Budape s t iMűs z akié sGaz das ágt udományiEgye t e m Közlekedésüzemi Tanszék
A telematika szerepe a logisztikai folyamatok irányításában Dr . To k odiJ e n ő egyetemi adjunktus
A telematikai (IuK) rendszerek fogalma
Telekommunikáció + Informatika = TeleMatika - az áru és az azokat mozgató eszközök nyomonkövetése (Tracking Tracing rendszerek); - a veszélyes és romlandó áruk kezelése transzponderes azonosítás; - aj ár műve k( azár u)moz gás átl e í r óf öl dr a j z iadat ok( navigáció); - aj ár műve z e t ő ve lf o l y amat osadat kapc s o l at , kommunikáció biztosítása.
A telematikai rendszerek alkalmazásának céljai
Irányítás Küldeménykövetés Műs z akif e l ügye l e t
J á r műpa r kme ne dz s me nt Internet portál
i dőköve t ői nf or má c i óks z ol gál t a t ás a; rugalmas kialakítás; l e e gys z e r űs í t e t tt áv köz l é s ; al e he t ől e gkor ábbii gé nyf e l i s me r é s ; a kapacitások jobb kihasználása; javított biztonság; át t e ki nt he t őkö l t s é gs t r ukt úr a.
A telematikai rendszerek csoportosítása
Az InMarSat rendszer - I.
A bajba jutott hajó radarképe Me nt őt ut a j transzponder
Az InMarSat rendszer - II.
Az InMarSat rendszer - III.
A EutelTracs rendszer - I.
A EutelTracs rendszer - II.
A EutelTracs rendszer - III.
A EutelTracs rendszer - IV.
A GPS (Global Positioning System) rendszer I. Célja: olcsó r ádi óv e v ők é s z ül é ke kk e le l é r he t őingyenes navigációs jel szolgáltatás. •Az USA Védelmi Minisztériuma a vietnami háború alatt, a 70es években kezdte fejleszteni (Lockheed Martin, Pennsylvania); •Aműhol dakkétféle jelet sugároznak. Az eredeti tervek szerint: katonai P típusú jel, pontossága 2D - 10 m, 3D 15 m, polgári C/A típusú jel, pontossága 2D - 100 m, 3D 150 m; Ké s őbbki de r ül t ,hogyar e nds z e rpontosabb: katonai P típusú jel pontossága 1 m, polgári C/A típusú jel pontossága 10-15 m.
A GPS rendszer II. •6 pályasíkban 6*(3+1)=24 műhol dkb.3.8 km/s sebességgel kering kb. 20.200 km föld feletti magasságban; 11 óra 58 perc ke r i ngé s ii dőve l ,58 fokos inklinációjú pályán; •L2 (kb. 1574 MHz) frekvenciasávban rádiójelet sugároznak, a ve vőké s z ül é ke kaC/A jelet fogják, értelmezik a protokollokat; •A földi segédállomásokazEgye nl í t őme nt é nköz e le gye nl e t e s e n oszlanak el; •A rendszer a navigációs koordinátákat háromdimenziós geoid koordináta-rendszerben határozza meg (WGS84); •A korlátozott hozzáférés (S/A) 2000. május 1-j é t őlme gs z űnt ,a C/A jel pontossága (4)-10-15 méter.
A GPS rendszer III. A jelfolyam: Földi bázis
Műhol dak
Szinkron órajel
Ve v őké s z ül é ke k
Modulálás
•Aműhol dakonatomórák,ave v őké s z ül é ke ke nkvarc r e nds z e r ű ór ákműködne k; •Ave vőké s z ül é ke kme mór i áj ábanme gt al ál hat ókaműhol dak pályáinak mindenkori pozíciói; •A mérés indításához szükséges: 3műhol dról é r ke z őj e la3Di dőkül önbs é gé ne ks z ámí t ás ához és egy 4. műhol dr ólé r ke z őj e lazór ákös s z e hangol ás ához ; •Inicializálás:ave vőké s z ül é kabe l s őó r áj átúgyha ngol j aa műhol dasr e nds z e rs z i nkr oni de j é he z ,hogya4.hol dbóls z ámí t ot t koordináta egybeessen aze l s ő3hol dbóls z ámí t ot tkoor di nát áv al .
A GPS rendszer IV. •Az légköri és az i dőj ár ás ikörülmények zavarják a jeleket, ezért földi referencia állomások nagy pontossággal mérik a műhol dasj e l e ktorzulását; •Aze r e dmé nye ke taf öl diköz pont baé st ovábbiműhol dakr a (WAAS, EGNOS) továbbítják; •Ave vőké s z ül é ke ke z e kke laj e l e kke lmódos í t j ákamé r é s i eredményeket, így pontosabb helymeghatározási adatok nye r he t ők.
