконечное устройство представляет собой составную часть системы передачи извещений. Возимое объектовое оконечное устройство 3 устанавливается на охраняемом ТС для приема сигналов от блока 1 охранных извещателей, преобразования принятых сигналов и передачи их в виде тревожных сообщений по ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7, а также для приема команд телеуправления по ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7.
В качестве возимого объектового оконечного устройства 3 может быть использован малогабаритный, программируемый передатчик от автомобильного радиопейджера "РИФ ПЕЙДЖ-100/101" (модели RP-100/101) с изменяемым (программным путем) форматом излучаемого сигнала. Указанное устройство, серийно выпускаемое предприятием-заявителем, имеет три зоны охраны, шестипроводный шлейф передатчика с управлением по четырем проводам (для модели RP-101). Оно позволяет передавать тревожные сообщения о нарушенной зоне охраны. При передаче тревожных сообщений используется ЧМ-сигнал с рабочей частотой в разрешенной для гражданского применения полосе 433,92 МГц±0,2% и кварцевой стабилизацией частоты. Максимальный радиус действия возимого объектового оконечного устройства 3 на базе моделей RP-100/101 составляет 2 км (см. каталог "Радиоканальные охранные системы", ООО "АЛЬТОНИКА", 2003, с.13).
Для передачи извещений (в том числе тревожных сообщений) в рассматриваемой системе используются специально установленные на местности станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 и коммерческая сеть подвижной связи (например, сотовая сеть стандарта GSM), терминалами которой являются установленный на охраняемом ТС возимый радиомодем 6 и расположенный в центре 9 обработки информации центральный радиомодем 14. Станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 располагаются преимущественно в местах наибольшей концентрации охраняемых ТС, например на светофорах, расположенных вдоль сегментов улично-дорожной сети. Формат тревожных сообщений, передаваемых возимыми объектовыми оконечными устройствами 3 при работе с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью 7, задается программным путем и не требует конструктивных изменений в указанных устройствах.
В настоящее время предприятие-заявитель серийно выпускает станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 для микросотовых систем КАРНЕТ-1 и КАРНЕТ-2 с зональной и с радиальной схемами размещения станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 соответственно.
Станции ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 предназначены для приема в своем формате извещений (тревожных сообщений, тестовых сигналов) от возимых объектовых оконечных устройств 3, селекции их по принципу "свой-чужой" и ретрансляции в центр 9 обработки информации. Связь станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 друг с другом и с центрами 9 обработки информации может быть как проводной, например, с помощью оптоволоконных кабелей, так и беспроводной (по радиоэфиру).
Возимые установки 2 охранной сигнализации содержат также автономные передающие устройства 4, использующие несколько сотен номиналов несущих радиочастот, перестраиваемых по псевдослучайному закону.
При этом в обратном направлении из центра 9 обработки информации передаются команды телеуправления станциями ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 и возимыми объектовыми оконечными устройствами 3.
В качестве ПЦН 10 может быть использован серийно выпускаемый предприятием-заявителем пульт "RS-200P", предназначенный для использования в системах централизованной радиоохраны различных объектов (торговых павильонов, складов, гаражей, дач и т.п.). Указанный ПЦН 10 имеет цифровой процессор, текстовый жидкокристаллический индикатор на две строки по шестнадцать символов, реле для управления различными внешними устройствами (сиреной, устройством автодозвона и др.), а также стандартный выход для подключения различных модулей расширения (дополнительных блоков обработки и отображения информации, принтера и др.).
Все события заносятся в электронный протокол энергонезависимой памяти ПЦН 10 и могут быть впоследствии просмотрены и/или выведены на печать. Под событием понимается изменение состояния охраняемого ТС (тревоги различного вида, постановка на охрану и снятие с охраны, неисправности передатчиков и др.), а также некоторые действия операторов ПЦН 10.
Другие используемые в системе блоки представляют собой стандартные изделия электронно-вычислительной техники, применяемые в серийно выпускаемых радиоэлектронных средствах.
