Беспроводные технологии в общественном транспорте: от Wi-Fi для пассажиров до диспетчеризации

Как работает Wi-Fi в автобусах, метро, поездах? В чем сила интернета вещей и почему подключать транспорт к сети выгодно для его владельцев? Как общедоступные сети защищены от утечек данных? Ответы на эти и некоторые другие вопросы — в сегодняшней статье.

Принцип работы Wi-Fi в транспорте и техническое оснащение

Городской или туристический автобус по понятным причинам нельзя подключить к интернету кабелем. В наземном транспорте обычно используют мобильные сети 3G или 4G (LTE). Простая схема автобуса с бесплатным Wi-Fi выглядит так:

• В салоне автобуса установлен роутер (маршрутизатор) с SIM-картой, которая принимает сигнал от оператора мобильной связи, как в обычном смартфоне. Роутер питается от автобусного аккумулятора.
• В передней части кузова есть антенна, которая передает сигнал от роутера на устройства пассажиров. Подключиться можно с любого смартфона, ноутбука или планшета, который способен принимать вай-фай.
• Если нужно, к роутеру подключают IP-камеру для наблюдения за салоном. Она помогает водителю, например, отслеживать, оплатили ли пассажиры проезд.

Роутеры для автобусов не во всем похожи на бытовые — во-первых, они питаются от сети в 12 или 24 В, а не от стандартной домашней в 220 В. Также их делают более прочными, с металлическим герметичным корпусом для защиты от помех, высокой влажности или перепадов температуры. В роутере может быть несколько SIM от разных операторов — при потере сигнала от одной «симки» устройство сразу переключается на другую.

Факт: система с Wi-Fi роутером может быть установлена не только в автобусах — такой техникой комплектуют троллейбусы, трамваи, такси.

Немного иначе технологии беспроводного интернета реализованы в метро: сигнал передается от базовых станций, которые монтируют в тоннеле на расстоянии около 500 м друг от друга. В нескольких вагонах состава (обычно самых первых) есть приемники, которые улавливают сигнал, передают его к роутерам и далее — к пассажирам.

Когда поезд метро удаляется от базовой станции, ее сигнал постепенно слабеет, но одновременно усиливается сигнал от следующей «точки раздачи». Так соединение остается стабильным, а связь не прерывается, например, даже во время звонка в мессенджере.

5 факторов, которые влияют на качество связи

1. Загруженность сети. Чем больше устройств подключено к роутеру, чем более «тяжелый» контент они загружают, тем медленнее передача данных.
2. Смена базовых станций оператора. Происходит автоматически при движении. Не все базовые станции выдают одинаково высокую скорость, поэтому соединение может «проседать» на отдельных участках маршрута.
3. Естественные помехи. 100% защиты от помех не бывает — рельеф местности, погода, естественные препятствия всегда влияют на уровень сигнала.
4. Базовые ограничения оборудования или сети, проблемы со стороны подключаемых устройств.
5. Особые условия работы — например, в троллейбусах роутер может автоматически отключаться, когда токоприемник («удочка») теряет соединение с кабелем.

Интересно: немного сложнее, чем у городского транспорта, устроены технологии Wi-Fi в поездах: в них используют гибридные системы: спутниковая связь + сотовая сеть. Вдоль ж/д путей ставят репитеры от мобильных операторов, которые усиливают сигнал для 3G или LTE-соединения. Когда поезд сильно удаляется от ближайшего населенного пункта, сигнал слабеет, а система переключается на резервное спутниковое соединение — у него не такая высокая скорость, но больше зона покрытия.

Возможности беспроводной связи для пассажиров

Что дает беспроводная сеть пассажирам, которые пользуются транспортом, ведь у большинства смартфон тоже поддерживает LTE или 3G? Вот лишь базовые возможности:

• Доступ в интернет без траты собственного трафика, вне зависимости от качества связи с оператором сим-карты, установленной на смартфоне.
• Просмотр видео, загрузка тяжелых файлов, видеосвязь — мощные роутеры в транспорте рассчитаны на высокую скорость соединения, особенно если пассажиров немного, а сеть загружена не слишком сильно.
• Безопасная работа с документами, переписки в соцсетях. Передвижные сети имеют базовую защиту от кибератак и фишинга.
• Точные данные о времени прибытия транспорта — если остановка подключена к сети Wi-Fi и на ней есть мультимедийное табло, на него выводят расписание прибытия конкретных маршрутов с точностью до минуты — алгоритмы рассчитывают время с учетом ситуации на дороге.
• Возможность использовать FacePay или аналогичные сервисы для оплаты за проезд с помощью биометрии. Это удобнее, чем оплачивать проезд по карте или QR-коду в движущемся автобусе или трамвае.
• Данные о пересадках. На экран в автобусе выводят информацию о том, какие маршруты в каких направлениях следуют от остановки, к которой автобус приближается в данный момент.

Аналитики считают, что в будущем беспроводная связь в транспорте будет развиваться в плане доступа к электронике: например, в поезде можно будет управлять замками дверей-купе или яркостью освещения прямо со смартфона.

Автоматизация управления, новые возможности для перевозчиков

Для владельцев транспорта интеграция Wi-Fi — это не только вложения, но и повышение безопасности плюс потенциальная прибыль. Уже сейчас в транспортной инфраструктуре Москвы и Санкт-Петербурга внедряются решения, которые еще 10 лет назад казались нереалистичными.