A GPS rendszer alkalmazása a logisztikában
GSM kommunikáció
SMS üzenet GSM telefonokra GPS antenna
J á r műf e l ügye l e t iköz pont LAN
Térképes munkahely
Kommunikációs munkahely
1.J á r műbet e l e pí t e t te gys é ge k
GPS antenna
WEB Szerver
2.J á r műbet e l e pí t e t te gys é ge k
Internet
1. munkahely
n. munkahely
J á r műbet e l e pí t e t te gys é ge k
A GPS rendszer szolgáltatásai - I.
Aműhol dhál óz at
A magassági számítás
Alapfeladat: helymeghatározás
I dőkül önbs é ge kme ghat ár oz á s a
Zavar ót é nye z ők- légrétegek
Zavar ót é nye z ők- egyéb
Égi háromszögelés
A pontosítás módszere
DGPS referencia pontok
A GPS rendszer szolgáltatásai - II.
A GPS szolgáltatásai - 1: Helymeghatározás
A GPS szolgáltatásai - 2: Útvonal kijelölés
A GPS szolgáltatásai - 4: nyomon követés
A GPS szolgáltatásai - 3: Térkép készítés
A GPS szolgáltatásai - 5: s z i nkr oni dőme ghat ár oz ás
A GPS rendszer pontosságának növelése W.A.A.S. technológiával
A DGPS (Differential GPS) pontosítás módszere
A DGPS rendszer pontossága
Elektronikus térkép készítés
Helyzeti adatok Tervezés
Digitalizálás
Térkép - réteg
Leíró adatok
Elektronikus térkép készítés
Helyzeti adatok Tervezés
Digitalizálás
Adatok egyesítése Földrajzi adatbázis
Térkép - réteg
Leíró adatok
Adatok lekérdezése Térkép
Jelentés
A GPS eszközrendszere - I.
Műhol dak Já r műant e nna
Egy GPS készülék részei: 1.12c s at o r násGPSr ádi óve vő 2.Me gj e l e ní t őe s z köz 3. Térképszoftver
A GPS eszközrendszere - II.
PDA alkalmazások
A GPS eszközrendszere - III.
A GPS eszközrendszere - IV. Hordozható helymeghatározó rendszer
Elektronika
Fedélzeti egységek
A röntgendiffrakció és a lézerspektroszkópia elvének alkalmazása a Kalman-szűr éssegítségével a GPS helymeghatározás pontosítására: a SiRF chipset
Kor szer űGPS technológiák - I. •A SiRF technológia olyan GPS ve vőés szoftver, amely számítógéppel kül önböz őszinteken (kül s őegységként, PCMCIA kártyán vagy alaplapra szerelten) integrálható: •térképi adatbázis alapján s z űr ia helyzetadatokat; •háromnál kevesebb látható műhol dadatait is fel tudja használni a helymeghatározáshoz. Abból indul ki, hogy a ve vőké s z ül é ka korábbi útvonalán halad és a hiányos adatokból csak a megtett távolságot számítja (xTrack). Amint ismét láthatóvá lesz három műhol d, az esetleges pozícionálási hibát korrigálja; •a SnapLock l e he t ővéteszi, hogy a műhol ddalmegszakadt kapcsolatot kevesebb, mint 100 ms alatt helyreálljon (SingleSat); •fokozott érzékenysége következtében részleges takarás esetén is tudja venni a GPS jeleit (FoliageLock, a takart területeken automatikusan 20 dB értékkel növeli az érzékenységet); •külön alrendszerrel biztosítja a többszörös vi s s z ave r ődé s ből származó hibák csökkentését (polarizáció, interferencia).
Kor szer űGPS technológiák - II. A fenti számítások folyamatos végzése energiaigényes. Ezért a kor s z e r űGPS ve vőkbe núj tápellátási eljárást alakítottak ki: •A Trickle Power üzemmód a Globalsat által használt SiRF Chipsetekben alkalmazott technológia, amelynek segítségével energiatakarékos üzemmódban használhatók a GPS ve vők. Az üzemmód lényege a "kapcsolgatós" működé s , amelynek során a szinkronizálást köve t őe na ve vő3 üzemmódba képes kapcsolni: •Tracking State - teljes üzemmód, az áramfelvétel maximális; •CPU State - a készülék processzora dolgozik, és a kommunikációs port nyitva van; •Trickle State - a CPU is alacsony áramfelvételi állapotban van, kizárólag a készülék órája van üzemben (RTC), ez éleszti fel a ve vőt , ha szükséges.
