Передача экстренных данных в системе ЭРА-ГЛОНАСС

в 10:02, , рубрики: connected car, ecall, Wiki-технология, Интернет вещей, тональный модем, транспорт будущего, эра-глонасс

Bсе легковые автомобили, производимые или ввозимые на территорию РФ с 1 января 2017 года, обязаны оснащаться модулями «ЭРА-ГЛОНАСС». Новые автомобили Lada оснащаются экстренными кнопки SOS уже с 2016 года. ГОСТ на систему экстренного реагирования при авариях появился еще в далеком 2011-м, однако до сих пор не появилось ни одной технической статьи, описывающей принципы ее работы. Так что кому интересно, прошу.

image

Что же такое ЭРА?

image

«ЭРА-ГЛОНАСС» — российская государственная система Экстренного Реагирования при Авариях, нацеленная на повышение безопасности дорожного движения и уменьшения смертности от ДТП за счет сокращения времени оповещения экстренных служб. По сути, это частично скопированная европейская система eCall с некоторыми отличиями в передаваемых данных и частично обратно-совместимая с европейским родителем. Принцип работы системы достаточно прост и логичен: при аварии, встроенный в автомобиль модуль (IVS) в полностью автоматическом режиме и без участия человека определяет степень тяжести аварии, определяет местоположение транспортного средства через ГЛОНАСС или GPS, устанавливает связь с инфраструктурой «ЭРА-ГЛОНАСС» и в соответствии с протоколом передаёт необходимые данные об аварии (некий сигнал бедствия). Приняв сигнал бедствия, сотрудник колл-центра оператора ЭРЫ-ГЛОНАСС должен позвонить на бортовое устройство и выяснить, что произошло. Если никто не ответит — передать полученные данные в Систему-112 и отправить по точным координатам бригады спасателей и медиков, притом последним, чтобы прибыть на место, даётся 20 минут. И все это, повторюсь, без участия человека: даже если попавшие в ДТП люди не смогут самостоятельно вызвать экстренные службы, данные об аварии все равно будут переданы.

Что такое инфраструктура ЭРА?

Инфраструктуру для работы системы можно разделить на 3 основных части:

1. Устройства вызова экстренных служб, устанавливаемые в автомобили (по стандарту eCall эти устройства называются IVS — In Vehicle System) и осуществляющие сбор и передачу данных от Автомобиля

2. Инфраструктура мобильной связи, по сути, единый виртуальный оператор сотовой связи (MVNO), базирующийся не на одном, а сразу на всех реальных операторах мобильной связи. Таким образом, в случае экстренного вызова, достаточно иметь покрытие любого из действующих на территории РФ операторов мобильной связи, что в свою очередь существенно увеличивает зону действия системы. Также, с целью обеспечения максимального покрытия, в качестве опорной технологии для передачи данных выбран обычный GSM.

3. Инфраструтура приема и обработки вызовов (по eCall — PSAP — Pyblic Safety Answering Point), представляющий из себя большой колл-центр для приема и обработки звонков.

Как это работает?

По сути внутри автомобиля находится обычный мобильный телефон, который при срабатывании подушек безопасности автоматически производит звонок и «сообщает оператору о произошедшем» и вот тут то и кроется главная технологическая «фишка» системы ЭРА-ГЛОНАСС и eCall: тональный модем.

Так как система изначально разрабатывалась для работы в местах, где может отсутствовать мобильное интернет соеденение (даже GPRS есть не всегда) был придуман протокол, позволяющий все равно передать небольшой объем экстренных данных, называемых Минимальным набором данных (МНД). Суть этого протокола в том, что вся передача данных происходит внутри Голосового GSM канала, почти как DialUp модемы в середине 2000-х, однако более помехоустойчнивого, с поддержкой временной синхронизации и ARQ.

Взглянем на временную характиристику передаваемого от IVS (Uplink — Figure 1) и от PSAP (Downlink — Figure 2) сигналов:

001

Передача данных в тональном модеме в общем случае состоит из 3-х этапов:

1. Синхронизация
2. Готовность к передаче данных
3. Передача данных, а в случае, если канал сильно зашумлен, имеется возможность добавлять избыточность в передаваемое сообщение, увеличивая шансы декодирования на стороне приемника.

Если кому то интересно, более детально принцип работы тонального модема можно изучить в открытом стандарте ETSI TS 126.267.

