hc8meifmdc|2010A6132836|Articlebsfe|tblEssay|text_Essay|0xfbffe8bf02000000ad1a000001000600
کاربرد فناوری ماهواره GPS و راهبری خودرو
گردآورنده:
مهندس محسن
عیسایی
کارشناس
مهندسی و پشتیبانی کیفیت
یافتن روشی سریع و دقیق برای تعیین موقعیت فرد و خودروهای متحرک
بر مبنای واحد، ذهن پژوهشگران را همواره به خود مشغول کرده است. با پیشرفت علوم و
فنون فضایی همراه علوم ژئوماتیک، این ایده شکل گرفت که کنترل مختصات از سطح زمین
به فضای اطراف آن منتقل شود. به این منظور، استفاده از ماهوارههایی که به گرد
زمین میچرخند و موقعیت دقیق آنها در هر لحظه کنترل و تعیین میشود، بهترین روش
شناخته شد.
این ایده ابتدا از سوی پژوهشگران وزارت دفاع امریکا (پنتاگون)
ارائه و در پی آن، سیستم تعیین موقعیت جهانی GPS تعریف شد.
شبکه ماهواره ای سیستم تعیین موقعیت جهانی از 24 ماهواره تشکیل
شده است که در 6 مدار مختلف در فاصله 11 هزار مایلی زمین به طور متناوب به دور آن
میچرخند. هر ماهواره در 12 ساعت یک دور کامل میزند. برای تعیین هر نقطه روی
زمین، اندازهگیری دقیق فاصله توسط 3 ماهواره صورت میگیرد.
گیرندههای این سیستم در داخل خودرو میتوانند با دریافت
سیگنالهای ارسالی ماهوارههای یادشده علاوه بر طول و عرض جغرافیایی، زمان دریافت،
ارتفاع از سطح دریا و زاویه دید ماهوارهها را برای هر کاربر تعیین کنند. دقت
عملیات حدود 10 متر است.
ارسال اطلاعات
موقعیت خودرو به مراکز کنترل به دو روش زیر صورت میپذیرد:
1- ارسال
اطلاعات موقعیت خودرو بر بستر ماهواره مخابراتی:
بهترین راه حل مشکلات حمل
و نقل برون شهری و ترانزیت، استفاده از ماهواره با پروتکل D+ است. در حال حاضر برای این کار از ماهواره
«اینمارست» استفاده میکنند. به این ترتیب پس از این که موقعیت خودرو از طریق
ماهواره GPS در تجهیزات داخل
خودرو ثبت شد، این اطلاعات از طریق شبکه ماهواره مخابراتی به ایستگاه مرکزی زمینی
(در اروپا یا امریکا) منتقل میشود. پروتکل D+ بستر ارتباطی با پهنای باند کم و پوشش جهانی
است و با توجه به دسترسی بسیار خوب و موقعیت ثابت ماهوارهها، کاربران میتوانند
در هر نقطه، هر زمان و هر وضعیت اقلیمی و جغرافیایی به این سرویس دسترسی داشته
باشند.
این اطلاعات پس از تجزیه و تحلیل در ایستگاه مرکزی به شبکه
اینترنت منتقل میشوند و همه کاربران با استفاده از نرم افزار خاصی میتوانند از
این اطلاعات استفاده کنند. این نرم افزارها از دو بخش تشکیل شده اند:
1-1. در این
بخش،کاربر با استفاده از رمزگشایی میتواند از بانکهای اطلاعاتی استفاده کند و
حتی آن را در رایانه شخصی خود ضبط کند تا روی دادهها پردازش انجام دهد.
1-2. در این
بخش، اطلاعات پیشگفته روی نقشه مشخص میشود و مراکز کنترلی بر عملکرد خودروها نظارت میکنند.
در عکس شماره 1 موقعیت یابی خودرو بر بستر ماهواره مخابراتی نشان
داده شده است.
2- ارسال
اطلاعات موقعیت خودروها بر بستر شبکه تلفن همراه GSM:
که بهترین راه حل مشکلات حمل و نقل درون
شهری به شمار میآید. با توجه به گسترش روزافزون شبکه تلفن همراه در داخل و خارج
شهرها میتوان از این تکنولوژی برای ارسال اطلاعات موقعیت خودرو به مراکز مخابراتی
و مراکز کنترلی استفاده کرد. تجهیزات داخل خودرو، اطلاعات را به طور خودکار از
سرویس SMS ارسال میکنند.
سرویس پیغامهای کوتاه، بستری ارتباطی با نرخ پایین است؛ هزینه استفاده از آن در
مقایسه با سایر سرویسهای زمینی بسیار کم است و میتوان به دو طریق اینترنتی (آن
لاین) و اطلاعات ذخیره شده (آف لاین)
استفاده نمود.
این تجهیزات به گونهای طراحی شده اند که بسیاری از مشکلات شبکه
تلفن همراه در آنها حذف شده است. به این ترتیب در زمانهایی که پوشش شبکه تلفن
همراه وجود ندارد، اطلاعات درون آن ذخیره و هرگاه به شبکه وصل شد، اطلاعات ارسال
میشود.
این اطلاعات فقط برای مراکز نظارتی قابل استفاده است. ترکیب روش
تعیین موقعیت خودرو با راهبری، به راننده امکان میدهد که از دیگر اطلاعات به
بهترین وجه استفاده کند. در عکس شماره 2 موقعیت یابی خودرو بر بستر شبکه تلفن
همراه نشان داده شده است.
گفتنی است ارسال این اطلاعات از طریق کنار جاده توسط
امواج باند کوتاه نیز میسر است ولی باید بستر ارتباطی دیگر با سیم یا بیسیم در
جاده موجود باشد.
