Dr inż. Jerzy W. Sobstel

Projekt: Przyszłość technik satelitarnych w Polsce

Rozwój aplikacji nawigacji satelitarnej i monitoringu

w Polsce

Lokalizacja i śledzenie skradzionych pojazdów, nawigacja satelitarna i zarządzanie flotą
pojazdów to zapewne najpowszechniej obecnie znane zastosowania systemu GPS.
W Polsce w 2005 r zarejestrowanych było 16,8 mln pojazdów (motocykli, samochodów
osobowych, ciężarowych, ciągników i autobusów). Z tej ogólnej liczby ponad 50 000
pojazdów zostało skradzionych i są to coraz częściej pojazdy najdroższe.
Zestawy do nawigacji satelitarnej są obecnie dostępne w każdym supermarkecie. Z
zarządzaniem flotą pojazdów coraz częściej spotykamy się wsiadając do taksówki lub do
tramwaju.
W perspektywie kilku-kilkunastu lat można przewidywać, że każdy pojazd będzie
wyposażony w odbiornik sygnałów satelitarnych umożliwiających jego lokalizację jako
podstawę do różnorodnych aplikacji zależnych od przeznaczenia tego pojazdu.

Krótka historia

Prognozując rozwój aplikacji komercyjnych warto przyjrzeć się ich historii
Próby praktycznego wykorzystania systemu GPS do monitorowania obiektów ruchomych
podejmowane były w Polsce od początku lat dziewięćdziesiątych, gdy stały się dostępne
odbiorniki GPS oraz narzędzia i technologie GIS. Zasadniczą trudnością było zapewnienie
odpowiedniej łączności ze stacją bazową. Jeden z opracowywanych wtedy projektów
przewidywał możliwość monitorowania położenia i stanu pojazdów z materiałami
niebezpiecznych przy wykorzystaniu odbiorników GPS oraz nadajników wolnej transmisji
danych z pojazdów poprzez satelitę do stacji monitorowania instalowanych w każdym
pojeździe.
Komercyjne zastosowania satelitarnej lokalizacji pojazdów rozpoczęły się po uruchomieniu w
Polsce w roku 1996 pierwszych sieci GSM. Poważnym problemem był brak map cyfrowych
w układzie WGS-84 oraz niedokładność samego systemu GPS powodująca trudności w
określeniu rzeczywistego położenia pojazdu. Pierwsze systemy, oferowane od roku 1997
przeznaczone były do monitorowania samochodów osobowych i umożliwiały przekazywanie
informacji o kradzieży i napadzie. Wykorzystanie krótkich informacji SMS umożliwiło
ś

ledzenie pojazdów oraz rozwój systemów zarządzania flotą pojazdów. Krokiem milowym w

rozwoju systemów monitorowania było wprowadzenie w roku 2000 transmisji GPRS oraz
zwiększenie dokładności określania położenia w wyniku wyłączenia sygnału S/A.
Duże znaczenie praktyczne miało wykorzystanie sygnału GPS w systemach czasu
rzeczywistego (sterowania, dyspozytorskich, monitoringu itd) do synchronizacji zegarów
komputerowych.
Dla popularnej nawigacji satelitarnej przełomowe znaczenie miało pojawienie się w roku
2003 map cyfrowych Polski przystosowanych do stosowania w urządzeniach przenośnych.
W roku 2005 uruchomione zostały pierwsze „niszowe” systemy wykorzystujące sygnały z
systemu EGNOS.
W omawianym okresie nie było istotnych działań ze strony państwa wspierających rozwój
aplikacji zarówno od strony legislacyjnej jak i finansowej. Także przystąpienie Polski do Unii
Europejskiej nie wywarło żadnego bezpośredniego, pozytywnego wpływu na rozwój

przedsiębiorczości czy innowacje w zakresie monitoringu. Dodatkowo pojawiły się nie do
końca wyjaśnione trudności związane z koniecznością badania urządzeń instalowanych w
pojazdach (znak „e” wg Motor Vehicle Directive 72/245/ EEC ze zmianami wprowadzonymi
dyrektywą 95/54/EC).
Punkty milowe

•

Udostępnienie GPS

•

Dostępność odbiorników

•

Opracowanie techniki DGPS

•

System GSM (Finlandia -1992) (Polska 1996)

