Система контроля местонахождения школьного автобуса

Изобретение относится к области контроля и регулирования безрельсовых транспортных средств и может быть использовано для объективного контроля местонахождения маршрутного или школьного автобуса. Система содержит приемопередающий диспетчерский центр, по меньшей мере, один приемопередающий периферийный ретранслятор и, по меньшей мере, одно приемопередающее абонентское устройство. Диспетчерский центр содержит аппаратуру приема/передачи сигналов мониторинга и команд, устройство голосовой связи с водителями автобусов и мониторы отображения оперативной обстановки. Приемопередающий ретранслятор содержит блок приема/передачи для связи с приемопередающим абонентским устройством, установленным в автобусе, блок приема/передачи для связи с диспетчерским пунктом, а также устройство автономного электропитания и антенную систему. Приемопередающее абонентское устройство содержит блок сбора информации с приемником ГЛОНАСС/GPS, приемопередающее устройство для передачи информации в диспетчерский центр и блок обеспечения двухсторонней голосовой связи водителя автобуса и диспетчера. Изобретение позволяет повысить точность и оперативность определения местоположения маршрутного транспортного средства и обеспечивает возможность контроля ситуации в нем без развертывания дорогостоящей наземной инфраструктуры связи. 14 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области контроля и регулирования безрельсовых транспортных средств, предпочтительно, перемещающихся по заданному маршруту, и может быть использовано для объективного контроля местонахождения безрельсового транспортного средства, в частности маршрутного или школьного автобуса.

Известна (RU, патент 2250844) система охраны, защиты и мониторинга транспортного средства, содержащая охранно-противоугонную подсистему, бортовой компьютер, состоящий из системного блока и связанного с ним монитора, видеокамеру, навигационный блок, выполненный с возможностью приема сигналов глобальных спутниковых радионавигационных систем, приемопередатчик, связанный с радиомодемом, являющимся терминалом стандартной сети подвижной связи, и абонентский приемник, являющийся терминалом пейджинговой связи. Охранно-противоугонная подсистема содержит процессорный блок управления, связанный с радиомодемом и системным блоком и подключенный соответствующими входами к выходам навигационного блока и абонентского приемника. Бортовой блок радиочастотной идентификации выполнен с возможностью радиочастотного взаимодействия с электронной меткой и подключен к процессорному блоку управления. Кроме того, система также содержит охранные датчики, выходы которых подключены к соответствующим входам процессорного блока управления, и узлы блокирования функциональных органов, входы которых подключены к соответствующим выходам процессорного блока управления. В систему дополнительно введен видеопроцессорный блок, содержащий последовательно соединенные видеодигитайзер, вход которого подключен к выходу видеокамеры, и блок анализа изображений, выход которого подключен к дополнительному входу системного блока и к дополнительному входу процессорного блока управления, дополнительный выход которого соединен с управляющим входом блока анализа изображений, который содержит последовательно соединенные блок видеозахвата, вход которого является входом блока анализа изображений, блок режекции фона, детектор контуров и блок буферной памяти, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и к информационному блока хранения фреймов, управляющий вход которого является управляющим входом блока анализа изображений, а выход подключен ко второму входу блока сравнения, выход которого является выходом блока анализа изображений. Видеокамера выполнена с возможностью контроля ее кадров по экрану монитора и расположена непосредственно перед пользователем, находящимся за рулем транспортного средства и имеющим визуальный контакт с экраном монитора, системный блок выполнен с возможностью управления курсором и пиктограммами на экране монитора в соответствии с информацией, поступающей из блока анализа изображений, а процессорный блок управления - с возможностью формирования и передачи в узлы блокирования функциональных органов команд, зависящих от результатов анализа изображений, проводимого в блоке анализа изображений.

Недостатком известной системы следует признать ее сложность, что ведет к удорожанию ее эксплуатации и снижению надежности работы.