Так, в качестве возимого 6 и центрального 14 радиомодемов могут быть применены модификации GSM-модуля ТС35 Terminal компании Siemens, отличающиеся друг от друга лишь различным конструктивным исполнением. Для взаимодействия с другими устройствами в них использован стандартный интерфейс RS-232. К GSM-модулю ТС35 Terminal могут быть подключены антенна и компьютерные устройства, используемые в различных системах охранной сигнализации.
В качестве автономных передающих устройств 4 и станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 могут быть использованы соответствующие узлы действующей радиоохранной системы, информация о которой представлена в Интернете (www.arkan.spb.ru).
Блок 12 навигационных измерений может быть выполнен, например, на основе блока измерения угла направления движения, блока определения пройденного пути и GPS-приемника.
Все элементы заявляемой системы выпускаются серийно и доступны на коммерческом рынке, причем большая их часть производится предприятием-заявителем. Поэтому возможность практической реализации предлагаемого технического решения не вызывает сомнений.
Рассматриваемая радиоканальная система мониторинга и сопровождения ТС работает следующим образом.
Циклограмма работы системы делится на два основных этапа.
На первом этапе при несанкционированном воздействии на ТС активируется излучение кодовых посылок с охраняемого ТС, осуществляются обнаружение и определение местоположения источника излучения.
На втором этапе охраняемое ТС берется на сопровождение и строится траектория его движения, например маршрут перемещения по улично-дорожной сети, который используется затем для поиска и перехвата ТС.
Рассмотрим работу системы при попытках угона, кражи или любых других видах несанкционированного воздействия на охраняемое ТС, когда срабатывают датчики в блоке 1 охранных извещателей. В указанном случае тревожный сигнал, формируемый блоком 1 охранных извещателей, входящим в состав возимой установки 2 охранной сигнализации, поступает одновременно в возимое объектовое оконечное устройство 3 и в контроллер 5. В возимом объектовом оконечном устройстве 3 тревожный сигнал преобразуется в формат, необходимый для передачи по ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7, и излучается в эфир в виде тревожного сообщения, содержащего идентификационные признаки контролируемого ТС и параметры его состояния (вторжение в салон, несанкционированное вскрытие капота, багажника, угон и т.п.). Поскольку в момент активации возимого объектового оконечного устройства 3 контролируемое ТС может находиться вне зоны действия ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7, одновременно активируется и канал передачи тревожных сообщений по коммерческой сети подвижной связи (далее, GSM-канал). Для этого в контроллере 5 тревожный сигнал преобразуется в формат, необходимый для передачи по коммерческой сети подвижной связи, например в формат GSM, и через возимый радиомодем 6 также излучается в эфир.
Допустим, что переданное возимым объектовым оконечным устройством 3 тревожное сообщение принято одной или несколькими станциями ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7. В этом случае по радиоэфиру или по проводной связи принятое тревожное сообщение поступает в пультовое оконечное устройство 8, установленное в центре 9 обработки информации.
В центре 9 обработки информации тревожное сообщение, принятое пультовым оконечным устройством 8, передается в ПЦН 10, который переходит в состояние ТРЕВОГА. В ПЦН 10 селектируется информация, содержащая идентификационные признаки контролируемого ТС и параметры его состояния. Далее эта информация подается на вход блока 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС.
Одновременно с передачей тревожного сообщения в эфир возимое объектовое оконечное устройство 3 формирует команду на включение бортовых приборов, входящих в состав блока автономной навигации и обеспечивающих навигационные измерения. С выхода возимого объектового оконечного устройства 3 указанная команда поступает на вход блока автономной навигации.
