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[1] 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[2]:

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[3] 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[4] 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