В качестве ближайшего аналога может быть использована известная (RU, патент 2264937) радиопеленгационная система для поиска и сопровождения транспортных средств. Известная система содержит ретрансляционную сеть, состоящую из N территориально распределенных ретрансляторов, которые выполнены с возможностью соединения по телефонной сети и/или по стандартной сотовой сети подвижной связи (в частности, GSM-сети) с центром обработки информации, а также установленные на транспортных средствах абонентские комплекты, каждый из которых выполнен с возможностью излучения высокочастотных сигналов и содержит установку охранной сигнализации, выполненную с возможностью передачи данных по стандартной сотовой сети подвижной связи, а также блок автономной навигации, выполненный с возможностью приема и обработки сигналов глобальной спутниковой системы навигации (частности, GPS) и подключенный выходом к входу установки охранной сигнализации, при этом каждый из N ретрансляторов выполнен с возможностью приема высокочастотных сигналов от абонентского комплекта. При этом каждый из абонентских комплектов содержит передатчик hopping-сигнала, управляющий вход которого подключен к выходу установки охранной сигнализации, а каждый из N ретрансляторов выполнен в виде пеленгатора-ретранслятора hopping-сигнала, содержащего первый и второй приемники с общим гетеродином и разнесенными на установленное расстояние идентичными антеннами, первый и второй цифровые фильтры, первый и второй вычислители, вычислитель-синхронизатор, второй передающий радиомодуль и первый модем, причем выход первого приемника подключен к входу первого цифрового фильтра, выходы которого через первый вычислитель соединены с первым входом вычислителя-синхронизатора, а выход второго приемника подключен к входу второго цифрового фильтра, выходы которого через второй вычислитель соединены со вторым входом вычислителя-синхронизатора, выход синхронизации которого подключен к входам синхронизации первого и второго цифровых фильтров, а также к входам синхронизации первого и второго вычислителей, а информационный выход через первый модем подключен к телефонной сети и через второй передающий радиомодуль - к стандартной сотовой сети подвижной связи.

Недостатком известной системы следует признать ее сложность, необходимость наличия сети подвижной радиосвязи общего пользования, а также отсутствие возможности контроля ситуации, в котором находится транспортное средство.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в обеспечении контроля местонахождения и состояния маршрутного транспортного средства.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении точности и оперативности определения местонахождения маршрутного транспортного средства, а также обеспечения возможности контроля ситуации в маршрутном транспортном средстве без развертывания дорогостоящей наземной инфраструктуры связи.

Для обеспечения указанного технического результата предложено использовать разработанную систему контроля местонахождения и состояния школьного автобуса, а также ситуации в нем. Разработанная система содержит приемопередающий диспетчерский центр, по меньшей мере, один приемопередающий периферийный ретранслятор и, по меньшей мере, одно приемопередающее абонентское устройство, причем диспетчерский центр содержит, по меньшей мере, аппаратуру приема/передачи сигналов мониторинга и команд, устройство голосовой связи с водителями автобусов и мониторы отображения оперативной обстановки, каждый приемопередающий ретранслятор содержит, по меньшей мере, блок приема/передачи для связи с приемопередающим абонентским устройством, установленным в каждом автобусе, блок приема/передачи для связи с диспетчерским пунктом и/или соседним ретранслятором, устройство автономного электропитания и антенную систему, каждое приемопередающее абонентское устройство содержит, по меньшей мере, блок сбора информации с приемником ГЛОНАСС/GPS, приемное устройство для передачи информации в диспетчерский центр и блок обеспечения двухсторонней голосовой связи водителя автобуса и диспетчера, при этом ретрансляторы размещены на высоте от 5 до 100 м над уровнем земли на расстоянии не свыше 30 км друг от друга, маршрута автобуса или диспетчерского центра. В ходе разработки системы экспериментально было установлено, что набор блоков, входящих соответственно в состав диспетчерского центра, приемопередающего ретранслятора и приемопередающего абонентского устройства, необходим и достаточен для получения указанного технического результата. Одновременно экспериментально было установлено, что размещение приемопередающих ретрансляторов на указанной высоте и на указанном расстоянии друг от друга и от диспетчерского центра обеспечивает без наведенных радиопомех устойчивую связь по радиоканалу через указанные ретрансляторы приемопередающего абонентского устройства, установленного на автобусе, с диспетчерским центром. При размещении ретрансляторов ниже указанного диапазона устойчивая связь не была получена. Аналогично при размещении ретрансляторов на расстоянии свыше 30 км друг от друга, от маршрута автобуса и от диспетчерского центра создания устойчивой связи приемопередающих абонентских устройств с диспетчерским пунктом не установлено. При размещении ретрансляторов на высоте свыше 100 метров над уровнем земли на диспетчерский центр поступает значительно количество паразитных сигналов. Кроме того, размещение на указанной высоте ретрансляторов сопряжено со значительными техническими сложностями и большими финансовыми затратами. Наиболее предпочтителен вариант размещения ретрансляторов на высоте от 10 до 30 м над уровнем земли и на расстоянии от 15 до 20 км друг от друга, от маршрута автобуса и от диспетчерского центра. В качестве диспетчерского центра может быть использован диспетчерский пункт автопарка, обслуживающего школьные маршруты, пост дежурного в отделении внутренних дел или помещение в школе. Для упрощения работы диспетчерского центра маршрут автобуса может быть записан в цифровой форме в память системного блока аппаратуры приема/передачи сигналов мониторинга и команд, при этом указанный системный блок может быть выполнен с возможностью сравнивания сигналов, характеризующих реальное местонахождение автобуса с местом, внесенным в память системного блока. В случае рассогласования записанного и реального местонахождения системный блок вырабатывает и передает на монитор сигнал, характеризующий реальное местонахождение автобуса. В этом случае по системе голосовой связи водителю автобуса может быть задан вопрос о причине изменения маршрута.

