Глава 2.Штрих-кодовая идентификация

В мировой практике штриховое кодирование получило наиболь-

шее распространение из-за простоты и отсутствия необходимости снаб-

жать каждую упаковку груза дорогостоящими и сложными устройства-

ми идентификации. В этом случае на грузе размещаются только деше-

вые наклейки, а все оборудование для считывания данных может

располагаться стационарно на пути движения грузов. Помимо иденти-

фикации грузов, на транспорте штриховое кодирование получило рас-

пространение для идентификации различных документов, в том числе

билетной продукции.

2.1. Виды штрихового кодирования

Штриховой код представляет собой чередование темных и свет-

лых полос разной ширины, что соответствует определенным символам

кода. Это позволяет считывать данные даже с помощью самых простых

сканеров. Для возможности визуальной проверки под штриховым ко-

дом непосредственно печатается его числовой эквивалент.

Плотность или разрешение штрих-кода зависит от самого узкого

элемента – модуля и может варьироваться от высокого разрешения

(обычно до 0,23 мм), среднего (0,23–0,50 мм) до низкого разрешения

(более 0,50 мм). Примеры штрих-кода различного разрешения приве-

дены на рис. 2.1. Для повышения надежности считывания данных, если

позволяют размеры груза, следует выбирать низкое разрешение нане-

сения штрих-кода.

Общие требования к штрих-кодам на этикетках для отгрузки, транс-

портирования и приемки грузов определены в ГОСТ Р 51294.10–2002,

который идентичен международному стандарту ISO 15394–2000.

Для унификации и стандартизации записи информации о грузе

используются штриховые коды различных видов.

Линейные символики позволяют кодировать небольшой объем

информации (до 30 символов – обычно это цифры) и их можно считы-

вать недорогими сканерами. Для учета различных требований при об-

работке грузов на производственных складах, предприятиях розничной

торговли и на транспорте используется достаточно большое количество

различных видов линейных штрих-кодов.

Транспортная этикетка со штрих-кодом

Международной ассоциацией EAN International совместно с аме-

риканским Советом по унифицированным кодам UCC разработан стан-

дарт по уникальной идентификации и штриховому кодированию транс-

портных упаковок на всех этапах транспортирования – стандартная

этикетка EAN/UCC (The EAN/UCC Logistics Label). В его основе ле-

жит использование уникального серийного кода транспортной упаков-

ки – The Serial Shipping Container Code (SSCC-18) совместно с симво-

ликой штрихового кода EAN/UCC-128. Эти две составляющие позволя-

ют всем участникам доставки товаров на всем ее протяжении

использовать простое стандартное средство слежения за грузом.

Этикетка со штрих-кодом может содержать различный объем

данных в зависимости от уровня взаимодействия между участниками

транспортного процесса. Если все участники транспортировки исполь-

зуют интегрированную информационную систему, то данные на эти-

кетке могут содержать только уникальный идентификатор транспор-

тируемой единицы (license plate). В качестве уникального идентифи-

катора транспортируемой единицы на основании требований

межгосударственного стандарта ГОСТ30833–2002 могут использоваться:

– серийный код транспортной упаковки (SSCC), использующий

идентификатор применения, представленный в символике EAN/UCC-128

(рис. 2.8);

– уникальный идентификатор транспортируемой единицы, исполь-

зующий идентификатор данных FACT «J», представленный в символи-

ке Code 39 или Code 128 (рис. 2.9).

Выбор идентификаторов EAN/UCC или FACT зависит от практи-

ки, принятой в конкретной отрасли, информационных потребностей

и возможностей систем идентификации деловых партнеров.

Идентификаторы применения EAN/UCC – это поле, состоящее

из двух или более знаков и расположенное в начале строки кода, пред-

назначенное для уникальной идентификации формата и содержания этой

строки. Этот стандарт разрабатывался для использования в междуна-

родных системах поставок товаров и чаще используется торговыми орга-

низациями.

Идентификаторы данных FACT (Federation of Automatic Coding

Тechnologies – Федерация технологий автоматического кодирования) –

это знак или последовательность знаков, применяемых в позициях-пре-

фиксах для однозначной идентификации последующих данных. Иден-

тификаторы основаны на стандарте ANSI MH 10.8.2 и чаще использу-

ются производственными организациями в межотраслевой кооперации

и торговле.

требностей клиентов работают с обеими системами. Таким отраслям

приходится разрабатывать внутренние информационные системы, спо-

собные соотносить данные в обеих системах. В связи с различием под-

ходов к формированию идентификаторов применения EAN/UCC и иден-

тификаторов данных FACT невозможно обеспечить абсолютно точное

соотношение между ними. Сравнительные характеристики обеих сис-

тем идентификации приведены в табл. 2.2.

Хотя использование единой системы идентификации транспорти-

руемых единиц имеет неоспоримые преимущества, в современных ус-

ловиях в обе системы многочисленными организациями вложены зна-

чительные средства, и они считают переход к иной системе неоправ-

данным.

Уникальный идентификатор транспортируемой единицы должен

соответствовать следующим требованиям:

– начинаться с кода агентства выдачи (Issuing Agency Code – IAC),

который присвоен агентству выдачи органом регистрации;

– представляться в формате, установленном агентством выдачи;

– поддерживать уникальность так, чтобы ни одно агентство выда-

чи не могло повторно присвоить номер, пока не пройдет период време-

ни (6 месяцев или год – в зависимости от системы транспортировки),

достаточный для того, чтобы первоначальный номер утратил свое зна-

чение для любого пользователя;

– содержать только цифры и прописные латинские буквы;

– не превышать 20 знаков;

– располагаться в нижней части этикетки.

Преимущества использования стандартной этикетки SSCC участ-

никами транспортного процесса заключаются в следующем:

• Соответствие межотраслевым и международным стандартам.

Незначимость серийного кода транспортной упаковки SSCC-18 позво-

ляет всем лицам и организациям с его помощью идентифицировать

любые грузы (отдельные контейнеры, группы упаковок, являющиеся

частью более крупной партии, предназначенной к доставке) на единой

международной основе. Стандартная этикетка EAN/UCC полностью со-

вместима с признанными международными стандартами ISO и CEN/MITL

(Multi Industry Transport Label) в соответствии со стандартом Европей-

ского Союза EN 1573.

• Надежность считывания данных обеспечивается за счет исполь-

зования в этикетке символики штрихового кода EAN/UCC-128, кото-

рый является одним из самых надежных методов автоматического сбо-

ра данных. Стандарт символики штрихового кода EAN/UCC-128 пре-

дусматривает двойную проверку правильности считывания.

• Экономия времени и снижение расходов. Использование стан-

дартной этикетки EAN/UCC способствует снижению ошибок при вы-

полнении как внешних, так и внутренних логистических операций. Все-

ми партнерами используется единая этикетка на всех этапах транспор-

тирования. Она может включать самые разные данные. Информацию

на этикетку транспортной упаковки первоначально наносит изготови-

тель продукции. В дальнейшем она используется всеми сторонами, на-

чиная с перевозчика и заканчивая конечным потребителем.

• Взаимосвязь между физическими и информационными пото-

ками.Стандартная этикетка EAN/UCC обеспечивает однозначное соот-

ветствие между маркировкой товаров штриховыми кодами и информа-

цией об этих товарах, передаваемой в виде сообщений электронного

обмена данными.

Хотя минимальные требования к стандартной этикетке EAN/UCC

ограничиваются наличием кода SSCC, для обеспечения проверки вво-

димого ключа и диагностики ситуации в результате сбоев работы авто-

матического оборудования (в том числе – в процессе передачи элект-

ронных сообщений между участниками транспортного процесса) в до-

полнение к штриховому коду необходимо обеспечить визуальное

представление знаков, содержащих закодированные данные. В соответ-

ствии с требованиями участников транспортного процесса на этикетке

может присутствовать информация в виде текста для чтения, не являю-

щаяся расшифровкой данных штриховых кодов.

Уникальный идентификатор транспортируемой единицы каждый

участник транспортировки будет использовать в качестве ключа для

доступа к соответствующим сведениям в базе данных. Используя об-

щий для всех идентификатор, каждый участник транспортировки груза

на своем этапе доставки будет использовать свою специфическую ин-

формацию, при необходимости передавая ее другим участникам, напри-

мер, как это представлено в табл. 2.3.

Примеры основных этикеток, использующих штрих-код для ссылки

к базам данных участников транспортного процесса, приведены

на рис. 2.10 и 2.11.

Если в системе транспортировки отсутствует возможность исполь-

зования единой базы данных о транспортируемых грузовых единицах,

то этикетка должна содержать весь объем данных, необходимых для дос-

тавки и обработки груза (расширенная этикетка). Информация, представ-

ленная в расширенной этикетке, структурируется в трех сегментах:

• перевозчика – дополнительно к ключу базы данных перевозчика

этот сегмент может содержать такие данные, как идентификатор отгрузки,

наименование отправителя и получателя и их адреса, инструкции

по доставке и т. п.;

• заказчика – дополнительно к ссылке на базу данных заказчика

этот сегмент может содержать такие данные, как каталожные номера,

присвоенные заказчиком;

• поставщика – дополнительные данные, исходящие от поставщика,

могут содержать идентификатор продукции, номер партии, размеры и т. п.

Современный уровень организации транспортного процесса с ис-

пользованием логистических технологий требует обработки информа-

ции о грузе в режиме реального времени. Поэтому на этикетке, иденти-

фицирующей грузовую единицу, может располагаться информация про-

изводителя, отправителя, перевозчика и получателя, закодированная

с помощью разных стандартов штрихового кодирования. Примеры рас-

ширенных транспортных этикеток приведены на рис. 2.12 и 2.13. При-

мер этикетки, содержащей уникальный идентификатор транспортируе-

мой единицы и двумерные символы для дополнительных данных тор-

говых партнеров, приведен на рис. 2.14.

При выборе материала этикетки и метода ее крепления к транс-

портируемой единице должны быть выполнены следующие условия:

– крепление к транспортируемой единице должно сохраняться

в течение всего срока службы этикетки;

– считывание данных должно обеспечиваться на протяжении все-

го срока службы этикетки без потери качества;

– сохранность этикетки должна обеспечиваться с учетом воздей-

ствия внешних факторов окружающей среды, например, пыли, песка,

повышенной температуры, солнечного излучения, повышенной влаж-

ности и т. п.;

– возможность удаления этикетки установленными методами пос-

ле исчерпания срока ее службы.

Система способна отслеживать процесс выполнения смешанных

перевозок грузов и обеспечивать информационный обмен между всеми

участниками доставки. Помимо этого, наличие данных о местоположе-

нии ТС и пункте назначения позволяет прогнозировать интенсивность

движения и в случае необходимости перераспределять транспортные

потоки или, при наличии связи с водителем, управлять маршрутом его

движения.

Стандарт ИСО 17261 определяет следующие основные термины:

• Автоматическая идентификация оборудования (AEI) – процесс

идентификации оборудования или грузовых единиц, которые использу-

ются в инфраструктуре доставки грузов на основе считывания инфор-

мации с установленных на них датчиков с определенной структурой

данных.

• Автоматическая идентификация ТС (AVI) – процесс идентифи-

кации ТС на основе считывания информации с установленных на них

датчиков с определенной структурой данных.

• Отправитель груза – сторона, которая отправляет груз другой

стороне. Отправителем груза может быть производитель товара, прода-

вец, агент или частное лицо.