SiRF t echnol ógi ávalműködőGPSvevőkészül ékek
A GPS helymeghatározás térképi szolgáltatásai
Magyarország térképek: PC: PC + GPS: PDA: www.navigate.hu www.garmin.hu www.navisys.hu www.zsebterkep.hu
ESRI ArcMAP HisziMAP MapSource NaviGuide NavTeQ TeleAtlas AeroMap TomTom pMap iGO
Kor szer űnavi gáci óst ér képadat bázi sok (MapSource)
Jár műi r ányí t ásésnyomonkövetés (Tracking & Tracing) GPS segítségével - I.
Jár műi r ányí t ásésnyomonkövetés (Tracking & Tracing) GPS segítségével - II.
Jár műi r ányí t ásésnyomonkövetés (Tracking & Tracing) GPS segítségével - III.
Jár műi r ányí t ásésnyomonkövetés (Tracking & Tracing) GPS segítségével - IV.
Jár műi r ányí t ásésnyomonkövetés (Tracking & Tracing) GPS segítségével - V.
Flottamenedzsment rendszerek kialakítása GPS segítségével
Útvonal optimalizálás és optimális felkeresési sorrend tervezés mobil eszközön / PDA-n
A GPS rendszer hátrányai - I: -
amerikai katonai kézben van a rendszer irányítása nem elég pontos (5-10 m, ami vasúton kevés, dm pontosságra lenne szükség vasúton illetve r e pül őgé pe kl e s z ál l ás a kor ) az integritás,öne l l e nőr z é shi ánya( i nt e r f e r e nc i a, műhol dme ghi bás odáse s e t é naf e l has z nál ótne mé r t e s í t i ) ki e gé s z í t őr e nds z e r e kre van szükség (GNSS, Global Navigation Satellite System)
A GPS rendszer hátrányai - II: -
kont i ne ns nyimé r e t űt ámogat áse s e t é n:geostacionárius pál yánke r i ngőműhol daks z üks é ge s e kat áv kö z l é s he z (SBAS, Satellite-Based Augmentation System) csak f i z e t ősr e nds z e r e kke llehet pontos helymeghatározást végezni (OmniStar, LandStar) geodéziai pontosságú mérésekhez földi támogatású rendszerek (GBAS, Ground-Based Augmentation System) szükségesek
Az EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service, 2000-2004) program - I. A GPS (1978-1995, felújítás: 2010) és a GLONASS (1982) L-sávú (1.2-1.5 GHz) szolgáltatásának javítására hivatott. Beruházási költsége: 300 mló Euro. Al apj ae gy34ál l omás bólá l l óa kt í vf öl div e vőá l l omás okbó l kialakított GPS-hálózat (RIMS, Ranging and Integrity Monitoring Station).
Az EGNOS program - II. Négy központ vé gz iagyűj t öt tadat okf e l dol go z ás át (MCC, Master Control Centre), az eredmények 6 állomásra kerülnek, ahonnan 3 geostacionárius pál yánke r i ngőműhol dr a küldik a korrekciós jeleket (az AOR és az IOR Inmarsat-hold, az Artemis pedig az EGNOS saját holdja). Ave vőké s z ül é ke kaWAAS-hoz hasonlóan külön antenna nélkül fogadják a javított jeleket.
Az EGNOS program - III. Az EGNOS hálózata
A helymeghatározás pontossága 1-3 m.
A GALILEO-program (2008) - I.
Beruházási költsége kb. 3.6 mlrd Euro (ez kb. 150 km autópálya költsége, a rendszer várhatóan 2015-t őlönf e nnt ar t óvávál i k) . Polgári logisztikai navigációs rendszer. AGPSé saGALI LEO r e nds z e rko mbi nác i ó j aj e l e nt ősj av ul ás t hoz a pontosságban és a városi navigációban.
A GALILEO-program - II. Műs z akiadat ok: 30 mesterséges holdat tartalmaz három drb, 56 fokos inklinációjú pályán. Minden pályasíkban 10-10 hold, valamint egy-egy tartalék hold. Keringési magasság: 23616 km, ke r i ngé s ii dő:14ór a,é l e t t a r t am 20é v,t öme g:650kg. Fedélzeti egységek: kétféle atomóra, navigációs jelgenerátor és L sávú rádiójel adó.
