МОНИТОРИНГ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Целью данной статьи является составление краткого обзора существующих технологий и научной литературы по тематике отслеживания и мониторинга транспортных средств, а также систем информирования.

Мониторинг транспортных средств – крайне актуальная и насущная проблема в современном мире. Зачастую, многие проблемы транспортных систем в городах возникают в ситуации недостатка или нехватки достоверной информации о местонахождении транспортных средств в реальном времени, а также из-за отсутствия системы информирования, которая позволила бы быстро реагировать на различные внештатные ситуации.

Ключевые слова: GPS, RFID, GSM, мониторинг транспорта.

Транспорт – одна из важнейших составляющих инфраструктуры любой страны. Одними из ключевых проблем, связанных с ним, являются безопасность и расчёт достоверного времени прибытия транспорта в соответствии с расписанием в условиях заторов на дорогах и других факторов (плохие погодные условия, дорожно-транспортные происшествия и т.д.).

Кратко рассмотрим основные технологии, используемые для отслеживания, мониторинга транспортных средств и систем информирования.

GPS (Global Positioning System — система глобального позиционирования) - одна из наиболее широко используемых технологий для трекинга транспорта и его навигации, определяющая расположение объекта при помощи сигналов с космических спутников: приёмники GPS с помощью них вычисляют своё местоположение по трём координатам в режиме реального времени. В настоящее время активно используется в навигаторах, где интегрируется с онлайн и оффлайн картами (Google Maps, Яндекс.Карты, 2ГИС). Аналогичной технологией является ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) – российская спутниковая система навигации.

Среди прочих систем следует упомянуть RFID (Radio Frequency Identification - радиочастотную идентификацию) – технологию распознавания объектов при помощи радиосигналов (данные хранятся в специальных транспондерах или RFID-метках). В частности, с помощью бесконтактных карт с RFID реализуется возможность идентификации водительского персонала, контроль рабочего времени и ограничения круга лиц, допущенных к управлению транспортным средством.

GSM (Global System for Mobile Communication – глобальная система для мобильной связи) – стандарт мобильной цифровой сотовой связи, который наиболее широко используется в для системы информирования, которая позволяет при необходимости или возникновении внештатной ситуации оповещать диспетчера, водителя или пассажиров.

GPS является наиболее широко используемой технологией для трекинга и навигации, позволяющих определять местонахождение объекта. Мы рассмотрим актуальные исследования в данной области.

Бенджамин Койфман и Дэвид Беймер предложили разработать систему компьютерного зрения в реальном времени, которая бы позволяла осуществлять наблюдение за транспортом на основе системы обработки видеоизображений. Траектория движения транспорта используется в качестве входных данных для приложений автоматического наблюдения. Система отслеживания может фиксировать точное положение самого транспортного средства и его перемещений во время движения [1]. Аканде Ной Олуватоби пишет, что наиболее передовые методы автоматического определения местонахождения автомобиля и наблюдения за ним, опираются на программное обеспечение, которое использует сигналы со спутников GPS, а также интернет, мобильную связь и СМС для передачи сообщений. Такая система позволяет собирать и анализировать информацию о транспортном средстве в реальном времени [2]. Алгоритм прогнозирования времени прибытия автобуса совмещает систему глобального позиционирования со скоростью автобуса в реальном времени. Это система способна следить за большим количеством транспортных средств и автоматически определять их маршрут и направление движения. Нейронная сеть, используемая для прогнозирования, демонстрирует прекрасную производительность в сравнении с другими методами [3].

Мухаммед Рауф и Ник М. Камаль предложили интеллектуальную систему навигации. В её основе также лежит использование нейронной сети для обработки некорректных «сырых» сигналов, полученных с GPS, в результате чего происходит адаптивное обучение системы, сокращение количества ошибок и повышение точности расчётов. Это позволяет улучшить среднюю точность получаемых сигналов GPS и выдавать более точный прогноз по времени прибытия транспорта [4].

