Беспроводные технологии в организации "умных парковок"
Самым разочаровывающим моментом в городском вождении является попытка найти место для парковки. В качестве простого примера можно привести факт возвращения домой вечером и старания припарковать своего "железного коня" по принципу "где-то недалеко" – сколько можно сделать кругов по прилегающему кварталу, остается только догадываться. Исследователи сделали вывод, что около 30% автомобилей в перегруженных районах города испытывают затруднения с парковкой. И только 12% автомобилистов сразу находят место для парковки.
Цель данной статьи – не обсуждение рыночных аспектов, а обзор технической оснащенности парковок и основных технологических трендов, с помощью которых можно привести в относительный порядок ситуацию с парковками.
Ассортимент технических средств
Рынок оборудования очень обширен. Его можно разделить на 2 большие группы:
- технические средства для закрытых парковок (то есть ограниченные в пространстве одноярусные или многоярусные, закрытые периметрально или условно, ограниченные количеством машиномест);
- технические средства для открытых парковок (парковки масштабов округа или целого города).
Наборы этих средств отличаются друг от друга по своей природе. Но количественно это очень большой перечень оборудования: всевозможные преграждающие устройства (шлагбаумы, барьеры, автоматические ворота), системы ограждений, идентификации (как водителей, так и транспортных средств), визуализации (табло и индикаторы), нанесения дорожной разметки, сбора информации и ее обработки, оплаты за парковку (стойки оплаты и программные приложения), приложения для информатизации.
Преимущества "умных парковок"
"Умные парковки" являются основным направлением развития. То, что раньше считалось необязательным атрибутом крупного населенного пункта, сегодня становится важным инструментом обеспечения его жизнедеятельности.
Благодаря современным технологиям проводного или беспроводного доступа огромный поток информации о парковках может быть успешно получен и сохранен в базах данных. Затем информация обрабатывается с помощью специальных программ. Теперь эти самые парковки умеют помогать своим посетителям получать информацию о количестве свободных мест, что неизменно ведет к сокращению времени поиска, что, в свою очередь, приводит к:
- уменьшению пробок;
- сокращению выбросов CO2;
- более эффективному использованию пропускной способности парковки;
- увеличению доходов от парковок;
- использованию парковки как сервиса (комфортная "умная парковка").
Ситуация очень быстро меняется. В течение длительного времени администрации многих городов в партнерстве с промышленностью разрабатывали и продолжают разрабатывать систему "умный город" с подсистемами управления парковками.
Чтобы поиск парковки в городах был намного легче:
- голландская компания Nedap Identification Systems разработала систему с парковочным сенсором Nedap;
- испанская компания WORLDSENSING разработала систему с сенсором Fastprk.
Далее хотелось бы более детально остановиться на технических вопросах построения именно открытых парковок, поскольку тема очень обширна, и в одной статье не получится ее раскрыть.
Открытые парковки на основе беспроводных технологий
Системы данного типа состоят из сетей беспроводных датчиков, которые обнаруживают в режиме реального времени, занято парковочное место или нет. Точная информация о состоянии парковки может быть эффективна и полезна для водителей.
Требования к установке систем
Городские улицы не должны быть надолго закрыты или недоступны в течение многих дней на время установки сенсорной сети, так как это будет иметь огромное влияние на поток движения в городе. Таким образом, любая система, которая может быть использована в городе, требует, чтобы она была простой в установке и настройке, хорошо масштабируемой и надежной.
Актуальные данные о парковках должны применяться для того, чтобы эффективно этой системой управлять. Данные о занятости места от датчиков парковки на улице должны быть доступны в режиме реального времени, а также поддерживать общие стандарты для интеграции данных.
Работа в любых условиях
Поток данных от сетей беспроводных датчиков представляет собой большой объем, фактически это тысячи и тысячи событий, которые формируются в беспроводной сенсорной сети. Фильтрация данных и эффективные
коммуникационные протоколы должны поддерживать систему в рабочем состоянии даже в самых сложных условиях.
Установленные на улице датчики непрерывно подвергаются воздействию различных экстремальных условий. Датчик должен оставаться в рабочем состоянии на заснеженных, заледенелых, мокрых и пыльных улицах. Кроме того, физическое давление от автомобилей, автобусов и снегоуборочных машин не должно приводить к разрушению датчиков.
Перспективы развития беспроводных парковок
Такие системы в ближайшем будущем могут получить мощное развитие. Создание новых программных приложений для парковочных систем позволит использовать их возможности еще эффективнее.
В качестве примера можно взять вариант возможного использования парковочных систем, рассмотренных выше, в качестве систем идентификации. Это программное приложение для мобильных устройств, с помощью которого можно идентифицировать транспортное средство в пределах установленного парковочного пространства, оборудованного системой, и это решение контролировало бы легальность использования парковки.