• Информационный менеджер – специалист, обеспечивающий

обмен данными в системе. Функции информационного менеджера мо-

гут быть рассредоточены между субъектами системы или выполняться

специальным органом.

Стандарт ИСО 14816 «Автомобильный транспорт и телематика

дорожного движения. Автоматическая идентификация ТС и оборудова-

ния. Нумерация и структура данных» предусматривает следующую

структуру данных для использования в интеллектуальных транспорт-

ных системах:

0 – зарезервировано для целей стандартизации;

1 – данные в зависимости от используемого приложения, которое

обрабатывает считываемую информацию (56 бит);

2 – серийный номер фирмы-производителя оборудования (48 бит);

3 – время и место считывания данных (176 бит);

4 – номерной знак ТС;

5 – номер шасси ТС – VIN (136 бит);

6 – зарезервировано для целей стандартизации;

7 – номер грузового контейнера (93 бита);

8 – код налогоплательщика;

9–31 – зарезервировано для целей стандартизации.

Согласно стандарту ИСО 14815 «Автомобильный транспорт и те-

лематика дорожного движения. Автоматическая идентификация ТС

и оборудования. Спецификации системы» оборудование, устанавливае-

мое на подвижные единицы, подразделяется на следующие классы

в зависимости от его характеристик:

A1–A4 – число считываний данных в год (от 20 до 2000);

B1–B9 – минимальный срок службы (от 15 лет до 1 месяца);

C1–C6 – дистанция до считывателя (от 20 до 0,5 м);

D1–D6 – количество радиометок, которые могут одновременно

находиться в зоне считывания (от 0,1 до более 100 на 1 м

3

простран-

ства);

E1–E4 – минимальная дистанция между радиометками (от 1 см);

F1–F7 – допустимая скорость прохождения радиометки относи-

тельно считывателя (от 240 до 3,6 км/ч).

Компания Benetton Group, занимающаяся продажей одежды, нача-

ла оснащать свои изделия и упаковки RFID-этикетками1

c 2003 г. Иден-

тификаторы RFID встраиваются непосредственно в ярлыки для одеж-

ды и этикетки на упаковочных коробках, куда впечатывается антенна и

полупроводниковая микросхема толщиной около миллиметра. Компа-

ния торгует только собственными товарами, что ликвидирует проблему

совместимости RFID-этикеток и считывающего оборудования. Новая

система позволит существенно усовершенствовать логистику фирмы за

счет того, что в процессе доставки товаров в 5 тыс. магазинов Benetton,

расположенных в 120 странах, в любом пункте можно за считанные

минуты ввести самые подробные данные о поступившем товаре (цвет,

размер, фасон и т. п.). Это позволит существенно быстрее реагировать

на спрос в различных магазинах, а в самих магазинах значительно со-

кратит время на поиск и распаковывание нужного товара.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ НА ОСНОВЕ СМАРТ-КАРТ

Смарт-карта в отличие

от банковских карточек с магнитной

полосой, имеет интегральную мик-

росхему, которая позволяет хранить

и обрабатывать информацию в элек-

тронном виде. Внешний вид смарт-

карты приведен на рис. 4.1.

Основные преимущества

смарт-карт заключаются в следу-

ющем:

• Большая емкость памяти (не менее 32 Кб) позволяет хранить

служебную информацию и выполнять требуемые операции без соеди-

нения с процессинговым центром.

• Наличие надежной встроенной системы защиты данных.

• Обмен данными со считывателем в зашифрованном виде.

• Большая долговечность и надежность в эксплуатации.

Смарт-карты в зависимости от назначения могут выполняться

с микропроцессором или только с интегральной микросхемой памяти.

По способу обмена данными со считывателем смарт-карты могут иметь

контактный, бесконтактный или сдвоенный интерфейс.

Блок-схема смарт-карты приведена на рис. 4.2. Центральный про-

цессор управляет считыванием, обработкой и хранением данных. По-

стоянные данные, сформированные при изготовлении смарт-карты, хра-

нятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), данные пользо-

вателя и программный код записываются в энергонезависимую память

(ЭСПЗУ). Для обработки данные переносятся в оперативную память

(ОЗУ). Для разгрузки микропроцессора выполнение ресурсоемких опе-

раций шифрования данных возлагается на сопроцессор. Обмен данны-

ми со считывателем реализуется с помощью схемы ввода-вывода.

Бесконтактные смарт-карты широко используются на транспорте.

На общественном транспорте пассажиры предъявляют свои смарт-кар-

ты специальному аппарату-контролеру, который установлен в автобусе

(рис. 4.3). Стоимость проезда, которая опре-

деляется типом транспорта и пассажира

(взрослый, студент и т. п.), автоматически

вычитается из содержащейся на карте суммы.

Смарт-карты, работающие на основе

бесконтактной технологии Mifare компании

Philips Semiconductors, содержат цифровую

идентификационную фотографию, имя, но-

мер пропуска и производителя, срок дей-

ствия карты и право на проезд. Карты чи-

таются на бесконтактных терминалах, ин-

тегрированных в электронные устройства

для продажи билетов, установленные в автобусах. На экран устройства

выводятся данные о месте посадки в автобус и точке назначения, для ко-

торых действительна оплата картой. В дополнение к этому на мониторе

загораются красная, желтая или зеленая лампочка для того, чтобы пока-

зать, действителен или нет проездной билет, а также – верна ли оплата.

Бесконтактные проездные карты уже успели снискать себе высо-

кую популярность в странах Евросоюза. Так, масштабные проекты

по внедрению микропроцессорных транспортных карт к настоящему вре-

мени успешно реализованы в Берлине, Лондоне, Париже, Риме и т. д. Ха-

рактерно, что подобные проекты планируются к внедрению и в России.

За почти десятилетний срок внедрения микропроцессорных тех-

нологий в локальных городских транспортных проектах они успели

достигнуть необходимого уровня развития, позволяющего применять

их и в более крупных транспортных системах, например, регионально-

го масштаба. Использование бесконтактных смарт-карт в транспортных

программах позволяет не только значительно сократить время оплаты

проезда пассажиром, а значит, избавиться от проблемы очередей,

но и в долгосрочной перспективе сократить постоянные издержки транс-

портных сетей за счет снижения расходов, связанных с выпуском одно-

разовых бумажных проездных билетов.

Кроме того, использование микропроцессорных проездных сулит

значительные выгоды не только пассажирам, но и самим транспортным

операторам. Прежде всего, это касается, безусловно, повышения их до-

ходов от оплаты проезда. Так, например, инициаторы московской смарт-

карточной системы оплаты проезда не скрывают, что основная цель ее

создания – отлов «безбилетников».

Помимо увеличения транспортных сборов, эксперты отмечают, что

микропроцессорные проездные представляют вполне реальный инте-

рес и в связи с возможностью добавления в их память дополнительных

функциональных приложений, таких как «электронный кошелек», при-

ложения для e-банкинга и электронного правительства.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

5.1. Мониторинг работы транспортных средств

Основной особенностью эксплуатации автотранспортных средств

(АТС) является их работа в отрыве от производственной базы – места

планирования и управления перевозочным процессом. Таким образом,

для эффективного управления перевозочным процессом необходимо

получать достоверные данные о ходе его выполнения, которые форми-

руются вне предприятия, выполняющего данные перевозки. На автомо-

бильном транспорте с этой целью используются специальные устрой-

ства, которые называются тахографами.

Тахограф – это контрольное устройство для непрерывной регист-

рации пройденного пути и скорости движения, времени работы и отды-

ха водителя. Тахограммы (регистрационные листки) представляют

собой картонные диски и используются для документальной регистра-

ции режимов движения АТС в тахографах.

В ближайшее время дисковые тахографы постепенно будут заме-

нены электронными. Диск тахограммы заменят специальная идентифи-

кационная пластиковая карточка водителя с его фотографией, на кото-

рую будет записываться информация о режимах движения АТС в тече-

ние длительного времени, и принтер, с помощью которого можно

распечатать оперативную информацию (например, в пути следования).

Сам электронный тахограф, похожий на автомобильную магнитолу

(рис. 5.1), оснащается объемом памяти, которой хватит на хранение

информации в течение года эксплуатации. Одновременно в тахограф

могут быть установлены две карточки. Электронный тахограф можно

соединить с другими системами автомобиля и записывать дополнитель-

ную информацию, которую могут использовать работники контролиру-

ющих и технических служб.

Новый тахограф будет предупреждать водителя, если тот превы-

сит допустимое время безостановочного или суточного вождения. Со-

ответственно, предусмотрено и много дополнительных функций: напри-

мер, вывод информации на принтер, подключение к спутниковой связи

и автоматическая передача данных в автотранспортное предприятие

(АТП), противоугонные функции и т. п. Использование тахографов оп-

ределяется Правилами использования тахографов на автомобиль-

ном транспорте в Российской Федерации, утвержденными приказом

Минтранса РФ № 86 от 07.07.98.

Тахографы, применяемые в Российской Федерации, должны соот-

ветствовать требованиям международного договора ЕСТР и иметь сер-

тификат об утверждении типа средств измерений, допускающий тахог-

рафы к применению в РФ, а также действующее свидетельство о прове-

дении их государственного метрологического контроля (поверки) или

поверительное клеймо. Свидетельство о поверке тахографа хранится в

течение установленного срока и предъявляется по требованию инспек-

тирующих органов.

В РФ в настоящее время наиболее распространены тахографы

Kienzle 1318 производства фирм «ФДО Автомобильные компоненты»

(Россия) или VDO Kienzle (Германия) и тахографы Veeder-Root 8400

(Великобритания).

Для получения более детальных данных относительно маршрута

движения используются методы слежения (vehicle tracking)2

и трасси-

рования (vehicle tracing)3

ТС, которые часто заменяются одним поняти-

ем контроля работы ТС. Это связано с тем, что, как правило, использо-

вание только одного метода не позволяет определить местоположение

ТС с высокой точностью и надежностью. На практике используют ком-бинацию методов на основе различных датчиков, классификация кото-

рых приведена на рис. 5.2.

Абсолютное определение местоположения ТС позволяет получить

данные о географической широте и долготе, скорости и времени изме-

рения, но требует наличия соответствующей космической или назем-

ной навигационной инфрастуктуры, средств связи и т. п.

Использование датчиков относительного местоположения пред-

ставляет собой наиболее простое решение. Метод основан на суммиро-

вании приращения траекторий и углов направления движения относи-

тельно начальной точки. Конечные координаты ТС {x

n

, y

n

} определяют-

ся по формулам:

cosα ;

1

0

0 i

n

i

n i

x = x +

∑l

−

=

sinα ,

1

0

0 i

n

i

n i

y = y +

∑l

−

=

где {x

0

, y

0

} – исходные координаты ТС; l

i

– расстояние, пройденное

на участке i без изменения направления; αi

– угол вектора направления.

Основной недостаток метода заключается в суммировании погреш-

ностей при каждом измерении. Избежать этого можно за счет уменьше-

ния интервала между измерениями. Для этого используются датчики

абсолютного положения АТС. Для маршрутных автобусов начальной

точкой отсчета может являться остановочный пункт, местоположение

которого заранее известно.

Контроль работы автобусов является ключевым этапом, от кото-

рого зависит качество обслуживания пассажиров. Классификация ме-

тодов контроля работы маршрутных автобусов приведена на рис. 5.3.