•

SMS

•

GPRS

•

Wektorowe mapy cyfrowe

•

Zdjęcia satelitarne

•

GIS

•

EGNOS

•

Pierwszy satelita Galileo

Stan aktualny

Monitorowanie pojazdów

Monitorowanie pojazdów jest usługą świadczoną przez firmy branży zabezpieczeń
elektronicznych, które zwykle prowadzą też inne formy monitoringu (włamaniowy, pożarowy
itd.) i posiadają obsługiwane w sposób ciągły centra monitorowania. Antena, odbiornik GPS
jak i nadajnik GSM są umieszczane w pojeździe w miejscu niewidocznym. Zagrożenie jest
wykrywane przez pokładowy system alarmowy i przekazywane najczęściej jako komunikat
GPRS. Kierowca może również wezwać pomoc (przycisk napadowy) a po wykryciu
zdarzenia prowadzony jest podsłuch z kabiny pojazdu. Położenie pojazdu jest śledzone przez
stację monitorującą w zależności od umowy – po wykryciu zdarzenia, na żądanie
użytkownika lub w sposób ciągły. Informacje o zdarzeniu i położeniu pojazdu są przesyłane
do telefonu komórkowego użytkownika. Pełne informacje dotyczące pojazdu są udostępniane
użytkownikowi poprzez Internet.
Obecnie na rynku polskim działa wiele firm świadczących usługę monitorowania pojazdów.
Obejmuje ona głównie samochody osobowe klasy średniej i wyższych a także wszystkie inne
obiekty ruchome- motocykle, jachty, specjalistyczne kontenery itd.
Ze względu na połączenie urządzenia monitorującego z systemem alarmowym w nowych
pojazdach mogą być instalowane tylko urządzenia określonych firm.
Brak danych dotyczących liczby monitorowanych pojazdów.

Zarządzanie flotą

Zarządzanie flotą pojazdów ma bardzo wiele różnorodnych aplikacji. Ich wspólna cechą jest
zbieranie informacji skojarzonych z lokalizacją i ruchem pojazdów przez centrum zarządzania
(logistyczne) i wykorzystanie tych informacji do kierowania ruchem oraz do różnorodnych
analiz.
Zarządzanie flotą pojazdów przynosi wymierne korzyści poprzez:
- lepsze wykorzystanie posiadanych pojazdów
- skrócenie czasu i zwiększenie terminowości świadczenia usług
- zwiększenie bezpieczeństwa ładunków i pojazdów

- eliminację nadużyć popełnianych przez kierowców („lewe kursy”, sprzedaż paliwa)
- możliwość bezpośredniego wprowadzania zbieranych informacji do systemów
informatycznych przedsiębiorstwa.
Stosowane są dwa rodzaje systemów zbierania informacji: typu „czarna skrzynka”
odczytywana okresowo oraz z transmisją okresową i/lub zależną od zdarzeń w systemie
GPRS.
W pierwszym przypadku odczyt informacji dotyczących np trasy, czasu, tankowania itp
następuje po powrocie do bazy.
W nowszych rozwiązaniach wykorzystuje się transmisję GPRS zarówno do przesyłania
informacji z rozbudowanego systemu sygnalizacyjno-pomiarowego zainstalowanego w
pojeździe jak i do komunikacji z załogą pojazdu. W kabinie kierowcy instalowane są proste
terminale statusowe do komunikacji załogi z centrum zarządzania a coraz częściej także
terminale graficzne wykorzystywane do zarządzania flota jak i do nawigacji.
Duże firmy transportowe zarządzają flotą samodzielnie i posiadają własne, działające w
sposób ciągły centra logistyczne. W mniejszych firmach nadzór nad infrastrukturą
powierzany jest zewnętrznej firmie monitorującej a użytkownik zajmuje się tylko stroną
merytoryczną zarządzania.
W stacjach centralnych stosowane jest rozbudowane specjalistyczne oprogramowanie, które
poza wizualizacją położenia i śledzeniem pojazdów umożliwia przeprowadzanie
różnorodnych analiz np. powiązanie zbieranych informacji z systemem księgowym,
kadrowym, rejestrem klientów itd. .

Typowe przykłady:

Pogotowie ratunkowe

Firma dystrybucyjna

Transport międzynarodowy

Transport miejski

Służby oczyszczania miasta

Transport pieniędzy i przedmiotów wartościowych

Nawigacja satelitarna w pojazdach drogowych

Nawigacja satelitarna zdobywa obecnie coraz większą popularność głównie wśród fanów
elektroniki. Stosowane są dwa podstawowe rozwiązania ::
-systemy wbudowane dostarczane przez wytwórcę pojazdu
- systemy niezależne
Praktycznie wszyscy producenci, szczególnie droższych pojazdów, oferują wbudowane
systemy do nawigacji satelitarnej jako rozwiązanie opcjonalne. Systemy takie są zwykle
dopracowane pod względem estetycznym i ergonomicznym, współpracują z innymi
systemami zainstalowanymi w pojeździe. Umożliwiają jego monitorowanie. Niektóre pojazdy
są przystosowane do pracy w systemie eCall przesyłając automatycznie informacje w
przypadku zadziałania systemów bezpieczeństwa pasażera (poduszka powietrzna, pasy
bezpieczeństwa itd.) System ten nie został dotychczas w Polsce uruchomiony.
Wadą rozwiązań wbudowanych jest ograniczenie możliwości wyboru map cyfrowych i
zwykle opóźnienie w stosunku do nowinek rynkowych.
Systemy niezależne działają na różnorodnych platformach od typowych komputerów
pokładowych przez notebooki i urządzenia typu palmtop, PDA do rozbudowanych
odbiorników GPS i telefonów komórkowych.
Wyróżniają się dwie grupy rozwiązań