В случае угона ТС его местоположение изменяется. Из блока 12 навигационных измерений информация, позволяющая определить текущее местоположение ТС, поступает в блок 13 обработки навигационных измерений, в котором по совокупности измеренных параметров путем решения навигационной задачи определяется текущее местоположение ТС. Данные о текущем местоположении ТС (навигационные данные) через определенные интервалы времени поступают в возимое объектовое оконечное устройство 3 и/или в возимый радиомодем 6, с помощью которых осуществляется передача указанных данных по ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 и/или по коммерческой сети подвижной связи, соответственно.
При использовании GSM-канала для передачи по коммерческой сети подвижной связи указанные тревожные сообщения и навигационные данные передаются возимым радиомодемом 6, как правило, в виде SMS-сообщений. Может также использоваться режим GPRS, который в настоящее время приобретает все большее распространение. Тревожные кодовые сообщения и навигационные данные принимаются центральным радиомодемом 14 (например, GSM-модемом), установленным в центре 9 обработки информации, и поступают из него на соответствующий вход пультового оконечного устройства 8.
Таким образом, при передаче по любой используемой сети указанные тревожные сообщения и навигационные данные поступают в пультовое оконечное устройство 8. Из него тревожные сообщения и навигационные данные попадают в ПЦН 10.
ПЦН 10 селектирует навигационные данные и передает их непосредственно в блок 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС, где они используются для построения траектории движения охраняемого ТС по улично-дорожной сети. В соответствии с полученными тревожными сообщениями и навигационными данными в блоке 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС формируется запрос на вызов хранящихся в его памяти текстовых признаков сопровождаемого ТС и картографических данных соответствующего участка цифровой модели улично-дорожной сети. Вызванная информация преобразуется в требуемый формат и отображается в виде данных о текущем местоположении (картографической информации) и текстовой (семантической) информации в соответствии с выбранной ГИС-технологией.
Результатом обработки является наглядное представление на экране монитора, входящего в состав блока 11 вторичной обработки и сопровождения ТС, отметок сопровождаемых ТС на фоне карты-схемы улично-дорожной сети обслуживаемого района в обрамлении соответствующей текстовой информации (например, указываются цвет, государственный номер и марка контролируемого ТС, его географические координаты, данные о владельце и т.п.). Одновременно система может сопровождать несколько охраняемых ТС.
Обработка навигационных данных на борту охраняемого ТС осуществляется блоком 13 обработки навигационных измерений вне зависимости от того, угнано ли это ТС или оно работает в штатном режиме. Обработанная навигационная информация может передаваться через возимое объектовое оконечное устройство 3 и/или возимый радиомодем 6 в центр 9 обработки информации (для использования при сопровождении ТС).
Независимо от того, каким образом решается задача определения текущего местоположения ТС (далее, навигационная задача), необходимо выделить три группы навигационных параметров:
- группа, связанная с определением плоскостных координат ТС (
, 
);
- группа, связанная с определением угла (
) направления движения ТС;
- группа, связанная с измерением пройденного пути (s).
Эти навигационные параметры измеряются с помощью блока 12 навигационных измерений.
В минимально допустимой комплектации навигационной аппаратуры на борту ТС должны находиться, по крайней мере, одно средство для определения плоскостных координат (, ), одно средство для измерения угла () направления движения ТС и одно средство для определения пройденного пути (s).
В заявленной системе плоскостные координаты ТС (, ) определяются по данным GPS-приемника, входящего в состав блока 12 навигационных измерений. Область нахождения ТС отображается кругом с центром, находящимся в точке с координатами (, ), и с радиусом, определяемым ошибкой GPS-приемника (см. фиг.4). При движении ТС, например, вдоль дороги местоположение данного круга на карте смещается в соответствии с показаниями GPS-приемника.
Решения навигационных уравнений в блоке 13 обработки навигационных измерений производятся с частотой получения спутниковых радионавигационных данных, как правило, дважды в секунду.