Сравнительная характеристика методов контроля работы автобусов при-

ведена в табл. 5.1.

Визуальный контроль работы автобусов линейными диспетчера-

ми не отвечает современным требованиям к качеству пассажирских

перевозок, так как даже при наличии простейших технических средств

в виде штамп-часов не может обеспечить достоверность отчетных дан-

ных. Получение данных только после окончания рейсов снижает воз-

можности оперативного вмешательства для внесения корректировок

в план работы автобусов.

Основным направлением развития современных систем контроля

на пассажирском транспорте является оснащение автобусов соответствую-

щим бортовым оборудованием. Практически все фирмы, производящие элек-

тронное оборудование для автобусов, встраивают в бортовой контроллер си-

стему спутниковой навигации и устройство передачи данных. Для передачи

данных в основном используется либо технология Bluetooth, либо GPRS.

Технология Bluetooth используется для передачи данных на корот-

кие расстояния на конечных или остановочных пунктах с последующей

передачей по проводным или беспроводным сетям в диспетчерский пункт.

Технология GPRS позволяет передавать данные, используя системы со-

товых операторов связи, непосредственно на диспетчерский пункт.

Кроме решения задач диспетчерского управления, спутниковая

навигация используется и для реализации зональной системы оплаты

проезда пластиковыми картами. Хотя все новые системы рассчитаны

на использование смарт-карт, на автобусном транспорте продолжают

широко использоваться магнитные карты (билеты) и устройства типа

Touch Memory. Последнее выполнено в виде металлической таблетки

диаметром 16 мм, имеет энергонезависимую память и позволяет зашиф-

ровать всю информацию о пассажире, необходимую для его идентифи-

кации4

.

При построении систем управления работой автобусов наблюда-

ется устойчивая тенденция перехода от систем, построенных на несколь-

ких контроллерах разных производителей, к единому комплексу на ос-

нове унифицированного бортового оборудования, которое позволяет

решать следующие задачи:

– учет транспортной работы и диспетчерское управление в ре-

жиме реального времени;

– безналичная оплата проезда на основе бесконтактных пласти-

ковых карт;

– система учета входящих и выходящих пассажиров;

– управление маршрутными указателями и автоматическое ин-

формирование пассажиров о текущей и следующей остановках;

– диагностика и мониторинг основных систем автобуса;

– запись видеоинформации в салоне автобуса;

– автоматическая передача данных с борта автобуса.

В связи с высокой стоимостью таких комплектов бортового обо-

рудования (от 3 до 10 тыс. евро на один автобус в зависимости от набо-

ра выполняемых функций) для их внедрения используются различные

инвестиционные схемы. Например, в столице Южной Кореи г. Сеуле

был заключен контракт между муниципалитетом города, инвестором

(национальный банк Кореи) и системным интегратором проекта (фир-

ма, которая внедряет и эксплуатирует систему, – Korea Smart Card)5

.

Инвестор выделяет городу или перевозчикам кредит, и эти денежные

средства поступают на счет системного интегратора. На данный кредит

системный интегратор закупает у производителя (в данном случае фир-

ма LG) бортовое оборудование, устанавливает его на АТС, оборудует

процессинговый центр, приобретает необходимую компьютерную тех-

нику, передает пользователям соответствующее программное обеспе-

чение, обучает персонал и запускает систему в эксплуатацию. Перевоз-

чик погашает выданный кредит за счет доходов, получаемых от перево-

зок (3–5 % от каждой поездки).

5.1.2. Автоматизация слежения за грузами

Слежение за грузами в процессе транспортировки является одной

из самых сложных задач транспортной фирмы. При этом возможность

в любой момент времени точно знать местонахождение груза, скорость

его транспортировки и другие параметры, характеризующие процесс

доставки, является важнейшей составляющей качества обслуживания

заказчиков.

Благодаря развитию телематики, и особенно в области коммуни-

каций с подвижными объектами, условия использования средств авто-

матизации слежения за грузами становятся все более благоприятными

для организаторов перевозки. Развивается стандартизация как техни-

ческих средств, так и обеспечивающего их функционирование про-

граммного обеспечения. Эти средства производятся серийно, и их сто-

имость постоянно снижается. Схема использования средств автомати-

зации слежения за грузами на транспорте приведена на рис. 5.4.

В современной практике слежение за грузами выполняется для

установки их точного местонахождения в любой момент времени и кон-

троля их состояния в процессе транспортировки. Как правило, опреде-

ление местонахождения груза привязано к транспортному средству,

на котором перевозится груз. Как только груз сгружается с транспорт-

ного средства, его положение фиксируется в точке разгрузки (склад, тер-

минал, порт и т. п.). Хотя технически можно установить средства опре-

деления местоположения непосредственно на груз, это практически

не используется, так как для массовых грузов пока экономически

не оправдано.

Метод определения местонахождения транспортного средства за-

висит от вида транспорта. Для определения местонахождения автомо-

билей и судов используются системы трассирования или навигацион-

ные системы. Местоположение подвижного состава железнодорожно-

го транспорта фиксируется на промежуточных станциях. Со станций

информация передается по сетям связи в информационную систему, где

может быть доступна организатору перевозок.

Для кодирования видов груза в системах слежения необходимо

придерживаться требований ОКВГУМ6

, который входит в состав Еди-

ной системы классификации и кодирования технико-экономической

и социальной информации (ЕСКК) в РФ. В основу ОКВГУМ положена

Рекомендация 21 Рабочей группы по упрощению процедур междуна-

родной торговли ЕЭК ООН «Коды для видов грузов, упаковки и упако-

вочных материалов». ОКВГУМ предназначен:

иалов при перевозках на всех видах транспорта;

– упрощения механизации погрузочных операций, хранения

и контроля транспортирования груза;

– обеспечения статистической отчетности и экономического ана-

лиза перевозимого груза.

Под видом груза понимается груз, состоящий из однотипных пред-

метов или упаковок и сведенный к одной единице, форма которой вли-

яет на грузовые операции, транспортирование и хранение.

ОКВГУМ имеет структуру, состоящую из следующих трех фасетов:

• Фасет 1 «Виды грузов» содержит одноразрядный код вида гру-

за, используемый для определения требований к грузовым операциям,

транспортированию и хранению.

• Фасет 2 «Виды упаковки» в двухзначном коде содержит сведе-

ния о внешней форме упаковки и ее вместимости или массе помещае-

мого груза.

• Фасет 3 «Виды упаковочных материалов» содержит однораз-

рядный код, используемый для кодирования материала упаковки.

Например, код 4212 обозначает картонные ящики массой 1 кг или

менее, уложенные на поддон; код 0065 – сжатый газ в металлической

цистерне.

5.2. Методы восстановления трассы движения транспортного

средства

Трассировщики – это устройства для отслеживания трассы и ре-

жимов работы ТС. Основой этих устройств являются датчики для отно-

сительных измерений пройденного расстояния и направления движе-

ния. Для измерения пройденного расстояния используются датчики,

которые устанавливаются на приводном валу трансмиссии или колесах.

В трансмиссии используются датчики следующих типов:

• Электромагнитные – вырабатывают напряжение в виде сину-

соиды, пропорциональное скорости вращения по амплитуде и частоте.

В связи с тем, что такие датчики не пригодны для низких скоростей

вращения и им свойственны нелинейные искажения, их использование

на практике незначительно.

• Датчики Холла – генерируют выходное напряжение прямоуголь-

ной формы, размах амплитуды которого не зависит от скорости враще-

ния. Требуют очень точной установки и защиты от высоких температур

и магнитных полей.

На колесах используются следующие датчики:

• Датчики вращения постоянного тока – вырабатывают напря-

жение, пропорциональное скорости вращения по амплитуде.

• Импульсные датчики – генерируют импульс на каждый оборот

вала. Для этого могут использоваться измерители индуктивные, элект-

роконтактные, вихревых токов или оптоэлектрические.

Для измерения угла поворота ТС используются гироскопы, кото-

рые в зависимости от принципа действия подразделяются на механи-

ческие, оптические, пневматические и вибрационные. На автомобилях

чаще всего используют вибрационные гироскопы, изготовленные

из искусственного кварца, которые отличаются высокой надежностью

и стабильностью показаний.

В современных системах все чаще используется система диффе-

ренциальных измерений. В этом случае на передней или задней оси

на левом и правом колесах устанавливаются два импульсных датчика

пройденного расстояния. Путем усреднения показаний обоих датчиков

определяют пройденное расстояние, а разность частот импульсов ис-

пользуется для определения изменения направления движения. Доста-

точно точная коррекция показаний датчиков возможна, если в памяти

устройства записана цифровая карта местности.

При наличии дополнительных датчиков в устройстве может запи-

сываться и иная информация. Карточка памяти извлекается из устрой-

ства после окончания рейса или смены, и ее данные сравниваются

с плановыми.

Примером технического средства на основе гироскопа, обеспечи-

вающего решение задачи трассировки, является разработанная

в ОАО «ВНИИтрансмаш» (Санкт-Петербург) автоматизированная бор-

товая информационно-измерительная система (БИИС). БИИС реша-

ет все задачи контроля параметров и характеристик технологического

процесса пассажирских перевозок и позволяет автоматически, без уча-

стия водителя, осуществлять контроль предельного технического со-

стояния автобуса и информирование водителя о выходе указанных па-

раметров за пределы, обеспечивающие безопасное движение.

Функционирование БИИС обеспечивается с помощью специали-

зированных микроконтроллеров с использованием в качестве основныхисточников первичной информации штатных датчиков автобуса (дат-

чики технического состояния силового агрегата и трансмиссии, тормоз-

ной системы и др.). Кроме того, имеется возможность подключения

и специализированных датчиков, например, датчиков функционально-

го состояния водителя. При выходе какого-либо из контролируемых па-

раметров за заданные пределы БИИС выдает водителю предупреждаю-

щий световой и звуковой сигналы, водитель имеет возможность с помо-

щью встроенного дисплейного индикатора определить источник

неисправности (отказа). Информация о всех неисправностях запомина-

ется и накапливается в памяти БИИС.

Кроме этого, БИИС обеспечивает решение задачи автоматизиро-

ванного контроля пространственно-временного положения ТС на мар-

шруте в соответствии с расписанием (графиком) без использования ка-

ких-либо внешних специализированных технических средств (напри-

мер, радиомаячков или контрольных пунктов, расположенных на трассе

движения, спутниковой навигационной системы и др.). Это обеспечи-

вает полную независимость от транспортно-дорожной инфраструкту-

ры города и от технических средств, находящихся в ведении других ве-

домств (например, GPS), а также существенно снижает стоимость всей

системы. Это позволяет «привязать» данные о текущем техническом

состоянии автобуса к пространственно-временной шкале и использо-

вать информацию, накапливаемую в БИИС в процессе движения, при

анализе ДТП и других нештатных ситуаций на маршруте (функция «чер-

ного ящика»).

Информационный обмен между БИИС и внешними устройствами

обработки данных (например, автоматизированными рабочими места-

ми диспетчерского персонала) осуществляется с использованием «твер-

дого» носителя (флэш-карты), который используется также в качестве

электронного путевого листа.