- z mapą statyczną
- z mapą (bazą danych) aktualizowaną
Systemy z mapą statyczną korzystają z map zapisanych na płytach CD, DVD lub SD
aktualizowanych okresowo np. na zasadzie abonamentu. Mapy te zawierają coraz więcej
informacji nie tylko o samych drogach, ograniczeniach w ruch i znakach drogowych lecz
także o obiektach, które mogą interesować użytkownika pojazdu.
W systemach z mapą aktualizowaną poza mapą zainstalowaną lokalnie pobierane są
informacje aktualizujące jej zawartość np. o informacje o zatorach, objazdach, drogach
jednokierunkowych. Informacje te są wprowadzane w czasie planowania trasy lub
dynamicznie w czasie podróży. Zasadniczym problemem w tym przypadku jest pozyskiwanie
aktualnych i wiarygodnych informacji. Aktualnie wykorzystywane są informacje pochodzące
od innych użytkowników dróg lub od służb działających w rejonie tych dróg.

Precyzyjna lokalizacja pojazdów

Standardowe systemy lokalizacji GPS umożliwiają określenie pozycji pojazdu z dokładnością
niewystarczającą dla niektórych zastosowań. Przykładem jest kierowanie pojazdami
lotniskowej straży pożarnej na płycie lotniska przy ograniczonej widoczności. Dla
rozwiązania tego problemu zbudowany został system LSP wykorzystujący lokalny system
DGPS oraz sygnał korygujący z systemu EGNOS.

Monitorowanie transportu ładunków niebezpiecznych

Problem nadzoru nad transportem ładunków niebezpiecznych z wykorzystaniem systemu
satelitarnej lokalizacji obiektów (pojazdów i/lub ładunków) jest omawiany od lat
kilkudziesięciu. Mimo wielu projektów europejskich nie doczekał się pełnego rozwiązania w
skali międzynarodowej ani stosownej normalizacji.

Prognoza rok 2012

Rozwój popularnych zastosowań satelitarnych systemów lokalizacji będzie uzależniony od
postępu w następujących dziedzinach:

Rozwój systemów GPS, EGNOS, Galileo, GPS III, GLONASS

Rozwój systemów łączności radiowej GSM ( SMS, GPRS), UMTS, WiMax

GIS ( mapy cyfrowe, mapy nawigacyjne, mapy tematyczne, mapy 3D)

Terminale ( sterowniki, PDA, telefony komórkowe)

Normalizacja, certyfikacja

Polityka (dyrektywy, polityka koncesyjna)

Do roku 2012 system Galileo nie będzie w pełni uruchomiony i aplikacje z nim związane
będą ciągle na etapie opracowań i projektów demonstracyjnych.
W okresie do roku 2012 największy wpływ na rozwój aplikacji w zakresie inteligentnych
systemów transportowych wykorzystujących lokalizację pojazdów będzie miał sposób i
zakres wdrożenia dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2004/52/WE z dnia 29
kwietnia 2004 r. w sprawie interoperacyjności systemów elektronicznych opłat drogowych we
Wspólnocie

.

Urządzenia instalowane w pojazdach, zgodnie z ta dyrektywa, mogą być

wykorzystywane także do innych celów np. mogą być zintegrowane z tachografami
cyfrowymi. Jeżeli powstanie paneuropejski system pobierania opłat oparty na lokalizacji

satelitarnej to wielosystemowe odbiorniki GPS/EGNOS/Galileo/Glonass staną się
obowiązkowym wyposażeniem wszystkich pojazdów. Będzie to także bardzo silny impuls dla
powstawania zintegrowanych aplikacji i systemów pojazdowych wykorzystujących
lokalizację satelitarną. Można oczekiwać, że wszystkie nowe pojazdy będą wyposażone w
rozbudowane systemy komputerowe z systemami nawigacji, komunikacją radiową i bazami
danych, komunikujące się z urządzeniami przenośnymi użytkowników (PDA, telefon
komórkowy).
Do roku 2012 wszystkie nowe pojazdy powinny także umożliwiać prace w systemie eCall.
Przewidywane zwiększenie dokładności lokalizacji będzie wymuszało pojawienie się nowej
generacji map cyfrowych 3D służących także do aktywnego wspierania lokalizacji.
Można oczekiwać, że do roku 2012 rozwiązane zostaną problemy satelitarnego nadzoru nad
ruchem ładunków niebezpiecznych.

Prognoza rok 2020

W okresie do roku 2020 powinny być w pełni użyteczne i udostępnione trzy systemy GPS III,
Galileo i GLONASS. Dla zastosowań masowych będzie to oznaczało:
- zasadnicze zwiększenie bezpośredniej dostępności sygnału także w pomieszczeniach
- zwiększenie dokładności określenia pozycji
-skrócenie czasu określania pozycji
Umożliwi to powstanie powszechnych aplikacji personalnych dla których jedynym
ograniczeniem będą względy prawnej ochrony prywatności.
Typowe zastosowania:
- nadzór nad osobami o ograniczonej wolności
- nadzór nad osobami chorymi, dziećmi
W odbiorniki GPS będą standardowo wyposażane urządzenia komunikacji (telefony, PDA) a
także np. aparaty fotograficzne (o dobrej optyce, która trudniej poddaje się miniaturyzacji niż
elektronika).