Требования к автомобильной системе «ЭРА-ГЛОНАС».
Обеспечение необходимого качества громкой связи в кабине транспортного средства

Цели и история проекта

Работа над проектом «ЭРА-ГЛОНАСС» началась в 2009 г. Аббревиатура «ЭРА» расшифровывается как «экстренное реагирование при аварии». Основными целями проекта являются:

• снижение смертности и последствий травматизма на российских дорогах;
• повышение безопасности грузовых и пассажирских перевозок;
• коммерциализация ГЛОНАСС, создание массового навигационного рынка услуг и оборудования;
• обеспечение конкурентоспособности оборудования и услуг на основе ГЛОНАСС.

Одним из условий реализации проекта является обязательное оснащение автотранспортных средств (ТС), эксплуатируемых на территории Российской Федерации, спутниковыми навигационно-коммуникационными устройствами (автомобильными системами, АС) «ЭРА-ГЛОНАСС». В случае дорожно-транспортного происшествия (ДТП) необходимая информация о ТС, включая его точные координаты, автоматически передается в диспетчерский пункт системы «112». Диспетчер, связавшись с водителем и получив подтверждение об аварии, организует выезд на место происшествия служб экстренного реагирования (МЧС, ГИБДД, скорая помощь). АС «ЭРА-ГЛОНАСС», по желанию владельцев ТС, могут использоваться для оказания целого комплекса дополнительных услуг, связанных с навигацией, информационным обменом, удаленной диагностикой автомобилей и т. д. Инфраструктура, созданная в рамках данного проекта, станет основой для развития в России навигационно-информационных систем, сервисов и оборудования на базе технологий ГЛОНАСС в интересах всех категорий пользователей.

Требования к автомобильным системам «ЭРА-ГЛОНАСС»

Требования к АС «ЭРА-ГЛОНАСС» можно разделить на две группы: обязательные (обеспечивающие предоставление услуги реагирования при аварии) и расширенные (обеспечивающие предоставление дополнительных услуг).

Основанные на требованиях, предъявляемых к автомобильным системам eCall, обязательные требования к АС «ЭРА-ГЛОНАСС» включают следующие дополнительные функции:

• использование сигнала ГНСС ГЛОНАСС для определения местоположения ТС является обязательным;
• предусмотрен резервный канал передачи сообщения об аварии при помощи SMS;
• определены требования к системе подавления шума и эха в автомобиле, гарантирующие необходимое качество двусторонней голосовой связи на стороне фильтрующего контакт-центра (ФКЦ);
• предусмотрена возможность запуска процедуры тестирования автомобильной системы при проведении технического осмотра автомобиля;
• предусмотрена возможность удаленного изменения настроек автомобильной системы;
• введена возможность записи профиля ускорения при ДТП или оценки тяжести ДТП;
• предусмотрена возможность записи данных в «черный ящик» при невозможности их передачи по эфиру;
• предусмотрена возможность использования автомобильных систем, устанавливаемых в конфигурации дополнительного оборудования.

Перечисленные выше требования являются важными отличительными особенностями АС «ЭРА-ГЛОНАСС» по сравнению с eCall и направлены на повышение надежности работы системы и качества услуги, предоставляемой конечным пользователям. В 2010–2011 гг. эти требования были обсуждены со всеми ведущими производителями транспортных средств и автомобильной электроники как в России, так и за рубежом. Соответствующий проект национального стандарта ГОСТ Р «Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Автомобильная система вызова экстренных оперативных служб. Общие технические требования» прошел фазу публичного обсуждения в 2011 г.

Расширенные требования на АС носят информационно-справочный характер и определяют то, что необходимо реализовать в ней для поддержки дополнительных услуг. Так, определены требования к линейке оборудования — начиная с простейшей автомобильной системы, поддерживающей предоставление только услуги реагирования при аварии, и завершая полной версией АС, которая поддерживает высокоскоростную передачу информации посредством использования сотовых сетей третьего и четвертого поколений, позволяет подключать внешний дисплей, обеспечивает предоставление информационно-развлекательных и прочих услуг.

