Systemy monitorowania pojazdów w przedsiębiorstwie transportowym

Transkrypt

1 WILCZARSKA Joanna 1 KAŁACZYŃSKI Tomasz 2 ŁUKASIEWICZ Marcin 3 Systemy monitorowania pojazdów w przedsiębiorstwie transportowym WSTĘP Nie można oprzeć się wrażeniu, że kontrola jest w dzisiejszych czasach jednym z podstawowych elementów nadzoru, zazwyczaj pracodawcy nad pracownikiem. Firmy transportowe są doskonałym przykładem na to, w jaki sposób działać i jakie narzędzia można wykorzystać, aby kontrola była skuteczna. Do wyboru istnieje cała gama urządzeń i programów wspierających, kontrolujących, bądź koordynujących pracę kierowców oraz ich pojazdów. Korzystanie z tych udogodnień jest wymuszane na przewoźniku przez ustawodawcę. Chcąc zwiększyć efektywność działania, podnieść jakość świadczonych usług oraz obniżyć koszty, przedsiębiorstwa same wprowadzają odpowiednie systemy. Warto zatem zapoznać się z nowinkami wspomagającymi działalność przedsiębiorców transportowych. Zakup odpowiedniego systemu monitorowania pojazdów jest uzależniony od wymagań stawianych przez przedsiębiorcę oraz możliwości i właściwości danego systemu. 1. SYSTEMY MONITOROWANIA POJAZDÓW Tachografy Tachografy dzielą się na [2]: analogowe, cyfrowe. Ze względu na budowę oraz ilość użytkowników tachografy analogowe dzielą się na: ręczne kierowca jest zobligowany do przełączania manualnie selektora na wszystkie czynności tj. na jazdę, odpoczynek, dyspozycyjność czy inne prace, automatyczne nie wymagają one przełączania przez kierowcę selektora na czynność jazdy, po ruszeniu pojazdu przełączają się same, jednakże na pozostałe czynności kierowca ręcznie przełącza tachograf. Tachografy analogowe dzielą się również ze względu na liczebność załogi: dla załogi dwuosobowej rejestruje czynności na dwóch papierowych nośnikach, dla każdego kierowcy osobno, dla pojedynczej obsady czynności rejestrowane są na jednym papierowym nośniku dla jednego kierowcy. Tachograf analogowy składa się z: czujnika impulsów - urządzenia, które zamocowane jest przy skrzyni biegów w pojeździe, a zadaniem jego jest ustalenie prędkości obrotowej wału skrzyni biegów, urządzenia rejestrującego przyjmuje ono ilość impulsów od czujnika, przetwarza w porównaniu z upływającym czasem, oblicza prędkość przejechanej drogi oraz czasów pracy (tzw. aktywności) kierowcy, następnie rejestruje wszystko na papierowym nośniku. 1 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Pojazdów i Diagnostyki, tel , asiulazol@utp.edu.pl, 2 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Pojazdów i Diagnostyki, tel , kalaczynskit@utp.edu.pl 3 Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Pojazdów i Diagnostyki, tel , mlukas@utp.edu.pl 6556

2 Nazwisko i imię kierowcy Miejsce wyjazdu Miejsce przyjazdu Data wyjazdu Data przyjazdu Nr pojazdu Przebieg pojazdu po przyjeździe Godzina każdego zdarzenia w ciągu dnia Rejestracja różnych aktywności kierowcy Praca inna niż jazda Czas jazdy Chwilowa prędkość pojazdu Przebieg pojazdu przed wyjazdem Wykonany przebieg pojazdu Odpoczynek Przebyta droga Czas do dyspozycji Rys. 1. Budowa tachografu analogowego [2] W założeniach tachograf ma spełniać trzy funkcje: pomiarową polegającą na pomiarze: chwilowej prędkości pojazdu, długości przebytej przez pojazd drogi, czasu, rejestrującą polegającą na rejestrowaniu: chwilowej prędkości pojazdu, długości przebytej przez pojazd drogi, okresów aktywności kierowcy, monitorującą wskazuje moment otwarcia pokrywy tachografu. Tachograf cyfrowy składa się z [1,2]: wyświetlacza widoczne są na nim wszystkie informacje na temat pracy pojazdu oraz kierowcy, przycisków sterujących (jeżeli jest dwóch kierowców wówczas można ustawić tryb pracy dla każdego z osobna), czytników kart chipowych, złącz kalibracji i kopiowania danych, które są wykorzystywane przez pracowników w warsztatach podczas ustawień urządzenia, przycisku otwierania szuflady drukarki, szczeliny papieru drukarki, przycisków nawigacji po menu. 6557