Дополнительную важную информацию для повышения точности определения местонахождении ТС и его устойчивого сопровождения дает модель улично-дорожной сети в виде набора линейных сегментов и узлов, а также использование при обработке навигационных данных на борту ТС и при вторичной обработке информации в центре 9 обработки информации - оптимальной, например, калмановской фильтрации. Так, при использовании аппаратуры и методов определения местоположения ТС, приведенных в патенте US №2002/0193944, G 01 C 21/26, 19.12.2002, осуществляют:
- расчет координат точек нахождения ТС на основе алгоритмов, использующих вышеуказанную модель улично-дорожной сети;
- расчет требуемого количества точек определения координат ТС на основе алгоритмов, зависящих от вида используемых основных и дополнительных (избыточных) навигационных измерений;
- определение наиболее вероятного местоположения ТС, исходя из принятого критерия оптимизации решения навигационной задачи;
- построение и сглаживание траектории движения охраняемого ТС.
В качестве примера практической реализации вышеуказанного метода сопровождения ТС можно привести систему TRACER, описываемую в журнале "12 Вольт", №1, 2001. Указанная система служит для комплексного решения различных задач, связанных с охраной, навигацией и отслеживанием местоположения ТС с использованием электронных карт местности. Для определения плоскостных координат и скорости движения ТС используется спутниковая навигационная система, а для передачи тревожных сообщений и навигационных данных - сотовая коммерческая сеть подвижной связи. Принимая радионавигационные сигналы на GPS-приемник не менее чем от трех спутников, установленный на ТС блок 13 обработки навигационных измерений вычисляет плоскостные координаты ТС, которые накладываются на оцифрованную электронную карту местности. Указанная карта с изображением отметок, сопровождаемых ТС, передается через возимый радиомодем 6 по сотовой коммерческой сети подвижной связи в центр 9 обработки информации. Осуществляется слежение за текущим местоположением ТС с использованием сглаживающего фильтра. Причем это может происходить как в реальном времени, так и спустя любой временной отрезок, поскольку предусмотрена возможность регистрации маршрута движения ТС. В качестве возимого радиомодема 6 может использоваться обычный сотовый телефон.
Бортовой комплект аппаратуры системы TRACER представляет собой малогабаритный конструктивный узел со встроенными блоком 13 обработки навигационных измерений, GPS-приемником и возимым радиомодемом 6 (приемопередатчиком) стандарта GSM.
Таким образом, объединение рассматриваемых функциональных частей в единую систему позволяет обеспечить высокие точность определения координат охраняемых ТС, пропускную способность и помехоустойчивость системы, а также дает предпосылки для оптимизации ее характеристик по критерию "стоимость/эффективность".
Технически эти предпосылки реализуются в рассматриваемой системе следующим образом.
Введенный в состав центра 9 обработки информации блок 15 принятия решений анализирует информацию, получаемую с выхода блока 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС. Анализ осуществляется оператором, входящим в состав блока 15 принятия решений. Оператор наблюдает изображение на экране монитора, входящего в состав блока 11 вторичной обработки информации и сопровождения ТС, анализирует выводимую на него текущую информацию и принимает решения. При появлении на экране монитора отметки контролируемого ТС и идентификации этого объекта оператор оповещает пользователей контролируемого ТС о возможном угоне (краже).
При этом используются любые доступные в данный момент внешние телефонные сети. После получения от какого-либо пользователя ТС подтверждения факта несанкционированного воздействия на контролируемое ТС оператор блока 15 принятия решений посылает в центральный коммутатор 16 сигналов команду на включение автономного передающего устройства 4, установленного на борту контролируемого ТС.
Центральный коммутатор 16 сигналов, получив данную команду, формирует соответствующее кодовое сообщение, которое через пультовое оконечное устройство 8 посылается в радиоэфир и принимается ближайшими станциями ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7. Указанные станции ретранслируют указанное кодовое сообщение на борт контролируемого ТС. Приняв указанное кодовое сообщение, установленное на борту контролируемого ТС, возимое объектовое оконечное устройство 3 пересылает кодовое сообщение в контроллер 5. Контроллер 5 формирует по заданной программе команду на включение автономного передающего устройства 4. Указанная команда посылается в возимый коммутатор 17 сигналов, который включает автономное передающее устройство 4.