В связи с участившимися случаями захвата школьных автобусов террористами разработанная система может содержать различные элементы, позволяющие диспетчерскому центру получать информацию о произошедшем захвате, а также сведений, позволяющих оценить реальную ситуацию со школьниками в автобусе.

Так, в частности, система может дополнительно содержать в каждом автобусе, по меньшей мере, по одной тревожной кнопке, подключенной к приемопередающему абонентскому устройству с возможностью передачи сигнала в диспетчерский центр, при этом приемопередающее абонентское устройство, установленное в автобусе, может быть выполнено с возможностью передачи сигнала от тревожной кнопки в диспетчерский центр посредством ближайшего приемопередающего ретранслятора; кроме того, приемопередающее абонентское устройство может быть выполнено с возможностью передачи сигнала от тревожной кнопки в диспетчерский центр посредством ретранслятора спутниковой связи. Последний вариант предпочтителен для случая, когда лица, захватившие автобус либо вывели из строя ближайшие ретрансляторы, либо увели автобус на территорию вне зоны действия ретрансляторов. Указанная кнопка может быть расположена в зоне доступа водителя. Кроме ранее указанной тревожной кнопки, автобус может быть дополнительно оснащен второй тревожной кнопкой, установленной в салоне вблизи одного из сидений. Указанной кнопкой может воспользоваться один из пассажиров автобуса в том случае, если водитель будет удален из салона и не успеет включить тревожную кнопку.

Система может также дополнительно содержать, по меньшей мере, одну видеокамеру, установленную в салоне автобуса, при этом в наиболее предпочтительном варианте реализации системы, видеокамера предпочтительно установлена скрытно. В наиболее предпочтительном варианте реализации система содержит две видеокамеры, одна из которых направлена на входную дверь автобуса, а другая - на салон автобуса, а также устройство записи информации на дополнительно установленное запоминающее устройство («черный ящик»). Такое расположение видеокамер позволит контролировать диспетчерскому центру вход в автобус, а также салон автобуса.

Система может также дополнительно содержать, по меньшей мере, один скрытно установленный микрофон, подключенный к блоку обеспечения двухсторонней голосовой связи водителя автобуса и диспетчера. Указанный микрофон предпочтительно установлен вблизи места водителя, поскольку из анализа ситуаций с захватом автобусов наиболее активные члены группы захвата обычно остаются возле двери автобуса, т.е. у места водителя. В наиболее предпочтительном варианте реализации микрофон выполнен с возможностью дистанционного включения с диспетчерского центра при возникновении ситуации с захватом автобуса. Это позволит с диспетчерского пункта прослушивать переговоры террористов.

Поскольку захватившие автобус лица могут отогнать автобус из зоны действия ретрансляторов желательно дополнительно на автобусе скрытно установить радиомаяк, выполненный с возможностью дистанционного включения с диспетчерского центра при несанкционированном отключении приемопередающего абонентского устройства по любой причине (выход из зоны действия ретрансляторов или физическое уничтожение абонентского устройства). Указанный радиомаяк может быть подключен к автономному источнику электропитания и/или к системе электропитания автобуса.

Все элементы системы, используемые как в основном варианте использования (приведенные в независимом пункте формулы изобретения), так и дополнительно используемые элементы, известны из технической литературы. При этом указанные элементы соединены между собой известным образом с получением ранее не известного технического результата - обеспечение контроля местонахождения маршрутного транспортного средства, наиболее вероятно, школьного автобуса даже в случае захвата его террористами и угона в неизвестном направлении.