В состав БИИС входят системный блок и модуль электронного

путевого листа. Основные технические характеристики: потребляемая

мощность – 15Вт, габаритные размеры – 280×180×80 мм, число кана-

лов обработки информации (подключаемых датчиков первичной инфор-

мации) – 21 дискретный и 8 аналоговых, информационная емкость флэш-

карты – 128 Кбайт, время звучания речевого информатора – 320 с,

информативность дисплейного индикатора – 2 строки по 20 знаков. Примером трассировщика на основе космической навигационной

системы является GPS-система контроля автотранспорта «Маркер»

7

.

Координаты автомобиля записываются на флэш-карту, данные с кото-

рой могут быть переписаны на компьютер через кабель. С системой

поставляется соответствующее картографическое программное обеспе-

чение для визуального анализа полученных данных.

5.3. Навигационные системы на автотранспорте

Навигационные системы предназначены для определения мес-

тонахождения ТС. Навигационные системы различаются на космичес-

кие (глобальные) и наземные.

В качестве навигационных систем на транспорте в основном ис-

пользуются GPS (Global Positioning System – глобальные системы пози-

ционирования), которые позволяют определять географические коор-

динаты и высоту расположения подвижного объекта с высокой точнос-

тью (от 5 до 100 м). GPS – основана на обработке сигналов спутниковой

системы глобального позиционирования Navstar. Система Navstar со-

стоит из 24 спутников и принадлежит Министерству обороны США,

которое предоставляет их для гражданских пользователей безвозмезд-

но. С каждого спутника непрерывно передаются радиосигналы: специ-

альным образом закодированные метки времени, позволяющие синх-

ронизировать часы в приемниках GPS, установленных на подвижных

объектах, и с очень высокой точностью вычислять время прохождения

сигнала от спутника до приемника. Применяемые для кодирования псев-

дослучайные последовательности дают возможность передавать эту

информацию без значительных затрат мощности и принимать ее с по-

мощью антенн очень малого размера. В свою очередь каждый спутник

получает информацию о своих координатах от сети наземных станций

слежения. Для определения своего местоположения оборудование GPS,

установленное на ТС, должно «увидеть» не менее четырех спутников.

Хотя положение точки в двумерной плоскости однозначно определяет-

ся из трех точек, четвертый спутник необходим для коррекции времени

в приемниках GPS, в которых, в отличие от спутников, имеющих высо-

коточные атомные часы, используются менее точные кварцевые. Боль-

шее количество спутников необходимо для определения координат

в трехмерном пространстве (с учетом высоты местности) и для повы-

шения точности измерений, так как сигнал от спутника может быть ис-

кажен отражением от высоких зданий, природных преград и т. д.

Система, аналогичная GPS, имеется и в РФ. Она называется

ГЛОНАСС, но пока ее распространение весьма ограничено, так как чис-

ло эксплуатируемых спутников мало, а компоненты системы существен-

но дороже и больше по габаритам, чем в GPS. Используемые частоты

и кодировка сигнала в обеих системах принципиально совместимы, по-

этому ряд фирм выпускает приемники, способные работать одновре-

менно со спутниками как GPS, так и ГЛОНАСС. Это существенно по-

вышает точность и надежность измерений из-за увеличения гарантиро-

ванного числа спутников, используемых для навигации.

В скором времени к двум упомянутым системам должна добавиться

третья. Европейская система навигации GALILEO будет совместима

с GPS и использоваться исключительно в гражданских целях.

Использование навигационных систем на транспорте в РФ осно-

вывается на Постановлении Правительства Российской Федерации

№ 641 от 25.08.08 «Об оснащении транспортных, технических

средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС

или ГЛОНАСС/GPS». Помимо задач управления транспортным про-

цессом, использование навигационных систем с точки зрения общего-

сударственных интересов преследует следующие основные цели:

1. Информационное обеспечение безопасности перевозок (в пер-

вую очередь – опасных грузов) с автоматизированным обнаружением

мест ДТП и чрезвычайных ситуаций и оперативным взаимодействием

с органами МВД, скорой медицинской помощи и МЧС.

2. Создание систем с автоматическим определением местонахож-

дения АТС, способных в режиме реального времени решать задачи уп-

равления транспортными потоками, автоматически принимать сигналы

бедствия «SOS» от водителя транспортного средства, устанавливать

связь с оперативными службами МВД и МЧС.

3. Обеспечение управления и передислокации АТС на линии

при выполнении мероприятий по ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Несмотря на глобальный характер навигации с использованием тех-

нологии GPS, она имеет ряд недостатков, которые существенно влияют

на точность получаемых данных. Основные из них следующие:

– помехи в канале передачи данных между спутниками и прием-

ником GPS;

– скачкообразные изменения совокупности спутников, на основе

которых производятся измерения;

– потеря видимости спутников в условиях плотной застройки,

в горных условиях и в зонах полюсов земного шара;

– дискретность работы приемника GPS (например, при скорости

ТС 100 км/ч обычный приемник GPS будет проводить измерения толь-

ко через каждые 30 м пути).

Навигационные системы делятся на две группы: навигационные

системы водителя и диспетчерские навигационные системы.

Навигационные системы водителя (НСВ) предназначены для

указания, с помощью дисплея на приборной панели, текущего местона-

хождения ТС водителю, прокладки кратчайшей трассы маршрута, кон-

троля установленного графика движения. Практически все современ-

ные НСВ используют для определения местонахождения АТС систему

GPS. Наибольшая точность НСВ достигается при ее сочетании с трас-

сировщиком. В этом случае неизбежные погрешности корректируются

по условию минимума среднеквадратической ошибки. Такие системы

получили название интегрированных систем GPS – Dead Reckoning /

GPS (DRGPS). Схема такой системы приведена на рис. 5.5.

(DGPS). Ее принцип основан на использовании двух приемников. Один –

ведущий – расположен на опорной станции, координаты которой опре-

делены с высокой точностью. Второй приемник располагается на ТС.

Так как координаты первого приемника известны, сигналы со спутни-

ков могут быть скорректированы для получения правильного значения.

Сигнал коррекции передается на приемник ТС. Эффективность коррек-

ции будет зависеть от расстояния между ТС и опорной станцией, а так-

же от качества используемого оборудования.

По типу исполнения НСВ могут быть:

– картографические – показывают местоположение и трассу мар-

шрута на карте, отображаемой на относительно большом графическом

дисплее;

– маршрутные – указывают водителю направление движения

в соответствии с местонахождением ТС, выполняются в виде стандарт-

ной магнитолы с небольшим экраном.

По типу действия НСВ могут быть:

– пассивные – планируют и отслеживают маршрут движения

на основании записанной в память или на лазерный диск цифровой карты;

– управляемые – могут вносить изменения в маршрут на основа-

нии информации, получаемой от систем управления дорожным движе-

нием.

Последний тип НСВ является наиболее перспективным, так как

позволяет избежать попадания АТС в зоны заторов, но требует разви-

той инфраструктуры управления движением с современными средства-

ми телематики.

Диспетчерские навигационные системы (ДНС) предназначены

для передачи данных о местонахождении ТС на диспетчерский пункт

(АТО). В этом случае, как это показано на рис. 5.6, в ДНС дополнитель-

но появляются блоки передачи координат ТС в АТО и соответствующее

программное обеспечение диспетчерского пункта. Передача координат

может осуществляться с помощью космической, модемной, транкинго-

вой или сотовой связи.

При использовании космической связи выбор может быть сделан

между двумя принципиально различными системами – на базе геоста-

ционарных спутников Inmarsat и Eutelsat и низкоорбитальных спутни-

ков Iridium, Globalstar, Orbocomm (спутниковые терминалы Magellan).

Низкоорбитальные системы наиболее привлекательны из-за меньшей

стоимости оборудования, но на полномасштабный эксплуатационный

уровень они выйдут только через несколько лет. Поэтому диспетчерс-

ких систем, построенных на базе такой связи, в ближайшее время ожи-

дать не приходится.

Наиболее широко на рынке России представлены диспетчерские

системы, построенные с использованием связи стандарта Inmarsat-C.

Этот стандарт предусматривает передачу цифровых сообщений опре-

деленной длины. Передача информации обеспечивается на всей терри-

тории земного шара, за исключением приполярных областей. Время

доставки сообщения адресату не превышает 5–7 мин.

Диспетчерская система, построенная на связи со спутниками

Eutelsat, обладает примерно такими же функциями, но область связи

ограничена европейской частью России.

Транкинговые системы связи могут покрывать значительные пло-

щади. За счет объединения отдельных ретрансляторов в единую логи-

ческую структуру потребитель избавляется от необходимости заботиться

о переключении радиочастотных каналов при перемещении в рамках

системы. В мире и в России развернуты и эксплуатируются транкинго-

вые системы различных стандартов: SmarTrunk, MPT 1327, LTR,

SmartZone, EDACS и т. п. В нашей стране наиболее перспективны, как

база для построения систем контроля ТС, системы стандартов MPT 1327

и LTR. На сегодняшний день многие фирмы предлагают в рамках стан-

дарта МРТ 1327 использование SDM (Short Data Message – служба ко-

ротких цифровых посылок). При этом нет явного конфликта между пе-

редачей навигационной информации и голосовых сообщений, время

передачи единичной посылки цифровой информации уменьшается

до долей секунды (если передавать по голосовому каналу, то это время

может быть 2–4 с). Стандарт LTR имеет только голосовой канал, но бо-

лее высокие показатели скорости передачи данных.

При выборе для передачи координат ТС сотовой связи необходи-

мо учитывать зону покрытия и загруженность сетей оператора в дан-

ном регионе.

С целью минимизации затрат данные о местонахождении ТС

на диспетчерский пункт можно получить через Интернет. В этом слу-

чае не требуется оснащение диспетчерского пункта дорогостоящим кар-

тографическим программным обеспечением. Достаточно доступа в Ин-

тернет с помощью стандартной программы просмотра.

Современная концепция построения ДНС предполагает их теле-

коммуникационное обеспечение с помощью внешних аппаратно-про-

граммных средств (каналов связи), арендуемых у предприятий-опера-

торов. Передача данных по стандартным телефонным каналам в насто-

ящее время технически и экономически малоэффективна, что заставляет

разработчиков информационных систем применять средства связи, ис-

пользующие современные технологии передачи данных. Операторы свя-

зи, со своей стороны, предлагают услуги по передаче данных, позволяю-

щие современным навигационным системам эффективно работать.

В табл. 5.2 представлены требования к значениям точности опре-

деления местоположения наземного автотранспорта в Европе.

На автомобильном транспорте одной из самых распространенных

является система навигации и телексной связи Euteltracks8

. В настоя-

щее время этой системой в Европе оснащены более 200 тыс. автомоби-

лей. Именно транспортные компании стали ее основными потребите-

лями. Система Euteltracks обеспечивает двустороннюю передачу бук-

венно-цифровых сообщений. Вся входящая и исходящая информация

документируется. При этом фиксируется позывной передатчика, время

выхода на связь, текст сообщения и координаты места, откуда оно было

отправлено. Изменение координат объекта автоматически уточняется

через каждый час с точностью до 100 м. Диспетчер может наблюдать

за маршрутом движения по электронной карте. В связи с тем, что систе-

ма не работает в режиме реального времени, она мало пригодна для

контроля работы городских автобусов.

Система INMARSAT-C9

является телексным вариантом системы

INMARSAT. В ней используется 4 геостационарных спутника и более

70 наземных станций. Помимо обмена сообщениями с водителем сис-

тема позволяет принимать аварийные сигналы.