Автономное передающее устройство 4 начинает излучение в радиоэфир мощного сигнала со скачкообразным изменением частоты. Указанный сигнал, имеющий на порядок большую мощность, чем входящее в состав возимой установки 2 охранной сигнализации возимое объектовое оконечное устройство 3, представляет собой последовательность радиоимпульсов, которые несут в себе информацию об отличительных признаках данного абонентского комплекта и о признаках состояния охраняемого ТС (в частности, о факте несанкционированного воздействии на него).
После включения автономного передающего устройства 4 начинается второй этап циклограммы работы системы: поиск и перехват угнанного ТС с использованием ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7, центра 9 обработки информации и сил быстрого реагирования.
Поскольку операция на этом этапе носит экстренный характер и осуществляется при участии правоохранительных органов, использование большой мощности излучения допустимо. Кроме того, число ТС, одновременно находящихся на этапе поиска и перехвата, не столь велико, чтобы излучение с борта угнанного ТС могло существенным образом повлиять на внешнюю электромагнитную обстановку.
Для определения текущего местоположения ТС, излучающего тревожных сигнал, используется метод радиопеленгации, широко известный в радиолокации (см., например, Сколник М. Справочник по радиолокации, т.4, гл. 1, М., Советское Радио, 1978). Частотные и временные параметры сигналов определяются состоянием и индивидуальными признаками данной возимой установки 2 охранной сигнализации, которые устанавливаются заранее программным путем.
С помощью станций ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 осуществляется радиослежение за излучающим охраняемым ТС тревожным сигналом в выделенной полосе частот. При обнаружении излучения автономного передающего устройства 4 одной или несколькими станциями ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7 измеряются энергетические и частотные параметры излучения и фиксируются моменты его приема указанными станциями. Результаты измерений параметров сигналов, принятых одной или несколькими станциями ретрансляционно-радиопеленгационной сети 7, и координаты этих станций передаются по радиоэфиру или по проводным каналам связи в соответствующий центр 9 обработки информации, где они через пультовое оконечное устройство 8 и ПЦН 10 поступают на блок 11 вторичной обработки информации и сопровождения транспортных средств. После появления результатов измерений параметров сигналов на экране монитора блока 11 вторичной обработки информации и сопровождения транспортных средств они становятся доступными для оператора блока 15 принятия решений. Охраняемое ТС становится взятым на сопровождение в центре 9 обработки информации, как угнанное ТС.
Высокая помехоустойчивость и точность определения местоположения угнанного ТС обеспечиваются благодаря перестройке несущей частоты кодовых посылок по псевдослучайному закону и высокой мощности излучения.
После взятия охраняемого ТС на сопровождение оператор блока 15 принятия решений сообщает по внешней телефонной сети о необходимости развертывания сил быстрого реагирования для перехвата угнанного ТС. Кроме того, оператор блока 15 принятия решений выдает в центральный коммутатор 16 сигналов команду на отключение абонентского комплекта контролируемого ТС от коммерческой сети подвижной связи. По этой команде в центральном коммутаторе 16 сигналов формируется соответствующее кодовое сообщение, которое через центральный радиомодем 14 и коммерческую сеть подвижной связи передается на вход возимого радиомодема 6, входящего в состав возимой установки 2 охранной сигнализации. Возимый радиомодем 6 передает указанное кодовое сообщение в контроллер 5, который формирует соответствующую команду для возимого коммутатора 17 сигналов. Возимый коммутатор 17 сигналов формирует команду запрета подвижной связи, в соответствии с которой в возимом радиомодеме 6 блокируются прием/передача GSM-сигналов через коммерческую сеть подвижной связи. Дальнейшее сопровождение угнанного ТС осуществляется только по сигналам со скачкообразным изменением несущей частоты, излучаемым автономным передающим устройством 4. Поскольку сопровождение угнанного ТС в процессе его поиска и обнаружения силами быстрого реагирования может длиться десятки минут, отключение в начале поиска GSM-канала приводит к существенной экономии средств (измеряемой десятками долларов США на каждое охраняемое ТС). При этом необходимо отметить, что наличие характерных сигналов со скачкообразным изменением несущей частоты, излучаемым автономным передающим устройством 4, может существенно облегчить поиск угнанного ТС непосредственно силами быстрого реагирования (при наличии на ТС сил быстрого реагирования соответствующего приемно-пеленгационного оборудования).