3 Rys. 2. Budowa tachografu cyfrowego [2] Tachograf cyfrowy posiada następujące cechy: zabezpieczenia przed otwarciem przez osoby nieuprawnione, pracuje z kartami elektronicznymi, dane można przesłać na drukarkę lub w celu odczytania na monitor, część danych kierowca może wprowadzić ręcznie, pamięć jest na tyle pojemna, że można dokonać zapisu 365 dni pracy kierowcy, w tachografie oraz na karcie kierowcy rejestrowane są oraz przechowywane takie dane jak: czas jazdy, czas pracy, odpoczynek. Karta kierowcy, niezbędna przy tachografie cyfrowym, pełni papierowego nośnika. Każdemu kierowcy przypisana jest tylko jedna ważna karta. Elektroniczny system poboru opłat drogowych ViaTOLL to elektroniczny system poboru opłat za przejazd drogami krajowymi. Odcinki, na których owe opłaty są pobierane, oznakowuje się znakami pionowymi T-34, a wpływy zasilają konto Krajowego Funduszu Drogowego. Rys. 3. Tabliczka wskazująca pobór opłaty elektronicznej za przejazd drogą publiczną [4] System viatoll [4] pracuje w oparciu o technologię komunikacji bezprzewodowej krótkiego zasięgu. Składa się z kilku elementów niezbędnych do poprawnego działania. Są to bramownice z zamontowanymi na nich antenami. Takie zestawy umożliwiają komunikację pomiędzy przekaźnikami a viabox-em przesyłającym zakodowane w nim informacje dotyczące pojazdu, zainstalowanym w 6558

4 tymże pojeździe. Każdy viabox może pracować tylko w jednym pojeździe, dokładnie tam gdzie dokonano rejestracji. Bramownice, przedstawione na rysunku 4, pracują selektywnie. Z pośród wszystkich przejeżdżających pod nimi pojazdów wybierają tylko te, które powinny wnieść opłatę. Jeżeli podczas przejazdu pojazdu powyżej 3,5 tony pod bramownicą występują jakiekolwiek nieprawidłowości wówczas informacja taka trafia, z wcześniej zrobionym zdjęciem samochodu, do centrum kontroli. Rys. 4. Przejazd pojazdu pod bramownicą [4] W przypadku nie wywiązania się z obowiązku wniesienia opłaty przez przewoźnika w systemie viatoll, bądź braku rejestracji pojazdu w systemie lub błędnego zainstalowania viabox-a, nakłada się na przewoźnika karę. Zasady karania określone są w ustawie z dnia 7 listopada 2008 roku, o zmianie ustawy o drogach publicznych oraz niektórych innych ustaw. Globalny System Pozycjonowania Globalny System Pozycjonowania (ang. Global Positioning System) rozwiązał w bardzo dużej mierze, odwieczny problem określenia lokalizacji pojazdu. Za jego pomocą można określić np. [1]: obecne miejsce pobytu, odległość dzielącą od celu, wyznaczyć trasę podróży np. najkrótszą, najszybszą, pieszą, rowerową, z odcinkami płatnymi bądź nie. Data, która zapoczątkowała tak szybki rozwój systemu GPS, to październik 1957 roku. Wówczas to wprowadzono na orbitę pierwszego sztucznego satelitę Ziemi o nazwie Sputnik 1. W Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa w Baltimore w laboratorium fizyki stosowanej, prowadzony był nasłuch transmisji nadawanych z satelity. Zauważono wówczas, że rozpatrywany satelita nie emituje danych telemetrycznych tylko szczególny rodzaj częstotliwości względem miejsca, z którego prowadzono nasłuch. Ustalono, iż własności sygnału były wynikiem tzw. efektu Dopplera, polegającego na powstawaniu różnicy częstotliwości wysyłanej przez źródło fali oraz rejestrowanej przez obserwatora, który porusza się względem źródła fali. Na przełomie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych stworzono system Transit (pokazany na rysunku 5) pierwszy działający system nawigacji satelitarnej. Jako pierwsze, używały go wojska marynarki wojennej USA, jednakże w 1967 udostępniony został również użytkownikom cywilnym. W tworzeniu systemu brał udział ponownie Uniwersytet Johnsa Hopkinsa. 6559