Разработка дополнительных документов

В 2011 г. ОАО «Навигационно-информационные системы» разработало и провело публичное обсуждение проекта национального стандарта, определяющего типовые программы и методики проверки соответствия АС техническим требованиям в следующих областях:

• стойкость к механическим воздействиям;
• стойкость к климатическим воздействиям;
• электромагнитная совместимость.

Дополнительно в 2011 г. ОАО «НИС» разработало предварительные версии типовых программ и методик проверки соответствия автомобильной системы требованиям в следующих областях:

• соответствие функциональным требованиям;
• корректность реализации протоколов передачи данных между АС и инфраструктурой оператора;
• соответствие требованиям, предъявляемым к GSM-, UMTS- и in-band-модему;
• обеспечение необходимого качества громкой связи в кабине транспортного средства.

Далее в статье мы рассмотрим вопросы, связанные с комплексом мер, направленных на обеспечение необходимого качества громкой связи в кабине ТС.

Требования по обеспечению необходимого качества голосовой связи

После определения события ДТП при осуществлении телефонного разговора с использованием комплекта громкой связи, установленного в кабине транспортного средства, на стороне ФКЦ могут наблюдаться трудности в распознавании речи, идущей со стороны ТС, ввиду наличия шума и эха в кабине. Шум, как правило, создается проезжающими мимо ТС (если ДТП произошло на оживленной магистрали), звуковыми сигналами, идущими от средств реагирования, и т. д. Наличие эха, как правило, объясняется множественным отражением входящего голосового сигнала от элементов кабины ТС и особенно от стекол. Проблема наличия шумов и эха в исходящем звуковом потоке при использовании систем громкой связи в кабине транспортного средства является хорошо известной.

На рис. 1 представлена типовая диаграмма, показывающая основные блоки, ответственные за обеспечение качества голосовой связи на стороне автомобильной системы, и путь прохождения звуковых потоков, приходящих из ФКЦ и транслируемых в него.

Рис. 1. Путь прохождения звуковых потоков и основные блоки автомобильной системы подавления эха и шума

Требования по обеспечению качества громкой связи в кабине транспортного средства определены в рекомендациях ITU T-REC-P.1100 и T-REC-P.1110 для узкополосных (частота дискретизации 8 кГц) и широкополосных (частота дискретизации 16 кГц) автомобильных систем соответственно. Также в данных рекомендациях определены программы и методики тестирования автомобильных систем на соответствие данным требованиям.

В проекте eCall не определены требования по обеспечению качества громкой связи в кабине ТС, поэтому в нем на стороне ФКЦ нет каких-либо гарантий по обеспечению качества входящего голосового потока. В проекте «ЭРА-ГЛОНАСС» такие требования определены как для узкополосных, так и для широкополосных терминалов. Узкополосная автомобильная система должна удовлетворять требованиям ITU T-REC-P.1100 и соответствовать минимальному типу производительности, приведенному в таблице 1.

Ослабление сигнала в исходящем и входящем направлениях должно быть в границах, определенных в таблице 2.

Время переключения, необходимое для удаления ослабления, внесенного нелинейным процессором в исходящем и входящем направлениях, должно лежать в границах, определенных в рекомендации ITU T-REC-P.1100.

В АС должна быть обеспечена возможность осуществления автоматического управления усилением сигнала (AGC) в исходящем направлении для компенсации низкого уровня звука, который может возникать в случае ДТП (например, если водитель говорит в направлении, отличающемся от диаграммы направленности микрофона, или если пассажиры осуществляют разговор с ФКЦ). Рост усиления на 6 дБ должен достигаться не более чем за 200 мc. Тесты должны проводиться в присутствии шумов при соотношении сигнал/шум <15 дБ. Не должно быть ошибочного усиления при отсутствии сигнала (только шум).