По окончании перехвата угнанного ТС силами быстрого реагирования в этом ТС должно быть отключено автономное передающее устройство 4 для прекращения его влияния на окружающую электромагнитную обстановку. Методы такого отключения должны быть известны представителям сил быстрого реагирования.
Помехозащищенность, пропускная способность и точность определения координат ТС в рассмотренной системе остаются такими же, как и в системе-прототипе, что и определяет возможность решения поставленной задачи.
В зависимости от конфигурации рассматриваемой системы и тарифного плана, используемого оператором коммерческой сети подвижной связи, относительные моменты включения автономного передающего устройства 4 и отключения GSM-канала могут варьироваться в соответствии с заданным оптимизационным планом. Однако вопросы оптимизации системы по критерию "стоимость/эффективность" выходят за предмет настоящего изобретения и в данной заявке не рассматриваются.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу минимизации финансовых затрат, связанных с использованием коммерческой сети подвижной связи, при сохранении преимуществ системы-прототипа по сравнению с аналогами. Эта задача решена путем добавления новых конструктивных элементов и связей, что позволяет классифицировать заявленное технические решение как изобретение.
Формула изобретения
Радиоканальная система мониторинга и сопровождения транспортных средств, содержащая ретрансляционно-радиопеленгационную сеть, один или несколько центров обработки информации и установленные на подвижных объектах абонентские комплекты, каждый из которых содержит возимую установку охранной сигнализации и блок автономной навигации, при этом каждая возимая установка охранной сигнализации содержит блок охранных извещателей, выходы которого подключены ко входам контроллера и возимого объектового оконечного устройства, связанного по радиоэфиру с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью, а первый выход подключен ко входу управления контроллера, связанного через возимый радиомодем с коммерческой сетью подвижной связи, а также автономное передающее устройство, выход которого по радиоэфиру подключен к ретрансляционно-радиопеленгационной сети, каждый из блоков автономной навигации содержит блок обработки навигационных измерений и блок навигационных измерений, выходы которого подключены ко входам блока обработки навигационных измерений, выход которого соединен с информационными входами возимого радиомодема и возимого объектового оконечного устройства, второй выход которого подключен ко входу управления блока автономной навигации, при этом блок навигационных измерений выполнен с возможностью приема и обработки сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации, а каждый из центров обработки информации содержит последовательно соединенные пультовое оконечное устройство, связанное с ретрансляционно-радиопеленгационной сетью, пульт централизованного наблюдения и блок вторичной обработки информации и сопровождения транспортных средств, выполненный с возможностью обработки и отображения картографической и семантической информации, а также подключенный по радиоэфиру к коммерческой сети подвижной связи центральный радиомодем, выход которого подключен ко входу пультового оконечного устройства, отличающаяся тем, что в каждую из возимых установок охранной сигнализации введен возимый коммутатор сигналов, вход которого подключен к дополнительному выходу контроллера, первый выход - к управляющему входу возимого радиомодема, а второй выход - ко входу автономного передающего устройства, а в каждый из центров обработки информации введены последовательно соединенные блок принятия решений, вход которого подключен к выходу блока вторичной обработки информации и сопровождения транспортных средств, и центральный коммутатор сигналов, первый выход которого подключен ко входу центрального радиомодема, а второй выход - к дополнительному входу пультового оконечного устройства, при этом блок принятия решений связан с внешней телефонной сетью.
РИСУНКИ