ارتباطات ماهواره ای، اینترنت و شبکه تلفن همراه مزایا بسیاری دارد.
شبکه زمینی به هزاران کیلومتر کابل، حفر زمین و ایجاد مراکز سوئیچ، تیرهای تلفن و
ایجاد مراکز مخابراتی نیاز دارد که بسیار هزینه بر است و به راحتی جایگزین
میشود. هزینه ماهواره و هاب بین هزاران مشتری تقسیم میشود و بر این اساس، هزینه
تمام شده برای مشتری از روشهای زمینی بسیار کمتر است.
تعیین موقعیت برای افراد نیز به طور شخصی
امکان پذیر است. به این منظور دستگاهی بزرگتر از تلفن همراه تهیه شده است و نقشه
محلهای مورد نظر در آن وجود دارد. این وسیله برای بچهها، کوهنوردان و کسانی که
در خارج از شهرها کار میکنند، بسیار مورد استفاده است.
راهبری خودرو
عملکرد این سیستم که درون خودروها (کامیون، اتوبوس، ون و سواری)
نصب میشود، به دو صورت است:
1- استاتیک
در این سیستم، اطلاعاتی روی CD-Rom از قبل ذخیره شده که راهنمای مسیریابی، بر
پایه مبدا و مقصد بوده و راننده دادهها را روی دستگاه وارد میکند. در این سیستم
اطلاعات ذخیره شده روی CD
به روز نیست.
2- دینامیک
در این سیستم، اعلام مسیر به روز است و شامل یک واحد GPS ، بانک اطلاعاتی
نقشه دیجیتالی روی CD
و برنامه نرم افزاری است که فرم دادههای نقشه را ایجاد میکند. لینک ارتباطی با
سیستم مرکزی اطلاع رسانی برای طراحی بهترین مسیر در خلال سفر دو طرفه است. در شکل
شماره 3 نمونه ای از سیستم دینامیک شرکت پایونیر نشان داده شده است.
در سیستم دینامیک از یک گیرنده ترافیکی RDS استفاده میشود که اطلاعات
ترافیکی را از امواج FM کسب میکند. این
گیرنده، اطلاعات ترافیکی را از مرکز کنترل ترافیک دریافت میکند. صفحه نمایشگر،
اطلاعات نقشه را از روی دیسک DVD میخواند و موقعیت خودرو را از واحد GPS میگیرد و آن را روی نمایشگر به صورت فلش
نشان میدهد. در این حالت راننده مقصد را به سیستم میدهد. سیستم بهترین مسیر را
با در نظر گرفتن اوضاع خیابانها (ترافیک، مسدود بودن مسیر، یکطرفه یا دو طرفه
شدن، سوانح و...) به راننده پیشنهاد میدهد.
بانک اطلاعاتی DVD میتواند شامل کلیه مراکز خدماتی و تعمیراتی، هتلها، رستورانها،
بیمارستانها و داروخانهها، پمپ بنزینها، پارکینگها، بانکها، مراکز خرید،
پایانههای حمل و نقل درون شهری، سینماها ، پارکها، مراکز تفریحی و... باشد. به
عبارت دیگر، اگر راننده بخواهد از موقعیت نزدیکترین بیمارستان اطلاع حاصل کند،
روی فهرست آن بیمارستان را انتخاب و موقعیت بیمارستان و خودرو را مشخص میکند و
مسیر با رنگ دیگری نشان داده میشود. با حرکت به سمت مقصد، فلش هم حرکت میکند و
مسیر حرکت خودرو را به دقت نشان میدهد و اگر راننده اشتباه برود، هشدار (آلارم)
میدهد.
ردیابی خودروها برای بخشهای خاص، کاربردهای ویژهای دارد به
عنوان مثال ناوگان تجاری، اتوبوسهای بین شهری و درون شهری، سرویسهای تاکسیرانی
درون شهری و سرویسهای تعمیراتی و... در هر لحظه در مراکز مربوطه تحت کنترل است.
این کنترل شامل سرعت مجاز، مدت رانندگی مجاز، یافتن خودروهای مسروقه، مکانی یابی
خودروهای تصادفی و معیوب و... است. خودروهای پلیس ، اورژانس، آتش نشانی، خدماتی
نیز تحت نظارت هستند تا به محلهای مورد نظر به سرعت اعزام شوند.
شرکتهای بزرگ سازنده خودرو مانند بنز و ولوو دارای کیت کامل
راهبری هستند که شامل آنتنهای GPS ، GSM
و RDS ، رایانه، صفحه کلید
و صفحه نمایشگر است و به تمام ارتباطات مخابراتی موجود جواب میدهد. در ضمن کیت
یادشده به ECU خودرو وصل است و حتی
اطلاعات مصرف سوخت و اطلاعات کلی موتور را به طور خودکار به مرکز کنترل مخابره
میکند.
همچنین در صورتی که موتور خودرویی خراب
شود، از راه دور عیبیابی میکند و علت آن را به صورت نوشتاری به راننده میدهد.
شکل شماره 4 کیت شرکت بنز را نشان میدهد.
این کیتها توانایی پخش اطلاعات ترافیکی را به صورت
نوشتاری و صوتی به راننده دارد با استفاده از این سیستم، راننده یک خودرو میتواند
با راننده دیگر در هر کجای دنیا، ارتباط برقرار کند و به قول معروف گپ بزند.
ترکیب سیستم راهبری و موقعیت یابی خودرو
باعث میشود در زمان سفر، مصرف سوخت کاهش قابل توجهی را نشان دهد.
منابع:
www.fleetboard.com 1.
www.volvo.com 2.
www.gpsinformation.org 3.
4.
کمیته IT وزارت راه و ترابری