5 Rys. 5. Satelita serii Transit-O [1] Następcą systemu Transit był GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System - NAVigation Signal Timing And Ranging). Navstar składa się z trzech segmentów: kosmicznego 31 satelitów krążących wokół Ziemi po tzw. średniej orbicie okołoziemskiej, naziemnego (kontroli) składającego się ze stacji kontrolnych i monitorujących na ziemi, użytkownika ostatni element układanki odbiorniki sygnału. Segment kosmiczny w chwili obecnej może pochwalić się satelitami w liczbie 31. Jest to stan obowiązujący na dzień 16 grudnia 2011 roku. Umieszczone są one na orbitach kołowych o nachyleniu 55 0 (Block IIA, IIR, IIR-M) lub 63 0 (Block I) względem płaszczyzny równika na wysokości km. Z 31 satelitów czynnych jest stale około 28 natomiast reszta jest testowana lub nieczynna z przyczyn technicznych. Zdarzają się przypadki, że któryś z satelitów ulegnie zniszczeniu, awarii lub zejdzie z właściwej orbity okołoziemskiej. Jednak mimo wysokich kosztów utrzymania takich urządzeń, umieszczane są kolejne satelity w miejsce utraconych. Aby system pracował poprawnie istotny jest czas. Wszystkie satelity wyposażone są w zegary atomowe, dlatego sygnały są bezbłędnie zsynchronizowane z całym systemem. Poza powyższym wiadomo, że satelity w połączeniu z nadajnikami naziemnymi utworzyły sieć korekcji czasu. Dlatego GPS przekazuje poza pozycją również bardzo dokładny czas. Sygnały transmitowane są z satelitów GPS w dwóch pasmach częstotliwości: S, które jest wykorzystywane do przekazywania wiadomości o obsłudze samego systemu jak również zmian w ładunku satelity, L (L1, L2), na którym transmitowane są depesze nawigacyjne oraz sygnały satelitów. L1 posiada częstotliwość nośną równą 1575,42 MHz, a L2 1227,60 MHz. Te wysokie częstotliwości transmisji charakteryzują się tym, że nie wymagają dużych mocy sygnałów, a anteny odbiorników i nadajników mogą być niewielkich rozmiarów. Sygnał L1 przetwarzany jest za pomocą dwóch pseudo-przypadkowych kodów zagłuszających: P chroniony kodem, dostępny tylko dla autoryzowanych użytkowników. Sygnał modulowany jest odcinkowo gdzie długość jednego odcinka to długość jednego tygodnia. Szybkość transmisji kodu P wynosi 10,23 MHz. C/A (Coarse Acquisition) ogólnie dostępny. Sygnał zmienia parametry w odcinkach kodu pseudolosowego o długości 1023 bitów transmitowanych z szybkością Mbit/s. 6560

6 Rys. 6. Ogólny schemat systemu GPS [1] Segment użytkownika to wielość i różnorodność odbiorników systemu GPS. Można znaleźć wśród nich najprostsze, bardzo tanie, bardziej zaawansowane, znajdujące się na wyższej półce cenowej odbiorniki dla użytkowników cywilnych oraz bardzo profesjonalne odbiorniki wojskowe. Niniejsze odbiorniki mogą pracować niezależnie bądź też mogą być wmontowane w inne systemy. Inercjalny system GPS transmituje sygnał tylko w jednym kierunku, z pokładu satelity do użytkownika (rysunek 8). System monitorowania obiektów SMOK SMOK (System Monitorowania Obiektów Kraków) [6] to profesjonale i skuteczne rozwiązanie służące do monitoringu oraz lokalizacji pojazdów, wykorzystujące technologie GPS i GPRS. Dzięki temu użytkownik, za pomocą przeglądarki internetowej może śledzić pojazd w czasie rzeczywistym. Taki system to doskonały sposób na poprawę bezpieczeństwa pojazdu, jak również narzędzie ułatwiające i optymalizujące zarządzanie flotą samochodową w przedsiębiorstwie. System umożliwia precyzyjną lokalizację pojazdów co wpływa zarówno na bezpieczeństwo pojazdu oraz towaru, jak i na poprawę jakości wykonywanych usług czy sprawniejszą obsługę floty samochodowej. Dzięki swojej funkcjonalności, system SMOK pozwala na obniżenie kosztów utrzymania floty oraz wykrycie i zlikwidowanie nadużyć dokonywanych przez kierowców. System sprawdza się zarówno u klientów indywidualnych jak też w fir-mach wykorzystujących flotę samochodową, niezależnie od jej wielkości. Urządzenie lokalizacyjne z odbiornikiem GPS zamontowane w pojeździe gromadzi informacje na temat aktualnej jego pozycji oraz parametrów. Następnie wykorzystując sieć GSM/GPRS (rysunek 8) dane przesyłane są do serwera monitoringu, do którego użytkownik otrzymuje dostęp. 6561