Специально для автотранспортных компаний создана система «Дис-

петчер»10. Мобильное оборудование, устанавливаемое на автомобили,

состоит из приемника GPS, сотового телефона и блока управления. К блоку

управления могут подключаться различные датчики, например, расхода

топлива. Диспетчерский пункт оснащается специальным программным

обеспечением на основе геоинформационных систем (ГИС) и сотовым

телефоном с модемом. Схема системы приведена на рис. 5.7.

Аналогичную схему имеет спутниковая система слежения

«ORION»

11. Технические параметры системы:

– передача информации обо всем маршруте, а также данных

с подключенных датчиков, с использованием чтения данных из внут-

ренней памяти мобильного модуля;

– передача информации через сотовую сеть (по голосовому кана-

лу или посредством SMS-сообщений);

– емкость памяти до 128 тыс. измерений состояний объекта;

– возможность подключения 8 цифровых и 8 аналоговых датчиков;

– встроенная система программирования устройства;

– возможность автономного электропитания.

Широкие возможности предоставляет отечественная система

«Циклон»12. Она может использовать спутники и инфрастуктуру пере-

дачи данных INMARSAT-C или оборудование GPS с передачей данных

в виде SMS-текста с помощью сотового телефона стандарта GSM. Вто-

рой вариант существенно дешевле, схема его работы приведена

на рис. 5.8. Ее основное отличие – многопользовательский централь-

ный серверный узел. Это позволяет отказаться от дорогостоящего про-

граммного обеспечения в АТП, ограничившись доступом в Интернет.

При этом не имеет значения количество компьютеров, имеющих дос-

туп к данным, и их местоположение.

Специальные наземные системы позиционирования не нашли

широкого применения на коммерческом транспорте. Для локального

позиционирования более перспективным на настоящий момент счита-

ется развитие систем определения местоположения подвижного объек-

та с помощью сотовых систем связи (GSM-позиционирование).

Сотовая сеть «МегаФон» и компания – системный интегратор Race

Communications эксплуатируют диспетчерскую систему для управле-

ния транспортом – WebLocator, построенную на основе спутниковых

навигационных систем, сетей мобильной связи и Интернет.

Бортовой компьютер транспортного средства определяет его ко-

ординаты при помощи спутниковой системы глобального позициони-

рования GPS, а также обрабатывает информацию с подключенных к нему

датчиков. Все полученные данные по сотовой сети стандарта GSM от-

правляются в информационный центр для обработки. Пользователь си-

стемы наблюдает за состоянием и местонахождением своего транспор-

тного парка через веб-интерфейс с многопользовательского сервера ин-

формационного центра. В отличие от зарубежных систем аналогичного

назначения, где связь с бортом в лучшем случае осуществляется

с помощью SMS-сообщений, WebLocator обеспечивает не только бога-

тые возможности по сбору, анализу и отображению информации,

но и голосовую связь с водителями посредством IP-телефонии.

Генеральным поставщиком абонентских терминалов для

WebLocator выступает компания «ПРИН»13

.

5.4. Идентификация в системах управления транспортными

операциями

5.4.1. Оплата использования автодорог

В большинстве стран мира использование скоростных автодорог,

мостов и других искусственных сооружений осуществляется за плату.

Однако традиционные системы сбора платы, предусматривающие уст-

ройство пунктов оплаты на въезде или выезде с платного участка доро-

ги, являются причиной задержек движения и требуют значительных

затрат. Поэтому в настоящее время ведется внедрение систем оплаты

на основе идентификации ТС, которые представляют более широкие

возможности и являются «прозрачными» для пользователей.

Системы дифференцированной оплаты пользования автодорога-

ми являются эффективным регулятором автотранспортной деятельнос-

ти. На их основе можно материально стимулировать использование пе-

ревозчиками определенных типов АТС, выполнение перевозки по оп-

ределенным дорогам в определенное время и т. п. Блок-схема системы

электронной оплаты EFC – Electronic Fee Collection, принятая за осно-

ву при разработке таких систем в Европе, приведена на рис. 5.9.

Организация – издатель электронных карт оплаты – несет ответ-

ственность за их изготовление и работу с бортовым устройством. Обыч-

но эта организация поставляет и сами бортовые устройства.

Финансовый посредник обеспечивает продажу карт оплаты в удоб-

ной для клиента форме.

Клиент – лицо, пользующееся платными услугами. Он устанавли-

вает бортовое устройство, которое при введении карты оплаты переда-

ет необходимые данные к контрольному устройству сбора оплаты.

Для оплаты могут использоваться специальные пластиковые карты,

смарт-карты или банковские карточки (VISA, MasterCard и т. п.). Пос-

ледний вариант более прогрессивен, так как избавляет перевозчика

от необходимости приобретения специальных карт.

Поставщик услуг – это владелец транспортной инфраструктуры

(дорога, парковка и т. п.), за пользование которой взимается плата.

Оператор сбора оплаты обеспечивает сбор платежей и взаимные

расчеты между отдельными поставщиками услуг.

Надзорный орган чаще всего представлен государственной адми-

нистрацией, которая осуществляет сбор информации, лицензирование

деятельности, контроль работы и безопасности EFC.

В зависимости от конфигурации мест сбора платежей различают

два вида системы EFC:

• Открытая система предусматривает фиксацию АТС и, следо-

вательно, сбор платы только при въезде в платную зону.

• Закрытая система фиксирует АТС как при въезде, так и при

выезде из платной зоны. Это позволяет точно определить пробег АТС,

подлежащий оплате, но увеличивает количество идентифицирующих

устройств.

По количеству полос движения системы EFC делятся:

• на однополосные, в которых АТС могут в пределах зоны иден-

тификации двигаться только по одной полосе, физически отделенной

от других полос;

• псевдомногополосные, которые не предусматривают физичес-

кое разделение полос, но работа средств идентификации строится

на предположении, что в зоне считывания АТС не будут менять полосы

движения;

• многополосные, которые никак не лимитируют движение АТС

по многополосной дороге в зоне идентификации.

Для передачи данных между устройством идентификации и бор-

товым модулем АТС в системах EFC практическое использование по-

лучили следующие технологии.

DSRC (Dedicated Short Range Communication) – поддерживает

связь на небольшом расстоянии в микроволновом (5,8 ГГц) или инфра-

красном диапазонах. Использование инфракрасного диапазона предпоч-

тительно, так как скорость передачи данных в этом случае доходит до

10 Мбит/с, тогда как микроволновое излучение обеспечивает не более

500 Кбит/с. Однако в Европе использование инфракрасного диапазона

не стандартизировано. Схема работы системы приведена на рис. 5.10.

В пунктах идентификации по ходу движения АТС оборудуются

три зоны контроля. Датчики каждой зоны располагаются рядом с до-

рожным полотном или над дорогой.

В первой зоне происходит определение прохождения АТС и рас-

познавание его типа

Во второй зоне устанавливается связь с бортовым устройством

АТС, производится его идентификация и необходимые финансовые опе-

рации. Если используется платежная карта, то с нее снимается необхо-

димая сумма или плата суммируется для формирования ежемесячного

счета владельцу АТС.

Если необходимые идентификационные или финансовые опера-

ции выполнить не удалось (на АТС отсутствует бортовое устройство,

оно неисправно или на платежной карте нет необходимых средств для

оплаты и т. п.), то передается сигнал в третью зону, в которой видеока-

мера фиксирует передний номерной знак. Одновременно видеокамера

первой или второй зоны (в зависимости от расстояния между ними)

фиксирует задний номерной знак. С помощью специального программ-

ного обеспечения изображение номерного знака переводится в после-

довательность знаков. Специальные технологии съемки в нескольких

частотных диапазонах, шаблоны распознавания и сверхбыстродейству-

ющие компьютерные программы позволяют идентифицировать номер-

ные знаки даже при загрязнении и различных других дефектах практи-

чески без вмешательства оператора. На основании данных об иденти-

фикации номерного знака владельцу данного АТС будет выслан счет об

оплате проезда.

Системы оплаты проезда, построенные на данном принципе, фун-

кционируют во многих европейских странах.

GSM/GPS (Global System for Mobile Communication/Global

Positioning System) – использует данные местоположения АТС, полу-

ченные с помощью GPS. Обмен информацией с бортовым устройством

АТС осуществляется по сетям сотовой связи. В данной системе не тре-

буется установка контрольных пунктов по границам зоны платного про-

езда, так как попадание в эту зону АТС определяется на основе данных

GPS. Система фиксирует моменты въезда и выезда АТС в платную зону

(на платную автомагистраль) и, в зависимости от пройденного расстоя-

ния, рассчитывает плату за проезд. В отличие от DSRC, в данной систе-

ме не требуется выполнение финансовых операций в режиме реального

времени, так как на обмен данными с бортовым устройством АТС не

накладываются жесткие ограничения по времени проезда зоны иденти-

фикации. Существенным преимуществом этой системы является отсут-

ствие необходимости иметь пункты идентификации на границах плат-

ной зоны, однако для контроля проезда АТС, не обслуженных систе-

мой, необходимо иметь определенную сеть пунктов идентификации

DSRC и (или) передвижные контрольные посты.

Система оплаты проезда грузовых автомобилей данного типа ра-

ботает в Германии. Стоимость проезда зависит от числа осей и соответ-

ствия АТС экологическим нормам. Например, для грузового автомоби-

ля, соответствующего нормам Euro 2 и числом осей более 4, за проезд

1 км по автобану необходимо заплатить 0,12 евро.

LVSA – система разработана и внедрена в Швейцарии. Бортовой

блок АТС имеет цифровой тахограф, измеряющий пройденное расстоя-

ние между получением сигналов активизации и деактивизации от пун-

ктов DSRC, установленных на границах страны. Показания тахографа

контролируются встроенным устройством GPS. Зафиксированное рас-

стояние умножается на коэффициент экологичности АТС и коэффици-

ент, зависящий от допустимой полной массы. Полученное значение оп-

латы записывается на смарт-карту, которую владелец АТС обязан пере-

сылать по почте в центральное управление системой или передавать

данные с помощью сети Интернет. Например, при пройденном по Швей-

царии расстоянии в 300 км для грузового автомобиля, удовлетворяю-

щего требованиям Euro 0, с допустимой полной массой до 18 т без при-

цепа плата составит 300×0,02×18 = 108 chf, а для грузового автомоби-

ля, удовлетворяющего требованиям Euro 2, с допустимой полной массой

до 34 т с прицепом плата составит 300×0,0142×34 = 144,84 chf.

Бортовое устройство устанавливается на передней панели перед

лобовым стеклом и имеет индикацию состояния на внешней стороне,

что удобно для визуального контроля со стороны дорожной полиции.

Иностранные ТС, не оборудованные требуемым бортовым устрой-

ством, оплачивают проезд на таможне.

5.4.2. Управление перегрузочными операциями

На крупных терминалах, обрабатывающих большие партии гру-

зов, широкое распространение получили косвенные методы иденти-

фикации местонахождения груза. Основной проблемой здесь является

быстрый поиск требуемой грузовой единицы среди тысяч находящихся

на терминале. Обслуживая многих перевозчиков различных видов транс-

порта, трудно обеспечить наличие на каждой грузовой единице едино-

образных средств автоматической идентификации. Поэтому для опре-

деления местонахождения грузовой единицы фиксируется факт работы

погрузочно-разгрузочной машины (ПРМ) с данным грузом и с помо-

щью навигационной системы отслеживается перемещение ПРМ. Точка

разгрузки заносится в память ЭВМ как текущее местонахождение гру-

зовой единицы. При получении запроса на данный груз ЭВМ термина-

ла ищет ближайший к последнему месту нахождения груза ПРМ и пе-

редает его оператору данные о месте хранения грузовой единицы.