Рисунок 1. Схема работы системы мониторинга транспорта

Ещё одной популярной технологией является RFID. Бен Аммар Хатен и Хаман Хабиб представили свою систему менеджмента транспортных средств, интегрирующую между собой RFID и WSN (Wireless Sensor Network – беспроводная сенсорная сеть), которая позволяет оснастить необходимыми датчиками автобус или трамвай без использования проводов (это могут быть, например, датчики пассажиропотока и наполняемости салона, датчики дыма, датчик идентификации водителя и т.д.). Такая система информирует диспетчерский центр о своевременном прибытии по расписанию или о задержках, а также выводит необходимую информацию на беспроводные дисплеи внутри и снаружи автобуса, а также на автобусные остановки [5].

Кумар Йеламартхи и Даниэль Хасс разработали систему навигационной помощи для слепых и слабовидящих людей. Портативный терминал со встроенным RFID-считывателем, позволяет при помощи сенсоров в салоне автобуса определить положение такого пассажира и сориентировать его в пространстве [6]. Рамеш Гарди и Анкита Чаван предложили систему слежения за транспортом по карте в режиме реального времени на базе мобильных приложений для смартфонов. Похожую систему представили Томас Герлих и Джейс Биаджиони, которая позволяет благодаря специальным алгоритмам GPS-трассировки, полученной с транспорта, через специальное приложение отслеживать путь транспортных средств прямо по карте и довольно точно указывать время прибытия [7]. Следует заметить, что в России есть работающий аналог данного приложения – «Яндекс. Транспорт», которое на основе получаемых телематических данных с автобусов и трамваев прогнозирует перемещения их по городу в реальном времени. Получаемые данные обрабатываются несколькими алгоритмами: исключаются ушедшие с маршрута автобусы, убираются дубликаты и по дискретным последовательностям координат рассчитываются непрерывные плавные траектории. Это позволяет довольно точно показывать на карте движение транспортных средств.

И.М. Альмомани и Н. Алькахалиль презентовали систему, предназначенную для контроля качества вождения водителей автобусов. Она фиксирует местоположение и скорость транспортного средства, а затем сопоставляет её с действующими ограничениями скорости на маршруте следования. В случае нарушения система выдаст предупреждение и отправит СМС с оповещением диспетчеру [8].

В данной статье мы рассмотрели различные существующие методы трекинга, мониторинга транспортных средств и систем информирования. Мы рассмотрели ряд исследований по данной тематике. Каждое из них имеет свою ценность, разные авторы использовали в своих разработках различные комбинации технологий. Представляется, что в ближайшем будущем будут предложены более усовершенствованные алгоритмы расчёта, а приложения, основанные на таких системах, станут более дружелюбными для пользователей и их популярность будет только расти. И данные системы будут представлены на всех видах транспорта: на автомобилях и грузовиках, автобусах, трамваях и поездах.

Список литературы:

1. Benjamin Coifman, David Beymer, Philip McLauchlan, Jitendra Malik, “A real-time computer vision system for vehicle tracking and traffic surveillance,” Transportation research part C6, 1998.
2. Akande Noah Oluwatobi, “A GPS based automatic vehicle location system for bus transit,” 1999.
3. Dihua Sun, Hong Luo, Liping Fu, Weining Liu, “Predicting bus arrival time on the basis of Global Positioning System data,” Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C.,2007, pp:67-72, 2007.
4. Muhammad Rauf, Ahmed N. Abdalla, Nik M. Kamal, Azher Fakhruddin, “Design of intelligent GPS system navigation for bus monitoring and station reporting,” National Conference on Postgraduate Research (NCONPGR), 2009.
5. Ben Ammar Haten, Haman Habib, “Bus management system using RFID in WSN,” European and Mediterranean Conference on Information System, 2010.
6. Kumar Yelamarthi, Daniel Haas, “RFID and GPS integrated navigation system for the visually impaired,” 2010.
7. James Biagioni, Tomas Gerlich, Timothy Merrified, Jakob Eriksson, “Easy tracker: automatic transit tracking, mapping and arrival time prediction using smartphone,” Journal of the Transportation Research Board of the National Academies, 2011.
8. Almomani, I. M. Alkhalil, N. Y. Ahmad, E. M. Jodeh, R. M. “Ubiquitous GPS vehicle tracking management system,” IEEE Jordan Conference on Applied Electrical Engineering and Computing Technologies, pp: 1-6, December 2011.