7 Rys. 7. System Monitorowania Obiektów SMOK [6] Chcąc mieć dostęp do wszelkiej informacji o pojeździe, wymogiem jest rejestracja w systemie. Przydzielany jest indywidualny login oraz hasło. Przy użyciu przeglądarki internetowej można uzyskać bieżące informacje o pojeździe oraz dane z historii pojazdu. Rys. 8. Lokalizacja pojazdu z wykorzystanie systemu SMOK System SMOK znalazł zastosowanie w m. in. w przedsiębiorstwie komunalnym, zajmującym się wywozem nieczystości i odpadów na terenie miasta Bydgoszcz. Budowa systemu SMOK zezwala na adaptację kolejnych elementów w zakresie oprogramowania, czujników oraz urządzeń. Może to być zespół czujników tensometrycznych, zainstalowanych bezpośrednio na urządzeniu zasypowym, zezwalający na realizację mechanizmu ważenia pojemników. Najistotniejszym faktem jest to, że system oblicza wagę odpadów automatycznie po podniesieniu i opuszczeniu dwóch pojemników w tym samym czasie. Poprzez system ważenia pojemników [20] zainteresowani uzyskują narzędzia umożliwiające: monitorowanie pojazdów w rewirze wykonywanej pracy oraz ilości odbieranych nieczystości, obrachunek wykonanej pracy przez pojazdy oraz planistyka pracy i usprawnienia tras przejazdu poprzez ich optymalizację, bezstronne analizy ewentualnych reklamacji składanych przez klientów na podstawie zarejestrowanych danych. bardzo dokładne określanie ciężaru odebranego odpadu z pojemników z odpadami segregowanymi (papier, tworzywa sztuczne, szkło). 6562

8 W pierwotnej wersji w skład systemu wchodzi: sterownik pojazdowy ET-GPS-GSM, zespół czujników montowanych bezpośrednio na urządzeniu zasypowym, umożliwiających pomiar masy odpadów, czujnik obecności pojemników, oprogramowanie. Dla bardziej wymagającego klienta można system doposażyć w [6]: terminal pojazdowy umożliwia poleceń od dyspozytora oraz przekazywanie komunikatów lub też statusów pracy, drukarkę umożliwiającą wydrukowanie potwierdzenia odbioru nieczystości wraz z zarejestrowaną wagą, system identyfikacji pojemników RFID, umożliwiający bezbłędne przypisanie pojemnika do konkretnego klienta. Dane o bieżącym położeniu pojazdu, przejechanej trasie, kierunku i prędkości poruszania się jak również odczyty czujników obecności i rozpoznawania pojemników, a także informacje pochodzące z dynamicznego systemu ważenia gromadzone są przez sterownik przekazywane do serwera, skąd trafiają do komputerów użytkowników systemu tzw. dyspozytorów. Pakiet danych analizowany jest przez użytkownika za pomocą posiadanego oprogramowania. Niepowtarzalność i innowacyjność systemu SMOK zapoczątkowuje szerokie możliwości i prowadzi do wielu korzyści, a mianowicie: optymalizacji i uproszczenia procesów logistycznych powiązanych z zarządzaniem i dysponowaniem flotą pojazdów odbierającą odpady, możliwości dokładnego rozliczenia klientów z ilości wyczyszczonych pojemników we wskazanym czasie jak również z wagi odebranych nieczystości, możliwości precyzyjnego raportowania i rozliczania każdego pojazdu z osobna lub floty pojazdów jako całości w zakresie masy odebranych odpadów, trwającego na bieżąco monitoringu floty pojazdów oraz sygnalizowaniem złamania wyznaczonych wcześniej kryteriów, stałego monitorowania pojazdów w czasie wykonywania ich pracy oraz ilości odbieranych nieczystości, możliwość rozliczenia pracy faktycznie wykonanej przez pojazdy z jednoczesnym planowaniem rozkładu pracy oraz wyborem optymalnych tras dla poszczególnych pojazdów, możliwość rozstrzygania zasadności składanych reklamacji w odniesieniu do rejestrowanych danych o pojazdach. Dzięki uniwersalności i precyzji systemu SMOK istnieje możliwość zamontowania dodatkowych urządzeń. Bywają one bardzo zróżnicowane ze względu na charakter pracy. Mogą umożliwiać wsparcie i kontrolowanie procesów związanych z zimowym utrzymaniem dróg [5]. Zostały skonstruowane czujniki posypu i położenia pługa (rysunek 9 i 10). Rys. 9. Czujnik posypu 6563