Вариант применения подобного рода систем заключается в следующем: как только автомобилист припарковался, одним нажатием кнопки он активирует мобильное приложение, которое подключается к серверу парковки. С использованием координат GPS или ГЛОНАСС и анализа событий из системы выявляется местонахождение автомобиля и правомерность использования конкретного парковочного места.
В парковочной системе места могут быть назначены для конкретной группы пользователей (держателей разрешений на парковку): инвалидов, VIP-клиентов, лицензированных такси и т.д. Через внешний интерфейс системы администратор может отслеживать несанкционированное использование парковочного места.
Подобные приложения можно было бы интегрировать со сторонними приложениями, например:
- с приложением для мобильных платежей;
- в привязке с навигационными приложениями и т.д.
Система Nedap
Nedap – это высокотехнологичный датчик парковки, состоящий из беспроводных сенсоров, устройства сети связи и встроенного программного обеспечения управления.
Принцип работы
Каждый раз, когда транспортное средство производит парковку на стоянке, генерируются события с метками времени. Датчик с помощью беспроводных сенсоров определяет не только наличие автомобиля, припаркованного в этом конкретном месте парковки, но также длительность его пребывания.
Все изменения состояния датчика контролируются. Датчик полностью беспроводной, с питанием от встроенной батареи. В датчике используются два типа сенсорных технологий: магнитная и инфракрасная. Такой двойной подход обеспечивает надежность и точность измерения.
Передача данных
Датчик Nedap использует сетевой протокол, который был разработан специально для этого приложения и содержит средства автоматически конфигурирования и элементы самовосстановления. Датчики, врезанные в дорожное полотно, взаимодействуют друг с другом самостоятельно, а также при помощи ретрансляционных узлов (Relay Node), которые находятся в пределах досягаемости группы датчиков.
Комбинация датчиков и ретрансляторов образует Mesh-сеть, состоящую из узлов. Как и парковочные датчики, все узлы сети связи работают без проводов – автономно. Различные узлы сети применяются для выбора альтернативных каналов связи автоматически при разного рода ограничениях по передаче данных. Это накладывает, в свою очередь, ограничение на количество переходов (узлов сети), используемых для связи, но при этом повышает быстродействие и надежность в гарантированной передаче пакетов. Сеть связи является двунаправленной. Пакеты пронумерованы так, что их можно восстановить при потере, поскольку датчики обладают встроенной памятью. Сеть также позволяет выполнять обновления прошивки внутри датчиков удаленно, что упрощает работу с ними. Механизм отложенной передачи обеспечивает функционирование сети даже в случае сбоя питания базовых станций (Data Collector). В такой ситуации информация от датчиков или сети связи может быть получена в центре обработки в момент восстановления питания.
Управление и интеграция
Общие данные в системе собираются и передаются на Web-интерфейс. Это приложение может использоваться для настройки, мониторинга и анализа данных о заполняемости парковки. Программное обеспечение Nedap гибкое, масштабируемое и легко настраиваемое.
Интеграция с системами сторонних пользователей осуществляется с использованием технологий SOAP и REST. Для пользователей интерфейс разработан таким образом, чтобы обеспечить быстрое развертывание и простоту установки больших сетей масштаба города. Индикаторные панели используют виджеты, чтобы информировать администраторов о состоянии всех компонентов в беспроводной сенсорной сети. Эта функция значительно сокращает время и затраты, необходимые для администрирования и управления системой. Визуальный интерфейс содержит несколько виджетов. Виджет обобщает и отображает фактическое состояние датчиков и других элементов системы. Интерфейс содержит шесть основных виджетов по категориям: датчики, ретрансляционные узлы, коллекторы данных, сети, серверы системных уведомлений.
Система Fastprk
Fastprk представляет законченное решение по управлению парковками, состоящее из датчиков занятости парковочного места, специализированного программного обеспечения (управление, отчеты и аналитика), программного интерфейсного API для интеграции и приложений для мобильных устройств.
Принцип работы
Датчик Fastprk использует магнитный сенсор. Корпус датчика выполнен с классом защиты IP67 и устанавливается в дорожное покрытие.
Передача данных
Fastprk работает на базе специализированного сетевого протокола, который был для этого разработан. Датчики Fastprk передают данные на сетевой шлюз и могут располагаться на расстоянии до 500 м от шлюза без использования репитеров.
Управление и интеграция
Данные в системе поступают на специализированное программное обеспечение Management Tool. Это программное обеспечение позволяет пользователям настраивать KPI (Key Performance Indicators), чтобы получать данные о состоянии парковки в режиме реального времени. Пользователь в реальном времени получает информацию о занятости парковочного пространства.