С помощью специального алгоритма оператору ПРМ передаются ука-

зания по оптимальному маршруту для перемещения грузовой единицы.

Таким образом, электронная система отслеживает каждую грузовую

единицу. Система позиционирования позволяет считывать и выдавать

точное местоположение каждого контейнера, а также перегрузочной

техники. За счет этого специальная компьютерная программа оптими-

зирует все производственные процессы. Операторам системы только

выводятся необходимые данные. Схема работы системы приведена

на рис. 5.11.

В мире используется лишь несколько подобных систем. При объе-

мах перевалки до 150 тыс. контейнеров в год внедрение такой сложной

системы экономически не оправдывается. Если объем перевалки пре-

вышает указанное значение, то человек фактически перестает эффек-

тивно контролировать производственные действия, он становится не-

ким тормозом в процессе обработки грузов. Электронная система ли-

шена этих недостатков. Такая система позволяет также анализировать

эффективность выполнения производственных процессов и оценивать

работу каждого оператора за счет того, что все процессы – судовые опе-

рации, обработка автотранспорта, железнодорожных платформ, – свя-

занные с досмотром товара в контейнерах, управляются, архивируются

и анализируются электронной системой.

5.4.3. ИдентификацияАТСв интеллектуальныхтранспортных

системах

Использование современных достижений информационных тех-

нологий и средств связи – телематики – в управлении транспортными

системами позволяет кардинально повысить эффективность и качество

их работы. Поэтому транспортные системы с использованием автома-

тизированных систем управления, построенных на основе телематики,

получили во всем мире специальное наименование – интеллектуаль-

ные транспортные системы (ИТС). Отличительный признак ИТС – ав-

томатическое (или с минимальным участием оператора) формирование

управляющих воздействий на объекты транспортной системы в режи-

ме реального времени. Для этого в системе должна функционировать

обратная связь, обеспечивающая автоматическую передачу оператив-

ных данных о работе объектов АТС в блок управления.

На рис. 5.12 приведена укрупненная классификация ИТС по на-

правлениям автоматизации транспортных систем.

Все три указанных в классификации (рис. 5.12) направления в на-

стоящее время успешно развиваются и имеют примеры практического

применения. Естественно, что разработка и внедрение ИТС сопряжены

со значительными затратами, но, учитывая их стратегическую значи-

мость для развития транспорта, крайне важно готовить элементы этих

систем и развивать транспорт с учетом необходимости в будущем пост-

роения комплексной ИТС. В соответствии с концепцией ИТС должны

строиться концепции и конкретные планы развития дорожных, грузо-

вых и пассажирских транспортных систем.

С учетом того, что технические средства идентификации ТС в уп-

равлении перевозками и маршрутном ориентировании рассмотрены

ранее, остановимся более подробно на средствах идентификации в сис-

темах регулирования дорожного движения.

• Датчики с малой областью обнаружения обычно состоят из

единственной короткой петли средним размером 1,8×1,8 м. Как прави-

ло, используются для обнаружения приближающихся к светофору ав-

томобилей для управления работой светофора.

• Датчики с большой областью обнаружения используются для

фиксации присутствия АТС в зоне контроля (до 20 м). Это позволяет

реализовать алгоритм адаптивного управления на основе поиска раз-

рыва в транспортном потоке. В качестве такого вида датчиков исполь-

зуются длинные индуктивные петли, которые в последнее время для

повышения надежности заменяются на несколько последовательных

коротких петель, устанавливаемых вдоль дорожного полотна перед стоп-

линией. Для реализации широкой зоны обнаружения АТС используют

широкие индуктивные петли. Они применяются для продления зелено-

го сигнала в случае образования затора. Когда автомобили занимают

всю детектируемую зону рамки, происходит продление горения зеле-

ного сигнала на этом направлении. Если нет полного заполнения этой

зоны (автомобили стоят не на всех полосах), то продления разрешаю-

щего сигнала не происходит.

С помощью индуктивных датчиков можно реализовать следующие

способы управления дорожным движением:

– определение моментов времени проезда АТС над определен-

ным сечением дороги;

– определение интенсивности транспортного потока и объема

движения за промежуток времени любой длительности;

– определение средней пространственной скорости потока на за-

данном участке дороги;

– обнаружение затора на заданном участке дороги;

– определение плотности потока на заданном участке дороги;

– определение длины очереди автомобилей у перекрестка в за-

данном направлении.

Индуктивные датчики широко используются для предоставления

приоритета в движении общественному транспорту. Для этого чаще

всего используются различные устройства, которые формируют управ-

ляющий импульс, распознаваемый контроллером. После этого алгоритм

управления вырабатывает решение о продлении горения или включе-

ния зеленого сигнала светофора. При наличии выделенной полосы для

движения общественного транспорта могут использоваться две после-

довательно установленные индуктивные петли. Если контроллер полу-

чает сигнал одновременно от двух датчиков, то по полосе движется ав-

тобус, тогда как легковой автомобиль не может одновременно занять

пространство над двумя датчиками.

• Датчики, устанавливаемые над дорогой, отличаются боль-

шей простотой установки, но являются более дорогими по сравнению с

индуктивным детектором, и точность их показаний в большей степени

зависит от погодных условий. Из этой группы датчиков чаще всего ис-

пользуются акустические и инфракрасные для фиксации присутствия

АТС.

В России наибольшую популярность получил радиолокационный

детектор транспорта. Детектор может быть использован:

– для работы в автоматизированных системах управления дорож-

ным движением;

– адаптивного управления движением транспорта;

– контроля интенсивности движения;

– контроля на въездах–выездах скоростных дорог;

– проведения транспортных обследований;

– автоматического обнаружения дорожно-транспортных происше-

ствий и т. д.

Принцип работы детектора основан на бесконтактном зондирова-

нии проезжей части дорожного полотна сигналом сверхвысокой часто-

ты с линейной частотной модуляцией. Одновременно он может охва-

тить несколько полос. Детектор монтируется на опорах освещения, опо-

рах контактной сети, стенах зданий или других искусственных

сооружениях, расположенных сбоку от проезжей части, устанавливает-

ся и настраивается без остановки движения транспорта. Детектор вы-

полняет две следующие основные функции:

• регистрирует наличие движущихся АТС в зонах контроля;

• ведет статистический учет динамических параметров транс-

портных потоков (общее количество АТС, прошедших зону контроля;

занятость зоны контроля как отношение времени, в течение которого

зона контроля была занята АТС, ко времени статистического учета;

средняя скорость транспортного потока; количество длинномерных

АТС). Данные сведения могут накапливаться во внутренней памяти

детектора для последующего считывания или сразу передаваться

в систему управления.

Необходимость использования комбинированных детекторов

вызвана тем, что опыт использования более простых устройств не по-

зволяет с удовлетворительной точностью определять все параметры

транспортных потоков. Комбинированный детектор использует следу-

ющие средства:

• Микроволновый радар, обеспечивающий измерение скорости

движения каждой транспортной единицы.

• Ультразвуковой детектор, обеспечивающий классификацию

транспортных средств на базе сканирования их профилей, а также ин-

дикацию стоящих автомобилей.

• Многоканальный инфракрасный детектор, обеспечивающий

подсчет и уточнение интенсивности движения и занятость полосы дви-

жения. Если активизирован режим экономии электроэнергии, этот де-

тектор применяется также для включения и выключения радара.

Комбинированные детекторы устанавливаются над каждой поло-

сой движения.

Наиболее перспективными датчиками считаются видеодетекто-

ры. Система состоит из одной или нескольких видеокамер, сигналы

от которых обрабатываются специальным быстродействующим про-

граммным обеспечением, которое позволяет устройству выполнять сле-

дующие функции:

– определять общее количество АТС, прошедших по каждой по-

лосе движения за заданный промежуток времени;

– классифицировать прошедшие АТС по типам (мотоциклы, лег-

ковые автомобили, пикапы и малые грузовики (длиной менее 12 м), ав-

тобусы, большие грузовики (длиной более 12 м);

– подсчитывать среднюю скорость движения по каждой полосе

для разных типов АТС;

– определять заполнение каждой дорожной полосы АТС (если

АТС не движутся или движутся со скоростью менее 5 км/ч, ситуация

на дороге классифицируется как транспортная пробка);

– фиксировать расстояние между АТС для каждой полосы.

Одна видеокамера позволяет одновременно считывать данные

с четырех полос движения. Существенным достоинством видеодетек-

торов является возможность параллельного видеонаблюдения за зоной

контроля.

http://www.spbgasu.ru/documents/docs_240.pdf

Эффективное использование средств электронной идентификации

невозможно без их интеграции в системы управления предприятием или

технологическими процессами доставки грузов.

Характерные для систем электронной идентификации большие

объемы разнообразных по направлению информационных потоков по-

рождают значительное количество данных. Для принятия правильных

и эффективных решений эти данные должны быть своевременно полу-

чены, обработаны и доведены до соответствующих исполнителей и ру-

ководителей. Для решения таких непростых задач используются совре-

менные информационные технологии.

7.1. Современные технологии обработки данных

Современные технологии обработки данных рассчитаны на при-

менение в самых разнообразных условиях. Упрощенная классифика-

ция этих технологий приведена на рис. 7.1. Для обработки данных ис-

пользуются компьютерные программы, объединяемые в большой класс

транзакционных систем.

7.1.1. Обработка данных на отдельных рабочихместах

В простейшем случае информационная система может быть реа-

лизована на отдельном компьютере. Это приемлемое решение для вы-

полнения простых задач одним пользователем. Если в работе системы

участвуют несколько пользователей на нескольких компьютерах, то тре-

буется вручную постоянно выполнять актуализацию данных, чтобы из-

менения, выполняемые одними пользователями, становились доступ-

ными другим пользователям, что снижает оперативность и надежность

работы системы и делает недоступной обработку данных в режиме ре-

ального времени.

В системах доставки грузов такая технология работы приемлема

в очень ограниченных вариантах. Например, работа бухгалтера в не-

большой компании, обработка отдельной складской операции и т. п.

7.1.2. Совместная обработка данных в компьютерной сети

Проблему работы нескольких пользователей информационной си-

стемы можно решить, если они будут работать с одними и теми же дан-

ными, а их компьютеры будут объединены в сеть. Для совместной об-

работки данных в сети может использоваться несколько сетевых архи-

тектур.

Архитектура файл-сервер выделяет в сети компьютеры, которые

могут использоваться как серверы и (или) клиенты. На серверах выде-

ляются общие ресурсы (файлы, принтеры и т. п.), а клиентские компью-

теры могут использовать эти ресурсы.

Поток информации, требующей обработки, постоянно растет,

и в компьютерных сетях все чаще используется архитектура клиент-

сервер, где для обработки данных используется мощный сервер дан-

ных (back-end), а для представления и изменения нужных данных –

пользовательское приложение, которое работает на клиентском компь-

ютере (front-end). Таким образом, основная, наиболее ресурсоемкая ра-

бота с данными выполняется в месте их хранения, а на пользовательс-

кий компьютер передаются только данные, необходимые для получе-

ния информации или требующие изменения.