9 Rys. 10. Czujnik położenia pługa [5] PODSUMOWANIE Do części systemów monitorowania pojazdów zmusza przewoźników ustawodawca, natomiast reszta to wymóg zleceniodawców, którzy powierzając firmie przewozowej zadanie do wykonania, chcą mieć pewność, że zostanie ono wykonane zgodnie z wiedzą i wymogami technicznymi czy technologicznymi. Systemy monitorowania oparte na GPS lub GPRS są już powszechnie stosowane od wielu lat i są to systemy łatwe w obsłudze. Jednakże sprostanie, stawianym przez firmy wymogom, jest o wiele trudniejsze. Zarządzanie flotą pojazdów w przedsiębiorstwie transportowym może być wspierane przez system SMOK, coraz częściej wykorzystywanym w wielu firmach. Praca z takim oprogramowaniem w dużym stopniu stabilizuje i uporządkowuje obowiązki w firmie. Wykształca się pewnego rodzaju schemat pracy bazujący na modułach podłączonych do systemu. Ma to również pozytywny wpływ na zachowanie pracowników, wykonujących swoje obowiązki w sposób zaplanowany zgodny z wcześniejszymi ustaleniami. Różne moduły uzupełniają oraz ułatwiają pracę z jednoczesnym jej pełnym kontrolowaniem. Streszczenie Stosowanie systemów monitorowania pojazdów w przedsiębiorstwie transportowym jest wymagane przez ustawodawcę. Przedsiębiorstwa wykorzystują nowoczesne systemy w celu poprawienia jakości świadczonych usług. Powszechnie stosowane są systemy monitorowania oparte na GPS (Globalny System Pozycjonowania), dzięki któremu można było rozwiązać problem lokalizacji pojazdów. Z jego pomocą można wyznaczyć odległość dzielącą pojazd do celu, jak również zaplanować odpowiednią trasę przejazdu, np. najkrótszą, najszybszą, z odcinkami płatnymi bądź nie. Technologia GPS oraz GPRS wykorzystana została do opracowania systemu SMOK. Dzięki temu użytkownik, za pomocą przeglądarki internetowej może śledzić pojazd w czasie rzeczywistym. Taki system to doskonały sposób na poprawę bezpieczeństwa pojazdu, jak również narzędzie ułatwiające i optymalizujące zarządzanie flotą samochodową w przedsiębiorstwie. Słowa kluczowe: system monitorowania, przedsiębiorstwo transportowe, pojazd Monitoring systems of vehicles in a transport enterprise Abstract Applying monitoring systems of vehicles in a transport enterprise is required by the legislator. Enterprises are using modern systems of services in order to improve quality provided. Monitoring systems based to the GPS (Global Positioning System) are universally used, which it was possible to solve a problem of the location of vehicles. With his help it is possible to appoint the distance dividing the vehicle at the target, as well as to plan the appropriate route of the ride, e.g. shortest, fastest, with 6564

10 paid segments or not. Technology the GPS and GPRS were used for developing the system SMOK. Thanks to that user, with the web browser can track the vehicle in the real time. Such a system is an excellent way to the improvement in the safety of the vehicle, as well as the tool facilitating and optimizing the fleet management car in the enterprise. Keywords: monitoring system, transport enterprise, vehicle BIBLIOGRAFIA 1. Narkiewicz J., GPS i inne satelitarne systemy nawigacyjne, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa Trojanowski J., Wysocki P., Fira J., Gugała W., Podręcznik kierowcy zawodowego, Wydawca Ośrodek Szkolenia OZPTD, styczeń Ustawa z dnia 7 listopada 2008 r. o zmianie ustawy o drogach publicznych oraz niektórych innych ustaw