Разработанная система может быть реализована следующим образом.

Муниципальное автотранспортное предприятие районного центра в средней полосе Российской Федерации для перевозки школьников из близ лежащих населенных пунктов, расположенных в радиусе 55 км от черты города, использует четыре автобуса типа «Икарус». Диспетчерская автобусного парка совмещена с диспетчерским центром разработанной системы. Указанный диспетчерский центр содержит радиоаппаратуру приема/передачи сигналов мониторинга и команд, устройство голосовой связи с водителями автобусов в виде сотовых телефонов, находящихся у диспетчера автопарка и у водителей, а также два монитора отображения оперативной обстановки, причем выход радиоаппаратуры приема/передачи сигналов мониторинга и команд подключен к входу системного блока, установленного в диспетчерской, один из выходов которого подключен к мониторам отображения оперативной обстановки. Память системного блока содержит маршруты всех четырех школьных автобусов, выраженные в цифровой форме. При этом системный блок выполнен с возможностью сравнивания поступающей от абонентских устройств информации о местонахождении каждого из четырех школьных автобусов с информацией, записанной в памяти системного блока. Каждый школьный автобус отъезжает от города на расстояние до 55 км, при этом маршруты перемещения автобусов нигде не пересекаются. По территории перемещения на расстоянии примерно 15-20 км друг от друга и от диспетчерского центра размещены ретрансляторы. Ретрансляторы размещены на высоте от 10 до 25 метров от уровня земли. Их устанавливают на высоких деревьях, чердаках зданий высотой 4 этажа и выше и так далее. В основном указанные ретрансляторы установлены скрытым образом. Каждый ретранслятор содержит блок приема/передачи для связи с приемопередающим абонентским устройством, установленным в автобусе, блок приема/передачи для связи с диспетчерским пунктом или соседним ретранслятором,, устройство автономного электропитания и антенную систему, при этом оба блока приема/передачи, входящие в состав ретранслятора, выполнены с возможностью взаимной передачи/приема информации. Это условие обеспечивает передачу информации от приемопередающего абонентского устройства в диспетчерский центр. В каждом автобусе типа «Икарус», выполняющего функции школьного автобуса, установлены приемопередающее абонентское устройство, содержащее блок сбора информации с приемником ГЛОНАСС/GPS, приемопередающее устройство для передачи информации через ретранслятор в диспетчерский центр и блок обеспечения двухсторонней голосовой связи водителя автобуса и диспетчера. Кроме того, на кресле водителя закреплена первая тревожная кнопка, подключенная к системе электропитания автобуса и выполненная с возможностью инициирования передачи через ретранслятор аварийного сигнала в диспетчерский центр. Вторая тревожная кнопка установлена на внутренней поверхности автобуса рядом с крайним сиденьем предпоследнего ряда. Эта кнопка предназначена для включения одноразового генератора сигнала опасности, имеющего автономный источник питания и выполненного с возможностью подачи аварийного сигнала в диспетчерский центр через ретранслятор спутниковой связи. Над сиденьем водителя скрытно размещена первая видеокамера, ориентированная на входную дверь автобуса, вторая видеокамера скрытно установлена в кормовой части салона автобуса с возможностью обзора всего салона. Обе камеры установлены с возможностью включения их как с места водителя автобуса, так и из диспетчерского центра. Также в передней части салона автобуса вблизи входной двери установлен микрофон, дистанционно включаемый с диспетчерского центра. На кормовой части автобуса скрытно размещен радиомаяк, дополнительно снабженный приемным устройством и антенной системой и подключенный как к системе электропитания автобуса, так и к автономному источнику электропитания.

Разработанная система в предпочтительном варианте реализации работает следующим образом.

При выезде автобуса с территории от приемопередающего абонентского устройства, установленного в автобусе, в диспетчерский центр поступает радиосигнал, информирующий о начале следования по маршруту. С этого момента происходит сравнение координат автобуса, поступающих с интервалом в 20 секунд от указанного приемопередающего абонентского устройства, с записанными координатами маршрута. До тех пор, пока расхождение координат составляет менее 100 м, на мониторе не возникает никакой информации. При достижении указанного расхождения координат на мониторе появляется карта маршрута автобуса и точка его реального местонахождения. Одновременно синтезатор речи генерирует звуковой сигнал «Внимание». Диспетчер по сотовой связи запрашивает водителя о причине отклонения от установленного маршрута. Водитель сообщает о ремонтных работах, производимых на улице, входящей в маршрут, послуживших причиной изменения маршрута, а также о примерном месте выезда на линию маршрута. Дистанционно через ретранслятор, включив вторую видеокамеру, диспетчер убеждается в отсутствие тревожной ситуации.