Также АС должна обеспечивать возможность автоматического усиления уровня громкости входящего голосового сигнала до 15 дБ в соответствии с увеличением уровня шума в салоне (кабине) ТС. Увеличение усиления на 6 дБ должно осуществляться не позднее чем через 2 с после соответствующего изменения уровня шума.

Задержка сигнала в исходящем и входящем направлениях (сумма задержек) должна находиться в границах, определенных в ITU T-REC-P.1100.

Ослабление эха (TCLw) в условиях окружающей тишины должно быть на 50 дБ или более при номинальном уровне громкости. При максимальном уровне громкости уровень ослабления TCLw должен превышать 50 дБ.

Программа и методика проверки соответствия требованиям по обеспечению качества голосовой связи

Дополнительно к требованиям по обеспечению качества громкой связи в кабине транспортного средства ОАО «НИС» разработало проект программы и методики проверки соответствия требованиям по обеспечению качества громкой связи в кабине ТС. Данный документ содержит описание методик, разделенных на следующие стадии тестирования:

• тестирование микрофонов;
• проведение объективных тестов для системы в целом;
• проведение дополнительных субъективных оценочных тестов в условиях эксплуатации, близких к реальным.

В документе также определены требования к тестовому оборудованию и состав стенда для проведения тестирования (рис. 2).

Рис. 2. Структура стенда для имитации автомобильного шума

 

Субъективная оценка качества работы автомобильной системы

Помимо проведения объективных измерений характеристик АС, необходима также субъективная экспертная оценка качества громкоговорящей связи в различных режимах работы автомобильной системы и при различных внешних условиях.

Качество работы громкоговорящей связи в автомобиле зависит от:

• технических характеристик и параметров настройки системы;
• акустических свойств салона автомобиля;
• выбора места установки микрофона и громкоговорителей системы;
• текущего режима работы автомобиля;
• параметров речи и слуха дикторов;
• внешних акустических условий.

Первые три условия являются постоянными и определяются при установке и настройке системы в автомобиле, остальные зависят от конкретной ситуации.

Общая субъективная оценка качества связи складывается из оценок следующих параметров:

• качество работы системы подавления эха в режиме попеременного одностороннего разговора (заметность и интенсивность эхосигналов, скорость схождения);
• качество работы системы подавления эха в режиме одновременного двухстороннего разговора (заметность и интенсивность эхосигналов, скачки уровня громкости для речевых сигналов и т. д.);
• качество речи и шума, паузы в направлении передачи от автомобиля к ФКЦ (уровень громкости, скачки уровня громкости, разборчивость и качество речи, степень искажения для речевых сигналов и т. д.);
• качество речи и шума, паузы в направлении приема от ФКЦ к автомобилю (уровень громкости, скачки уровня громкости, разборчивость и качество речи, степень искажения для речевых сигналов и т. д.);
• стабильность системы во время сессии связи (отсутствие резких всплесков эхосигналов, акустической обратной связи, артефактов звучания и т. п.).

В ноябре 2011 г. ОАО «НИС» провело субъективное тестирование четырех опытных образцов АС «ЭРА-ГЛОНАСС» на соответствие требованиям по обеспечению качества громкой связи в кабине транспортного средства. Результаты субъективного тестирования одного из опытных образцов представлены в таблице 3.

По результатам проведенного тестирования можно говорить, что некоторые из опытных образцов АС требуют совершенствования в части качества работы системы удаления шума, а для других требуется усовершенствование системы подавления эха.

Заключение

В статье кратко рассмотрены требования к автомобильным системам «ЭРА-ГЛОНАСС», основные их отличия от проекта eCall и состав технической документации на АС «ЭРА-ГЛОНАСС», разработанной ОАО «НИС» в 2011 г. Приведены требования по обеспечению качества громкой связи в кабине ТС. Описан состав проводимых испытаний, изложены основные положения проекта программы и методики испытаний АС «ЭРА-ГЛОНАСС» на соответствие требованиям по обеспечению качества громкой связи в кабине транспортного средства. В 2012 г. ОАО «НИС» планирует завершить разработку технической документации на АС, разработать и утвердить соответствующие национальные стандарты.