A GALILEO-program - III. Af e l s z e r e l e ndől é z e r t ükr ö kahol dakpoz í c i ój ánakpont os me ghat ár oz ás áhozs z üks é ge sl é z e rt ávmé r é s tt e s z i kmaj dl e he t ővé . Föl dir e nds z e r :1i r ány í t óköz pont ,15ve vőál l o más , 4 telemetriai állomás. A földi rendszer integritási információkat is sugároz. Rövi dí t e t tr i as z t ás ié sme nt é s ii dőve lke r e s é s ié s mentési feladatokra is alkalmas.
A GALILEO-program, szolgáltatások - IV. Nyilvános szolgáltatás: mindenki számára ingyenes, nyilvános kódú navigációs jel- é si dős z ol gál t at ás . Nagy biztonságú szolgáltatás: életmentés, légi, tengeri és vasúti navigáció - s pe c i á l i sv e vőké s z ül é kke l . Kereskedelmi szolgáltatás:e l őf i z e t é se l l e né be nnagypont os s ágú i dős z ol gál at ,s z űke bbf öl dr aj z ikör nye z e t be n differenciális szolgáltatás ( ade kódol á s hozs pe c i á l i sve vőbe r e nde z é ske l l ) . El l e nőr z öt ts z ol gál t a t ás :r e ndőr s é g, hat ár őr s é g, t űz ol t ós ág, polgári védelem, honvédelem - kormányzati szervek számára megnövelt pontosság, kiemelt zavarvédelem, szigorúan e l l e nőr z öt tve vőe s z köz ökke l .
A GALILEO-program , alkalmazási területek - V. Ar e nds z e rf e j l e s z t ői :EU,ESA,Kí na,I z r ae l . Főbbal kal maz ás it e r ül e t e kbe c s ül tpi ac ié r t é küks or r e ndj é be n: közúti közlekedés (olcsóbb tájékozódás városi környezetben, lopás gátlás, segélyhívás, dinamikus flotta irányítás, autópálya díjak pontosítása); Európában 2020-ra 360 millió személygépkocsiban lesz GPS honvédelem; légi közlekedés (mostoha körülmények köz öt t ii r ányí t ás , köve t é s ii dők csökkentése, légifolyosók rendszerének megszüntetése);
A GALILEO-program, alkalmazási területek - VI. földmérés ( ut a k,vas ut ak,köz műve kr e nds z e r e sf e l mé r é s e , elmozdulások monitorozása, objektumok gyors bevitele térinformatikai adatbázisokba); műhol daski e g é s z í t őr e nds z e r e k; tudományos alkalmazások (tengeri olaj- é sgáz me z őkkut at ás a, me t e or o l óg i a, oc e anogr áf i a,vadoné l őá l l at o kköve t é s e , s z e nnye z ődé s e kmoni t o r oz ás a,r é gé s z e t ,űr e s z köz ök pontos helymeghatározása); me z őgaz das ág(permetezés és öntözés optimalizálása, terméshozam pontos követése);
A GALILEO-program , alkalmazási területek - VII. pont osi dős z ol gál t a t ás ; tengeri és vasúti közlekedés ( f l ot t ae l l e nőr z é s ,köve t é s ii dő k c s ökke né s e , ut ast áj é ko z t at ás ,bi z t os í t óbe r e nde z é s e ke l l e nőr z é s e); távközlés (mobil hívások pontos helye alapján való számlázás); s z abadi dőst e vé ke nys é g(geocaching). Fe j l e s z t őis z e r ve z e t : Galileo Joint Undertaken, Brüsszel (2003). Feladata: a program gyakorlati kivitelezése. Fe l e l ősazi nf r as t r ukt ur ál i sf e j l e s z t é s e ké r t és a magánszektor bevonásáért.
A telematikai rendszerek alkalmazásának el őnyei Kor s z e r űlogisztikai optimalizálási eljárások alkalmazásba vétele; Jár műki has z nál ásnövelése, bejárási út optimalizálása, JIT-szabályozás; Aj ár műé saköz pontköz öt t iál l andókommunikáció; Rövid hat á r i de j űvál as z adás ; He l yz e t adat okal apj áne gye sj ár műve kújbóli diszponálása; A szállítási események t e l j e sát t e ki nt he t ős é gé ne kbiztosítása; Folyamatossá, i dőkö ve t ővét e he t őame gr e nde l é s e knyi l vánt ar t ás a; Műs z akif e l ügye l e tkor s z e r űs í t é s e :köl t s é g- és kopási elemzések; A karbantartási rendszerek rugalmassá tétele; Aj ár műpar ki r ányí t ásdöntéseinek elemzése; Üzemanyag fogyasztás csökkentése (környezet kímélése); Jobb s z ál l í t ás imi nős é gelérése.