При встрече с людьми, одетыми в форму инспекторов государственной автоинспекции и предложивших водителю автобус остановиться, водитель нажимает тревожную кнопку, при этом тревожный сигнал посредством ретрансляторов поступает в диспетчерский центр. Диспетчер дистанционно через ретрансляторы активирует обе видеокамеры и микрофон. Поступившая в диспетчерский центр аудио- и видеоинформация свидетельствует, что работники автоинспекции предупреждают водителя о необходимости изменения маршрута в связи с временным закрытием для проезда одной из улиц города. Диспетчер выводит на монитор информацию о фактическом маршруте автобуса и выдерживает ее до возвращения автобуса на его постоянный маршрут.

В случае угона автобуса или захвата его нарушителями правопорядка диспетчерский центр дистанционно через ретрансляторы включает радиомаяк, постоянно передающий через спутниковую связь местонахождение автобуса.

Использование разработанной системы позволяет точно определить местонахождения маршрутного транспортного средства, а также обеспечить возможность контроля ситуации в маршрутном транспортном средстве.

1. Система контроля местонахождения школьного автобуса, содержащая приемопередающий диспетчерский центр, по меньшей мере, один приемопередающий периферийный ретранслятор и, по меньшей мере, одно приемопередающее абонентское устройство, причем диспетчерский центр содержит, по меньшей мере, аппаратуру приема/передачи сигналов мониторинга и команд, устройство голосовой связи с водителями автобусов и мониторы отображения оперативной обстановки, приемопередающий ретранслятор содержит, по меньшей мере, блок приема/передачи для связи с приемопередающим абонентским устройством, установленным в автобусе, блок приема/передачи для связи с диспетчерским пунктом, причем оба блока приема/передачи, входящие в состав ретранслятора, выполнены с возможностью взаимной передачи/приема информации, а также устройство автономного электропитания и антенную систему, приемопередающее абонентское устройство содержит, по меньшей мере, блок сбора информации с приемником ГЛОНАСС/GPS, приемопередающее устройство для передачи информации в диспетчерский центр и блок обеспечения двухсторонней голосовой связи водителя автобуса и диспетчера, при этом ретрансляторы размещены на высоте от 5 до 100 м над уровнем земли на расстоянии не свыше 30 км друг от друга, от маршрута автобуса и от диспетчерского центра.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что ретрансляторы размещены на высоте от 10 до 30 м.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что ретрансляторы размещены на расстоянии от 15 до 20 км друг от друга и от диспетчерского центра.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в каждом автобусе, по меньшей мере, по одной тревожной кнопке, подключенной к приемопередающему абонентскому устройству с возможностью передачи сигнала в диспетчерский центр.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что приемопередающее абонентское устройство выполнено с возможностью передачи сигнала от тревожной кнопки в диспетчерский центр посредством указанного приемопередающего ретранслятора.

6. Система по п.4, отличающаяся тем, что приемопередающее абонентское устройство выполнено с возможностью передачи сигнала от тревожной кнопки в диспетчерский центр посредством ретранслятора спутниковой связи.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, одну видеокамеру, установленную в салоне автобуса.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что видеокамера установлена скрытно.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что она содержит две видеокамеры, одна из которых направлена на входную дверь автобуса, а другая - на салон автобуса.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один скрытно установленный микрофон, подключенный к блоку обеспечения двухсторонней голосовой связи водителя автобуса и диспетчера.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что микрофон установлен вблизи места водителя.

12. Система по п.10, отличающаяся тем, что микрофон выполнен с возможностью дистанционного включения с диспетчерского центра.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит радиомаяк, скрытно установленный на автобусе и выполненный с возможностью включения при несанкционированном отключении приемопередающего абонентского устройства.

14. Система по п.13, отключающаяся тем, что радиомаяк подключен к автономному источнику электропитания.

15. Система по п.13, отключающаяся тем, что радиомаяк подключен к системе электропитания автобуса.