Антенны, роутеры, GPS-трекеры — все эти устройства относят к понятию Internet Of Things (IoT), что в переводе значит «интернет вещей». Сбор данных и обмен информацией между ними открывают для перевозчиков огромные возможности — в частности, создать транспортную инфраструктуру «умного города», которая будет гораздо более гибкой, адаптивной и экономичной, чем существующая.

Продвинутый GPS-трекинг, безопасное вождение

Сама по себе навигация GPS не требует подключения к интернету — сигнал о местоположении автобуса или машины поступает с орбитальных спутников. Но если добавить к системе возможности мобильного интернета, то:

• растет скорость начального позиционирования — оборудование быстрее «увидит» точное положение транспорта;
• быстрее загружаются карты, так как скорость обмена данными в мобильных сетях обычно выше, чем в спутниковых;
• быстрее передаются данные между устройствами в сложных системах мониторинга.

Такая модернизированная система называется A-GPS, и она дает еще больше возможностей для точного отслеживания местоположения. А если передавать этот сигнал на мультимедийный экран остановки, то пользователи смогут, например, следить за перемещением автобуса на карте, видя точное время его прибытия. Похожая технология реализована, например, в сервисе «Яндекс.Карты».

Если взять данные о перемещении из GPS, добавить к ним показатели акселерометра и фактическое время в пути, можно высчитать среднюю скорость, с которой двигался водитель транспорта. Если она выше разрешенной на данном участке дороги, против водителя примут соответствующие меры.

Контролировать соблюдение ПДД можно и при помощи регистраторов — камера на лобовом стекле подскажет, когда автобус не уступил дорогу, а салонная — когда допустил резкий маневр, опасный для пассажиров.

Факт: данные с камер и регистраторов помогают расследовать инциденты, прорабатывать жалобы от пассажиров и поощрять аккуратных водителей.

Точный мониторинг автопарка

IoT-устройства позволяют создать цифровую копию каждого ТС в автопарке. К двойнику «привязываются» и регулярно обновляются все данные, например:

• даты замены масла и антифриза;
• средняя загруженность транспорта на маршруте;
• данные с датчиков износа тормозных колодок, уровня топлива и др.

Все это вкупе с анализом ежедневной нагрузки позволяет планировать ТО и ремонт не по расписанию, а до появления критических неисправностей. Такой проактивный подход снижает расходы на обслуживание и запчасти.

Оптимизация маршрутов

Любое изменение маршрута можно отобразить на табло автобуса практически без задержек — при объезде остановки пассажиры будут заранее знать, где можно сойти. Также постоянный мониторинг помогает исключить опоздания и задержки общественного транспорта: если движение по дороге перекрыто, данные пересылаются другим участникам линии, и они корректируют свой маршрут.

Мониторинг и управление пассажиропотоком

IoT-устройства также помогают равномернее распределить поток пассажиров по разным ТС одного маршрута и избежать давки. Например:

1. Один из автобусов идет с опозданием и собирает больше пассажиров, чем обычно в это время. Оператор или автоматическое уведомление подают сигнал водителю о том, чтобы пропустить одну или несколько остановок — так следующий автобус, который идет почти сразу за первым, получит нормальное наполнение.
2. IP-камера в салоне фиксирует рост числа пассажиров в определенный сезон и время — к примеру, начался учебный год и после занятий на остановке около университета собирается больше пассажиров. Данные передаются перевозчику, который может назначить на это время дополнительный транспорт.
3. Датчики подсчета пассажиров передают информацию о количестве людей, которые заходят и выходят в автобус на каждой остановке. Если число вошедших превышает число пассажиров, оплативших проезд, на маршрут направляют контролера.

Заработок на рекламе

Чтобы авторизоваться в общественной сети, пассажир указывает определенные данные на странице авторизации. На ней можно разместить рекламный баннер или ссылку, получив дополнительный доход или скидку на услуги провайдера.

Безопасность связи: как защищены пассажирские сети?

Подключаться к общественному Wi-Fi в России можно только с обязательной идентификацией — где-то достаточно ввести номер мобильного, где-то потребуются последние цифры паспорта. Теоретически это представляет определенную угрозу, например, если:

• пользователь подключается к сети-двойнику, у которой похожее название;
• сеть взломана злоумышленником;
• данные утекут из базы провайдера.

Однако закон также вводит стандарты защиты для общественных сетей. Это, например, протоколы WPA2/3, шифрование трафика по алгоритму AES, регулярное обновление ПО с целью устранить программные уязвимости и мониторинг сети на подозрительную активность.

Факт: в дополнение к технической защите эксперты советуют отключить автоподключение к Wi-Fi в настройках телефона и проверять легитимность сети при каждом подключении.

Данные о перемещении с GPS тоже можно дополнительно защитить от кражи или подмены. Для этого используют GPS-файрволы или программы для защиты от спуфинга (замены сигнала поддельным).

Итог

Публичные сети Wi-Fi в транспорте и на остановках уже стали реальностью для жителей крупных российских городов. Их интеграция выгодна провайдерам, перевозчикам, пассажирам, так как она дает каждой категории свои преимущества. С годами интеграция IoT-устройств и искусственного интеллекта откроет еще больше возможностей для повышения комфорта и безопасности перевозок.