После получения и декодирования данных из канала на стороне PSAP имеется закодирование с помощью АСН.1 сообщение вида:

01580D0010410410410410410410410414100000000FFFFFFFFFFFFFFFFFF8020080200030104012328E
E6400400000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000002000000080000000000000080000000000000004000800000000000000000000000000
000000000000

Из которого после ASN.1 декодера выделяется «полезный нам» Минимальный набор данных:

<ECallMessage>
  <id>1</id>
  <msd>
    <msdStructure>
      <messageIdentifier>3</messageIdentifier>
      <control>
        <automaticActivation>
          <false/>
        </automaticActivation>
        <testCall>
          <true/>
        </testCall>
        <positionCanBeTrusted>
          <false/>
        </positionCanBeTrusted>
        <vehicleType>
          <passengerVehicleClassM1/>
        </vehicleType>
      </control>
      <vehicleIdentificationNumber>
        <isowmi>111</isowmi>
        <isovds>111111</isovds>
        <isovisModelyear>1</isovisModelyear>
        <isovisSeqPlant>1111111</isovisSeqPlant>
      </vehicleIdentificationNumber>
      <vehiclePropulsionStorageType>
        <gasolineTankPresent>
          <true/>
        </gasolineTankPresent>
      </vehiclePropulsionStorageType>
      <timestamp>0</timestamp>
      <vehicleLocation>
        <positionLatitude>2147483647</positionLatitude>
        <positionLongitude>2147483647</positionLongitude>
      </vehicleLocation>
      <vehicleDirection>255</vehicleDirection>
      <recentVehicleLocationN1>
        <latitudeDelta>0</latitudeDelta>
        <longitudeDelta>0</longitudeDelta>
      </recentVehicleLocationN1>
      <recentVehicleLocationN2>
        <latitudeDelta>0</latitudeDelta>
        <longitudeDelta>0</longitudeDelta>
      </recentVehicleLocationN2>
    </msdStructure>
    <optionalAdditionalData>
      <oid>1.4.1</oid>
      <data>28EE640040000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000</data>
    </optionalAdditionalData>
  </msd>
</ECallMessage>
<ERAAdditionalData>
  <diagnosticResult>
    <micConnectionFailure>
      <false/>
    </micConnectionFailure>
    <speakersFailure>
      <false/>
    </speakersFailure>
    <ignitionLineFailure>
      <false/>
    </ignitionLineFailure>
    <uimFailure>
      <false/>
    </uimFailure>
    <batteryFailure>
      <false/>
    </batteryFailure>
    <batteryVoltageLow>
      <false/>
    </batteryVoltageLow>
    <crashSensorFailure>
      <false/>
    </crashSensorFailure>
    <gnssReceiverFailure>
      <false/>
    </gnssReceiverFailure>
    <raimProblem>
      <true/>
    </raimProblem>
    <eventsMemoryOverflow>
      <false/>
    </eventsMemoryOverflow>
  </diagnosticResult>
</ERAAdditionalData>

На значения внутри пакета можно не смотреть, это всего лишь пример, в который заранее были закодированы тестовые данные, он нужен лишь для понимания структуры и объема передаваемой информации.

Как было сказано ранее, ЭРА-ГЛОНАСС отличается от системы eCall. Помимо базовой информации:

  • VIN транспортного средства
  • Тип автомобиля (легковой, грузовой, мотоцикл, автобус и.т.п.)
  • Тип топлива (бензин, газ, дизельное топливо и т.п.)
  • Количество престегнутых ремней безопасности (для примерного определения количества пострадавших)
  • Геолокационные данные, в том числе о трактории движения
  • Времени наступления события
  • Дополнительной контрольной информации о типе активации, валидности координат и.т.п.

передаются еще и дополнительные данные ERAGlonassAdditionalData:

  • о тяжести ДТП (расчитвается по формуле из ГОСТ на основе профиля ускорения, полученного от акселерометров на борту IVS)
  • о месте первоначального удара (спереди, сзади, сбоку, с переворотом транспортного средства)
  • и о состоянии устройства вызова экстренных служб

Заключение

Многие понимают, что передача МНД это всего лишь малая часть из всех возможностей, открывающихся перед автовлядельцами и регуляторами: автомобильные терминалы «ЭРА-ГЛОНАСС» по желанию владельцев автомобилей могут использоваться для оказания целого комплекса дополнительных услуг, связанных с навигацией, информационным обменом в целях безопасности дорожного движения, удаленной диагностикой транспортных средств и т.д. Инфраструктура, созданная в рамках проекта «ЭРА-ГЛОНАСС», может станет основой для развития в России навигационно-информационных систем и систем интеллектуального управления трафиком — это уверенный шаг России в сторону технологий Connected Car.

Надеюсь, эта статья была полезна, однако если есть какие-то моменты, о которых хотелось бы узнать подробнее, пишите в комментариях и, возможно, я расскажу о них в следующей статье. До новых встреч!

Автор: callypso

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля