способ передачи данных о местоположении и состоянии транспортных средств в системах мониторинга транспорта

Формула изобретения

1. Способ оперативного мониторинга транспортных средств, включающий формирование пакетов информации с включением в них данных о координатах транспортного средства, текущей дате, времени и состоянии отдельных подсистем транспортного средства, преобразование указанных пакетов информации в электрический сигнал, передачу этого сигнала дискретно, в реальном масштабе времени на центральный диспетчерский пункт, периодический прием информационных пакетов от данного и других транспортных средств, обработку, хранение и отображение информации о транспортном средстве на электронной карте местности, отличающийся тем, что при формировании массива данных для передачи формируют опорные и промежуточные пакеты, в состав каждого опорного пакета вносятся все текущие данные от всех датчиков, координаты, дата и время в полном объеме, передача опорного пакета осуществляется в любом случае, независимо от состояния транспортного средства, в состав промежуточного пакета входят изменение значения данных от датчиков и приращение времени этого изменения относительно предыдущего опорного пакета, либо изменение координат и приращение времени этого изменения относительно предыдущего опорного пакета, формирование и передача промежуточного пакета осуществляется только при превышении установленного порога изменения координат и данных, значение порога изменения данных, при котором осуществляется передача, устанавливается отдельно для каждого вида данных.

2. Способ оперативного мониторинга транспортных средств по п.1, отличающийся тем, что частота передачи опорного пакета может варьироваться при настройке для работы под конкретную задачу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам мониторинга транспорта, целью которых является повышение эффективности работы коммерческих автопарков и предотвращение хищений топлива и других материалов, нецелевого использования транспорта.

Несмотря на кажущееся разнообразие, в основе всех систем лежит один принцип: собрать данные с различных датчиков, в том числе спутникового навигационного приемника, и передать их на сервер сбора и хранения данных по радиосети общего пользования (чаще всего - сотовой сети GSM).

Естественно, что затраты на передачу данных становятся со временем определяющим фактором в выборе системы, так как само по себе оборудование мониторинга (мобильные телематические терминалы) достаточно надежно и не требует обслуживания.

Предлагаемый способ передачи данных способствует существенному снижению затрат пользователей на оплату операторам радиосетей услуг по передаче данных от мобильных телематических терминалов (МТТ) до серверов сбора данных (ССД) и соответственно снижению нагрузки на радиосети общего пользования.

По патенту RU 2243594 известен способ контроля движения транспортного средства, заключающийся в том, что на транспортном средстве принимают сигналы от спутниковой системы радионавигации, выделяют текущие координаты нахождения транспортного средства, определяют время и скорость транспортного средства, формируют пакет информации с включением в него кода номера транспортного средства и передают этот пакет через систему сотовой связи на центральный диспетчерский пункт, в момент выхода водителя из транспортного средства в память контроллера транспортного средства записывают признак охранного кода и включают таймер на заданное время, по истечении которого в пакет передаваемой на центральный диспетчерский пункт информации добавляют охранный код, который на диспетчерском пункте идентифицируют как сигнал постановки транспортного средства на охрану, а при движении транспортного средства без участия водителя и наличии охранного кода в пакет передаваемой информации вводят код признака угона, который на диспетчерском пункте идентифицируют как тревожный сигнал и принимают необходимые меры.

Недостатком известного способа является ограниченная область применения.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный по патенту RU 2157565 способ контроля за транспортировкой грузов, заключающийся в том, что на подвижном ТС принимают навигационные сигналы от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS, определяют координаты нахождения, время и скорость движения ТС, формируют пакет информации с включением его кода номера и состояния подсистем ТС, преобразуют указанный пакет информации в электрический сигнал для передачи по каналу сотовой системы связи, передают этот сигнал в реальном масштабе времени через систему сотовой связи (GSM) на ЦДП, где информацию принимают периодически от данного и других ТС, производят ее обработку, хранение и отображение на электронной карте местности, а при возникновении нештатной ситуации формируют и передают соответствующее сообщение в виде пакета информации на соответствующее ТС через GSM, при приеме которой на ТС включают/отключают отдельные подсистемы контроля и управления ТС или устанавливают двухстороннюю речевую связь через GSM.

Недостатками известного способа являются: высокий объем трафика, необходимого для передачи всего объема данных, необходимых для контроля за работой систем транспортного средства в полном объеме, высокая нагрузка на сети общего пользования.

Техническим результатом заявляемого изобретения является: уменьшение объема трафика, используемого при передаче данных, и соответственно снижение затрат пользователей на оплату операторам радиосетей услуг по передаче данных от мобильных телематических терминалов до серверов сбора данных, и соответственно снижение нагрузки на радиосети общего пользования.

Технический результат достигается тем, что в заявленном способе оперативного мониторинга транспортных средств, включающем формирование пакетов информации с включением в них данных о состоянии отдельных подсистем транспортного средства, преобразование указанных пакетов информации в электрический сигнал, передачу этого сигнала дискретно, в реальном масштабе времени на центральный диспетчерский пункт, периодический прием информационных пакетов от данного и других транспортных средств, обработку, хранение и отображение информации о транспортном средстве на электронной карте местности, согласно изобретению при формировании массива данных для передачи формируют опорные и промежуточные пакеты, в состав опорных пакетов вносятся все текущие данные от всех датчиков, а также дата и время в полном объеме, передача опорного пакета осуществляется в любом случае, независимо от состояния транспортного средства, формирование и передача промежуточного пакета осуществляется только при превышении установленного порога изменения.

Частота передачи опорного пакета может варьироваться при настройке для работы под конкретную задачу.