Если архитектура файл-сервера отличается от локальной обработ-

ки данных на одном компьютере в основном местом хранения данных

и необходимостью обеспечения доступа к данным нескольких пользо-

вателей, то в архитектуре клиент-сервер обработка, хранение и доступ

к данным обеспечивается сервером базы данных, например, таким, как

Microsoft SQL Server, Oracle или IBM DB2. Последнее решение имеет

следующие преимущества:

– независимость данных от пользовательского приложения, кото-

рое может быть реализовано на различных языках программирования;

– возможность централизованного управления бизнес-правила-

ми обработки данных;

– возможность распределения ресурсов между несколькими сер-

верами;

– более надежная система обеспечения секретности и безопас-

ности данных;

– легкая организация доступа к гетерогенным и распределенным

данным.

В последнее время для работы с данными все шире применяются

технологии World Wide Web (WWW). Эта технология в глобальных мас-

штабах реализуется в сети Интернет, а в локальных – интранет и осно-

вывается на поиске данных с помощью гипертекстовых ссылок, кото-

рые обеспечивают доступ к различным файлам с данными.

7.1.3. Многоуровневое построение приложения

Обычно одноуровневые прикладные программы обращаются

к таблицам с данными на сервере так, как это происходит в технологии,

основанной на файл-сервере. Это означает, что типичный запрос при-

кладной программы клиента выбирает строки непосредственно из таб-

лиц, относящихся к основной структуре данных. Это происходит, когда

прикладная программа разработана на основе локального варианта

в архитектуре ISAM (индексно-последовательный метод доступа). Для

доступа к данным открывается таблица, выбирается требуемый индекс,

и ищутся строки с необходимыми данными. Принцип построения одно-

уровневого приложения представлен на рис. 7.2. Бизнес-логика встроена

в каждое пользовательское приложение, использующее данные сервера.

Этот принцип доступа к данным и их поиску вызывает ряд проблем:

• При изменении структуры данных или правил обработки дан-

ных логика работы приложения должна быть разработана заново.

• Если запросы не ограничивают размер возвращаемых наборов

результатов, масштабирование прикладной программы может оказать-

ся непростой задачей. Это означает, что добавление дополнительных

пользователей может вызвать ухудшение эффективности работы систе-

мы, в то время как прикладная программа успешно работала с неболь-

шим количеством пользователей.

• Особенно усложняется работа над большими проектами, так

как переписывание большого объема кода и перекомпилирование про-

екта очень трудоемки. Это означает, что работа для групп, программи-

рующих большие проекты, становится особенно трудной.

В одноуровневых прикладных программах клиентское приложе-

ние выполняет много функций, требования к производительности ра-

бочей станции достаточно высоки, и такие приложения получили на-

звание «толстый клиент».

Двухуровневое приложение предполагает размещение бизнес-

логики на сервере. В этом случае клиентское приложение содержит толь-

ко средства интерфейса пользователя, а алгоритм обработки данных

располагается на сервере (см. рис. 7.2). При использовании данных сер-

вера несколькими приложениями существенно облегчается контроль

и изменение правил обработки данных, так как их изменение не требу-

ет вмешательства в клиентские приложения, которые могут быть уста-

новлены на большом количестве рабочих станций. При увеличении ко-

личества пользователей трудоемкость поддержки приложений увели-

чиваться не будет.

Построение двухуровневых приложений требует переноса кода,

управляющего данными, на сервер. Вместо таблиц клиентское прило-

жение должно иметь дело с логическими объектами, а для обновления

данных выполнять внешние (удаленные) процедуры. Далее в этой главе

мы более подробно остановимся на этом вопросе. Следует лишь обра-

тить внимание, что в большинстве случаев это не является чисто меха-

ническим действием. Например, в СУБД Visual FoxPro триггеры вы-

полняются для каждой добавляемой или изменяемой записи, а в серве-

ре БД MS SQL Server – для набора записей, посылаемого на сервер для

обновления.

Перенос правил обработки данных на сервер позволяет также сни-

зить нагрузку на клиентское приложение. Требования к рабочей стан-

ции могут быть снижены, и такое распределение функций сервера

и клиентского приложения получило название «тонкий клиент».

Вместе с тем при наличии высокопроизводительного многопроцессор-

ного сервера можно повысить производительность обработки данных,

так как такие серверы БД, как MS SQL Server, способны к выполнению

одновременно нескольких хранимых процедур, причем каждая может

выполняться в индивидуальном потоке.

Одним из наиболее современных подходов к построению двуху-

ровневых прикладных программ является использование компонентов

ActiveX, которые могут быть выполнены через вызовы расширенных

хранимых процедур. Эти компоненты могут, используя свои свойства

и методы, выполнять специфические задачи обработки данных. При из-

менении бизнес-логики достаточно использовать другой компонент,

оставив без изменения набор свойств и методов, доступный пользова-

тельскому приложению.

Формирование прикладных программ из компонентов имеет ог-

ромную привлекательность, но отсутствие инструментария интегриро-

вания объектов, созданных различными разработчиками, в одну при-

кладную программу создает подчас непреодолимые трудности в реали-

зации такого подхода. Появившаяся в последнее время Component

Object Model (COM) предназначена для ликвидации этих трудностей.

Современные информационные системы, следуя за тенденциями

в экономике, становятся все более сложными, в процессе функциони-

рования могут охватывать несколько предприятий, что вызывает изме-

нение данных на нескольких серверах. Когда проект охватывает несколь-

ко серверов, в приложении появляется необходимость использования

дополнительных уровней (см. рис. 7.2). В этом случае такой сервер, как

Microsoft Transaction Server (MTS), может играть роль координатора

работы объектов, выполняя множество сложных операций интегрирова-

ния, координации и взаимодействия, которые оказываются за пределами

действия диспетчера распределенных транзакций в SQL Server. MTS

не только управляет транзакциями между серверами, но также выполня-

ет и функции объединения потоков и межобъектного взаимодействия.

Учитывая, с одной стороны, современные требования к качеству

логистического обслуживания, необходимость получения большого ко-

личества данных из внешних источников, а с другой стороны, слишком

большие затраты на полностью интегрированную обработку данных

в масштабе реального времени в глобальной компьютерной сети, мож-

но рекомендовать схему обработки данных, представленную на рис. 7.3.

При создании системы обработки данных необходимо стремиться

соблюдать три основных принципа:

• Данные должны быть доступны. Весьма эффективно создание

веб-сервера, доступ к которому внутри организации может быть обес-

печен через внутреннюю сеть интранет, а для сотрудников, работаю-

щих вне организации, – через Интернет. Средства защиты данных дол-

жны быть более конкретными. Вместо запрета доступа к таблицам луч-

ше защищать конкретные колонки и записи данных.

• Данные должны быть точными. При добавлении данных в ин-

формационную систему они должны подвергаться автоматической ло-

гической проверке.

• Данные должны быть понятны. Все операции с конкретными

данными (кроме просмотра) лучше выполнять в одном и том же месте,

в основном там, где они были впервые введены в компьютер.

Функционирование информационной среды, представленной

на рис. 7.3, поддерживается специальным программным обеспечением,

которое называется средствами групповой работы. Функционируя

совместно с почтовыми программами и серверами баз данных, такие

средства обеспечивают коллективный доступ к документам, поддержи-

вают деятельность дискуссионных групп, календарные функции, кон-

тактную информацию, временные графики и перечни задач для групп

пользователей.

7.2. Информационные системы электронной идентификации

В системах управления обработка данных, полученных средства-

ми электронной идентификации, должна строиться таким образом, что-

бы использовать их основные преимущества в получении достоверной

информации в режиме реального времени. С этой целью в информаци-

онной системе формируют функционально законченные блоки, кото-

рые позволяют автоматизировать отдельные бизнес-процессы.

Классификация информационных систем, построенная на таком

подходе, приведена на рис. 7.4. Основной поток данных поступает

в систему управления от устройств идентификации. На основании имен-

но этой информации принимаются решения о ходе выполнения плано-

вых заданий и графиков выполнения работ и необходимости коррекции

управляющих воздействий.

Пример автоматизации бизнес-процесса – на рис. 7.5. В этом слу-

чае задача проверки соответствия предельным ограничениям габари-

тов и массы АТС выполняется путем считывания информации с соот-

ветствующих датчиков и идентификации номерного знака автомобиля.

Программное обеспечение для обработки данных электронной

идентификации должно обладать следующими свойствами:

• иметь библиотеку протоколов для обеспечения интерфейса ниж-

него уровня с устройствами RFID. Это позволяет интегрировать в одну

систему устройства различных производителей, использовать логичес-

кие контроллеры, считыватели штрих-кодов и т. п.;

• обеспечивать автоматическую настройку различных стандар-

тов и протоколов для получения данных от устройств RFID без необхо-

димости их детального изучения разработчиками информационных си-

стем;

• позволять быстро разрабатывать модули бизнес-логики с по-

мощью визуальных и программных инструментальных средств;

• иметь возможность встраивать разрабатываемые приложения

RFID в технологические и управляющие информационные системы

предприятия;

• предоставлять средства контроля информационных потоков

в системе;

• обеспечивать генерацию сигналов устройств RFID для тести-

рования и настройки программного обеспечения;

• позволять легко модернизировать разработанные приложения

при расширении систем RFID или замене используемых устройств.

В современных условиях, когда технологии электронной иденти-

фикации все шире используются в системах доставки продукции, раз-

работчики программного обеспечения предлагают готовые решения, что

позволяет отказаться от дорогостоящей заказной разработки специали-

зированного приложения.

Так, известная фирма по разработке приложений для обработки

данных Sybase предлагает комплексное решение для автоматизации

процедур электронной идентификации под названием RFID Enterprise.

Архитектура этого приложения приведена на рис. 7.6.

Приложение RFID Enterprise позволяет пользователям собирать,

отслеживать и интегрировать данные с датчиков RFID в системы уп-

равления предприятием, а также разрабатывать специализированные

приложения для их локального использования.

В состав приложения RFID Enterprise входит несколько компонен-

тов. RFID Edgeware предлагает интерфейс системного управления раз-

личными устройствами электронной идентификации – считывателями,

сканерами штрих-кодов, принтерами и т. п. Другой компонент автома-

тизирует ввод информации электронной идентификации в базу данных,

а также обеспечивает построение логической модели базы данных для

сопутствующей информации. Еще один компонент приложения отвеча-

ет за реализацию бизнес-процесса RFID, его интеграцию в систему уп-

равления предприятием и мониторинг данных. Он предлагает визуаль-

ную среду разработки бизнес-процесса с возможностью его отображе-

ния и контроля. И наконец, инструментарий вывода данных RFID

на печать позволяет готовить стандартные и специализированные отчеты.

Фирма Manhattan Associates выбрала для развития своего пакета

EPC Manager другой путь, поставив во главу угла возможности инвен-

таризации. В обновленной версии появились функции централизован-

ного слежения за грузами, входящими и исходящими заказами, оформ-

ления контейнерных перевозок. Расширена и поддержка соответствия

действующим требованиям XML. Главное назначение данного прило-

жения – автоматизировать получение, отслеживание и оценку электрон-

ного кода продукции.

Средства обработки данных электронной идентификации включили

в свои последние версии приложений и такие известные фирмы-

производители программного обеспечения для управления цепочками

поставок, как OATSystems и Catalyst International.

1.5

Энергосберегающие технологии

Целью энергосбережения в целом является повышение энергоэффективности во всей стране, во всех ее городах и поселениях, во всех отраслях, для развития экономики страны и улучшения экологической ситуации. Задача – понять и определить, с помощью чего это возможно сделать, какие меры необходимо принимать и насколько все это возможно.

 

Снижение потребления энергии позволит обеспечить при малых капитальных затратах вкладываемых в развитие инфраструктуры подключить новых потребителей. Так же поможет в решении проблем связанных с отчуждением санитарно-защитных зон, что отрицательно сказывается на выделении земельных участков для нового, необходимого строительства объектов генерации.

 

Все это в целом положительно влияет на градостроительное развитие. Помимо всего вышесказанного, на сегодняшний день в России существует значительный резерв мероприятий малозатратных и решение задач по повышению энергоэффективности совпадает с большим количеством стратегических целей хозяйствующих субъектов и государства в целом.

                                                                                                                 

Вопрос экологии одна из важнейших задач энергосбережения. Одним из самых действенных способов уменьшения влияния человека на окружающую среду – это повышение эффективности использования энергии, что под собой подразумевает энергосберегающие технологии. Действительно – если взять всю современную энергетику в целом то мы увидим, что в первую очередь она основана на использовании таких видов топлива как нефть, уголь, газ, а то есть ископаемых, что наиболее массивно воздействует на окружающую среду. Добыч, переработка, транспортировка, сжигание, получение электроэнергии, тепла – все вместе это оказывает губительное влияние на экологический баланс нашей планеты.

 

На данный момент, уже многие люди придерживаются такого мнения: просто бережного отношения к природе на сегодняшний день недостаточно, наступило время, когда стали необходимы активные действия для сохранения окружающей среды. Международная организация «Новый экономический фонд» считает: «с каждым днем, мы прожигаем намного больше того, что на самом деле можем себе позволить в экологическом отношении, и как итог – каждый день накапливаются и растут наши экологические долги перед природой». Мы очень активно используем природные ресурсы планеты – слишком активно.

 

Одним из самых действенных способов сократить влияние человека на окружающую среду является повышение эффективности использования энергии. Современная энергетика основана в основном на использовании ископаемых различных видов топлива – газ, уголь, нефть, - что оказывает наиболее активное воздействие на природу. Добыча, переработка, транспортировка, сжигание энергоресурсов для получения электроэнергии и тепла – все это очень пагубно влияет и отражается на экологии планеты. Увеличение концентрации парниковых газов и следствие этого - изменение климата, напрямую связано с «ископаемой» энергетикой. Именно поэтому вопрос  о том чтобы постоянно разрабатывать и обязательно внедрять: новые энергосберегающие технологии освещения, энергосберегающие технологии на транспорте, энергосберегающие технологии в теплоснабжении, и др., на данный момент является одним из самых важных для всего мира, и даже для обогащенной природными ресурсами России.  Основную роль в повышении энергоэффективности, в рациональном использовании энергоресурсов, в уменьшении влияния человека на экологию природы занимают - энергосберегающие технологии. Для Западной Европы энергетический кризис 70-х поставил приоритет в развитии экономики – энергосберегающие технологии стали одним из основных направлений. Новые энергосберегающие технологии – это не только очевидные экологические плюсы, это еще и экономическая выгода – значительное уменьшение расходов которые связаны с большими затратами на энергию.

Данные специалистов показывают, что в России доля энергозатрат в себестоимости продукции – 30-40%, что значительно превышает показатели западноевропейских стран. Одна из причин этого  - устаревшие технологии, оборудование, приборы, которые использует наше производство. Становится очевидным, что повысить конкурентоспособность можно снижая издержки производства. Только для приведения в действие различных электроприводов на производстве России используется до 75% от всей потребляемой электроэнергии.    Проблема заключается в том, что на большинстве отечественных предприятий, как правило, установлены  двигатели с расчетом на максимальную производительность, со значительным запасом по мощности, между тем, только 15-20% от общего времени работы двигателя - это пиковые нагрузки. Результат этого – затраты энергии двигателя с постоянной скоростью вращения на 50-60% больше чем требуется на самом деле!    Данные европейских экспертов показывают, что стоимость среднего электродвигателя в пять раз меньше стоимости энергии потребляемой им за год. Исходя из всего вышесказанного, становится понятна необходимость оптимизации оборудования производств, которые используют электроприводы. На данный момент разработаны новые энергосберегающие технологии. В частности одной из них является частотно-регулируемых электропривод с уже встроенными функциями оптимизации энергопотребления. Гибкость изменения частоты вращения  в зависимости от реальных нагрузок  такого электродвигателя позволяет экономить до 30-40 процентов потребляемой энергии. При этом довольно часто даже не требуется замена стандартного двигателя.

 

Особенно актуален режим энергосбережения для механизмов, у которых часть времени занимает работа с нагрузкой не в полную мощность, а пониженной (насосы, конвейеры, вентиляторы и т.п.). При повышении ресурса работы механического и электротехнического оборудования с помощью частотно-регулируемых электроприводов достигается не только снижение расхода энергии, но и значительный экономический эффект.

 

Такие энергосберегающие технологии и системы, как электроприводы и автоматизация производства могут внедряться в сферу ЖКХ и на большое количество промышленных предприятий. 80% электроприводов запускаемых в эксплуатацию в европейских странах уже являются регулируемыми. В России же этот процент гораздо ниже, а энергосберегающие технологии, их использование и разработка становятся для нас с каждым днем все актуальнее.

 

Существуют и другие пути и технологии энергосбережения различные по своей направленности. Например, энергосберегающие технологии освещения. Нам уже давно знакомы «умные» системы освещения, которые широко распространены в США, Японии, странах Западной Европы. И такой большой интерес к ним обоснован – ведь используя эту технологию можно добиться уменьшения расхода электроэнергии затрачиваемой на освещение до 60% - что дает огромный плюс для экономии компании. По расчетам специалистов российских компаний которые занимаются разработкой и внедрением таких решений для нашей страны - энергосберегающие технологии освещения позволят снизить затраты на электроэнергию используемую для освещения до 8-10 раз!

 

Если продолжить тему "энергосберегающие технологии компании", то сюда же можно включить большие достижения в области снижения энергопотребления систем кондиционирования и вентиляции. Ведь как раз это оборудование можно отнести к наиболее «прожорливому» оборудованию, которое используется в офисных и жилых помещениях. Сейчас рынок изобилует новейшими разработками и технологиями в области этой продукции, которые позволяют одновременно сохранить высокую производительность и снизить энергопотребление.

 

Существуют также различные: •    энергосберегающие технологии на транспорте •    энергосберегающие технологии в теплоснабжении •    энергосберегающие технологии в школе •    энергосберегающие технологии и оборудование для производства •    энергосберегающие технологии и системы для промышленности

 

Энергосбережение для России уже давно переросло из популярного лозунга в насущную проблему, которую начинать решать необходимо прямо сейчас. Недостаток природного газа и электрических мощностей в период наступления морозов, глобальная мировая борьба с выбросами парниковых газов в атмосферу диктуют важность и необходимость кардинально изменить отношение к решению проблемы энергосбережения.

Энергосбережение на транспорте

26 Июл 2011

Транспорт является важнейшим потребителем наиболее качественных видов жидкого топлива, крупным потребителем электроэнергии. За последние годы транспортная система страны претерпела серьезные количественные и качественные изменения. Отправление грузов всеми видами транспорта в 1988 г. составляло около 13 млрд. т и было на 11% больше, чем в 1980 г. Наиболее быстрыми темпами развивался речной транспорт и трубопроводный транспорт природного газа — за период с 1981 по 1988 г. он возрос соответственно па 22 и 31%. Железнодорожным транспортом в 1988 г. было отправлено по сравнению с 1980 г. грузов на 10% больше, морским на 10%, автомобильным и воздушным — на 7%.

Быстрые темпы развития транспорта, несмотря на определенное повышение его энергетической эффективности, увеличивают потребности в наиболее квалифицированных и дорогих энергоносителях — в моторных топливах и электроэнергии. В этой связи весьма актуальной является политика энергосбережения, проводимая на всех видах транспорта, совершенствование структуры транспортных средств в целях обеспечения перевозки грузов и пассажиров при минимальных энергетических затратах.

Железнодорожный транспорт, на долю которого приходится примерно 50% всех перевезенных в стране грузов, ежегодно расходует около 30 млн. т условного топлива, причем 60% всех затрат приходится на долю тепловозов. Экономия лишь 1 т условного топлива обеспечивает перевозку 3000 т грузов примерно на 100 км.

Основными направлениями энергосбережения на железнодорожном транспорте являются:

• дальнейшая электрификация железных дорог;

• ввод в эксплуатацию новых, более совершенных локомотивов, характеризующихся по сравнению с выпускаемыми в настоящее время повышенным КПД двигателей и передач, более совершенной системой охлаждения, меньшими расходами энергии на собственные нужды;

• снижение сопротивления движению за счет увеличения доли грузовых вагонов на роликовых подшипниках и увеличения доли бесстыкового пути;

• внедрение рекуперативного торможения на электрифицированных участках железных дорог;

• увеличение массы поезда за счет повышения степени загрузки вагонов, применения вагонов повышенной грузоподъемности;

• совершенствование планирования перевозок;

• осуществление комплекса мероприятий по снижению потерь электроэнергии на тяговых подстанциях, реактивной мощности в системе электротяги н стационарных потребителей;

• замещение нефтяного моторного топлива сжиженным природным газом;

• централизация теплоснабжения железнодорожных станций и узлов.

Автомобильный транспорт расходует более половины общего количества энергоресурсов, потребляемых всеми видами транспорта. Основными направлениями энергосбережения на автомобильном транспорте являются:

• увеличение доли грузооборота и пассажирооборота, выполняемых автомобилями и автобусами с дизельными двигателями (дизелизация);

• снижение удельных норм расхода топлива автомобилями за счет повышения КПД двигателей, трансмиссий, снижения собственной массы и аэродинамического сопротивления, увеличения доли радиальных шин; оснащение автомобилей приборами регистрации параметров движения;

• замещение бензина менее дефицитными видами топлива, в первую очередь сжатым и сжиженным газом.

Водный транспорт. Основными направлениями энергосбережения на водном транспорте являются:

• пополнение флота новыми судами, оптимизация режимов работы судового оборудования при помощи АСУ и бортовых ЭВМ;

• внедрение новых систем топливоподготовки, многофункциональных присадок к топливу, необрастающих покрытий корпусов судов;

• внедрение систем глубокой утилизации теплоты отходящих газов судовых двигателей и утилизации нефтяных остатков на судах;

• развитие речных перевозок несамоходным флотом в крупнотоннажных составах;

• применение на речных судах дизелей с трубонаддувом;

• повышение нагрузок на единицу мощности двигателя, тяги, совершенствование эксплуатации энергетических установок и движителей судов;

• замещение нефтяного моторного топлива сжиженным природным газом.

Воздушный транспорт. Энергосбережение на воздушном транспорте достигается:

• применением более экономичных самолетов;

• совершенствованием расстановки и использования парка самолетов в соответствии с пассажиропотоками и дальностью рейсов;

• разработкой и усовершенствованием методов летной эксплуатации;

• использованием водорода в качестве топлива;

• внедрением новых аэродромных машин и механизмов.

По материалам сайта www.xiron.ru