Если в период времени между передачей опорных пакетов с транспортным средством не происходили события, фиксируемые установленными и подключенными к МТТ датчиками: перемещения в пространстве, изменение уровней напряжения на входах, изменение значений показаний датчиков, подключенных по цифровым шинам, то никаких промежуточных пакетов данных не передается.

Предлагаемый способ передачи данных основан на статистическом анализе наиболее характерных режимов работы транспортных средств различного назначения, включая их перемещения в пространстве и показания различных датчиков.

В процессе эксплуатации транспортного средства время перемещения его в пространстве не совпадает со временем, когда возможно изменение других параметров: автомобиль может стоять с включенным двигателем основного шасси или вспомогательным двигателем, в процессе стоянки может изменяться температура, и т.д. В большинстве ранее предлагавшихся способов передачи данных показания дополнительных датчиков рассматривались как приложение к основным, наиболее важным (с точки зрения разработчиков этих способов) данным - координатам. Однако необходимость передавать показания датчиков при неизменных координатах приводит к неоправданному росту объема передаваемых данных.

В основе предлагаемого способа лежит идея разумной достаточности - нет нужды нагружать физический канал передачи данных (сотовую сеть стандарта GSM) избыточной информацией. Но, с другой стороны, необходима периодическая передача подтверждающего пакета данных для того, чтобы диспетчер (или диспетчерская программа) мог убедиться, что с транспортным средством все в порядке и МТТ работает в штатном режиме.

Данные передаются так называемыми «пакетами» - в состав пакета может входить разное количество байт данных, но объединяющим свойством является проверка прохождения пакета от МТТ до ССД, одна проверка на пакет, как показано на фиг.1.

В опорном пакете передаются все текущие данные от всех датчиков, а также дата и время в полном объеме. Размерность полей для передачи данных выбирается, исходя из возможности отобразить любое возможное значение данных. Опорный пакет передается в любом случае, независимо от состояния транспортного средства. Частота передачи опорного пакета может варьироваться при настройке МТТ для работы под конкретную задачу, обычно достаточно передавать его один раз в 3-5 минут.

Между опорными пакетами передаются пакеты данных, содержащие не абсолютные, но относительные значения времени, а также координат и других данных. Время передается всегда, в каждом промежуточном (не опорном) пакете, как это показано на фиг.2, но не передается само по себе, без других данных.

Данные делятся на две большие группы по принципу возможности передачи только их приращений в промежуточных пакетах:

1. Данные, для которых возможна передача только приращений: время, координаты, пробег и т.п. Размерность полей этих данных в промежуточных пакетах выбирается, исходя из возможного приращения величины за данный период передачи опорного пакета. Например, если передача опорного пакета происходит один раз в три минуты, то очевидно, что достаточной размерностью для поля времени, при точности передачи показаний времени 1 сек, будет 1 байт, т.к. одним байтом можно передать 256 различных значений, в то время как 3 мин = 180 сек.

2. Данные, требующие передачи абсолютного значения всегда - как в опорных, так и в промежуточных пакетах. Это свойство обусловлено либо особенностями функционирования систем транспортного средства: например, обороты двигателя или мгновенный расход топлива, либо их малой размерностью, например, напряжение питания на борту транспортного средства и т.п.

Теперь рассмотрим конкретные меры, предпринятые в рамках предлагаемого способа, направленные на снижение объема передаваемых данных:

А. Количество промежуточных пакетов ограничено минимальным периодом передачи данных для того, чтобы МТТ не генерировал чрезмерно большой трафик (объем передаваемых данных). Наиболее приемлемое значение минимального периода передачи данных для охранных систем - 1 сек, для систем мониторинга коммерческого транспорта - 5 сек, и т.д.

Б. Если в период времени между передачей опорных пакетов с транспортным средством не происходили события, фиксируемые установленными и подключенными к МТТ датчиками: перемещения в пространстве, изменение уровней напряжения на входах, изменение значений показаний датчиков, подключенных по цифровым шинам, то никаких промежуточных пакетов данных не передается.

В. Генерация очередного промежуточного пакета не происходит по любому изменению состояния датчика, а только при превышении установленного порога изменения. Так, например, если для изменения координат установлен порог 10 метров, то при перемещении транспортного средства на 5 метров промежуточный пакет не будет сгенерирован, хотя в очередном опорном пакете данное перемещение будет учтено.

Таким образом, опорный пакет служит нескольким целям:

1. Периодически подтверждает работоспособность и нормальное функционирование МТТ.

2. Передает опорные данные для расчета в диспетчерском программном обеспечении абсолютных величин всех переданных данных.

3. Периодичность его передачи служит основой для расчета размерностей полей данных в промежуточных пакетах.

Промежуточный пакет служит для:

1. Непрерывного (с заданной минимальной периодичностью) отслеживания быстротекущих процессов, происходящих с транспортным средством и на его борту.

2. Передачи тревожных сигналов с возможно меньшей задержкой, определяемой минимальным периодом передачи данных.

3. Привязки всех изменений данных к шкале реального времени.

Предлагаемый способ позволяет снизить нагрузку на сотовую радиосеть GSM в 3-5 раз, что подтверждается его опытным применением, выполненным заявителем с использованием - прибора Locarus 702x. Опытно-коммерческая эксплуатация нескольких экземпляров прибора Locarus 702x, система работы которых построена на использовании заявленного способа, в различных организациях показала снижение объема передаваемых на ССД данных от 3 до 5 раз, в зависимости от режима эксплуатации, без потери эффективности контроля ТС.