GPS патруль контролирует воздушное пространство на Калгари

     Трагическая смерть офицера полиции Калгари могла быть предотвращена, если бы полиция  использовала вертолет, помимо наземных патрулей на высокоскоростных шоссе. Осознание этого побудило граждан Калгари начать сбор средств для покупки городом вертолета и для оборудования его всеми необходимыми средствами, чтобы этот вертолет стал " Глазами в небе." Они оборудовали вертолет устройством GPS, географической информационной системой, дисплеем, для отображения подвижной  карты, инфракрасной камера, радиостанцией и прожектором.

 Предыстория.

      На темном, тихом участке автострады сразу за пределами Калгари, констебль Ричард Сонненберг спешно разворачивал заградительную полосу. Ему сообщили, что угнанный автомобиль направлялся к нему на скорости около 160 километров в час и вскоре должен был появиться в поле зрения. Подросток, управляющий автомобилем, увидел заградительную полосу в последнюю секунду и свернул, чтобы избежать наезда на нее. Констебль Сонненберг  был сбит и погиб на месте. Это произошло  в октябре 1993 года.

     Эта трагедия стала отправной точкой проекта, который объединил жителей этого канадского города и служителей закона. После похорон, сержант полиции Калгари Кевин Бруквелл упомянул в разговоре с сестрой Сонненберга, Лизой Барретт, что беды можно было бы избежать. Бруквелл объяснил, что он изучил тактику использования и выгоды от использования полицейского вертолета для преследования автомобиля.

    Тактику применения вертолета он  узнал от экипажа одного из таких вертолетов, и состояла она в следующем. Как только воздушное звено замечало преследуемый автомобиль, они
 сообщали об этом полицейским машинам, чтобы те выключили свои фары и сирены и замедляли ход, давая подозреваемому понять, что преследование прекращено. В ответ, преступник обычно тоже сбрасывал скорость. Вертолетная бригада следовала за автомобилем на безопасном расстоянии, сохраняя его под наблюдением с воздуха, и в то же время указывала наземным патрулям маршрут преследуемого автомобиля, чтобы окружить его. Так что угонщик или преступник сам попадал в руки правосудия.

    После всего услышанного об этой концепции, Лиза Барретт стала убежденной сторонницей того, что Департаменту Полиции Калгари нужен вертолет. Она была уверена, что если бы она смогла убедить руководителей департамента полиции в этом же, то подобных трагедий, одна из которых унесла жизнь ее брата, в будущем можно было бы избежать.
 

 От слов к действиям.

    Лиза Барретт объединила силы с  лидерами общины, чтобы сформировать общество Воздушного Наблюдения с Вертолетов  для Безопасности Общины (HAWCS). Члены общины потратили сотни часов своего времени на проект HAWCS, на сбор средств для покупки вертолета. Общество продало тысячи ручек, шляп, и футболок. Лиза Барретт выступала в различных передачах, чтобы привлечь внимание общества к этой проблеме. Была проведена благотворительная лотерея. Благодаря этим совместным усилиям, группа поддержки HAWCS собрала  1.5 миллиона долларов  меньше чем за два года.

     На эти деньги был приобретен вертолет и оборудование. Как только вертолет был оборудован по самому последнему слову техники такими устройствами, как приемники GPS и другое навигационное оборудование и средства связи, он тут же приступил к своей работе по обеспечению безопасности полицейского состава и жителей Калгари, которые так много сил отдали, чтобы воплотить идею о  HAWCS в жизнь.

 Несколько слов о технике.

     Одним из основных критериев при выборе вертолета был уровень шума, который он производил при полете, это было связано с тем, что вертолету предстояло летать над городом ночью. Одним из самых малошумных вертолетов в мире является  McDonnell Douglas 520N Notar, поэтому на нем и был остановлен выбор(см. рисунок 10). Кроме того конструкция Notar была упрощена, а именно задний винт был заменен на хвостовые крылья, что существенно сокращает расходы на эксплуатацию вертолета, т.к. техническое обслуживание заднего винта довольно дорогостоящее. Напомним, что вертолет приобретался и оборудовался на средства, собранные жителями Калгари. Кроме того такая конструкция требует меньше времени на профилактику, а следовательно, вертолет больше времени будет находиться непосредственно на боевом дежурстве. Этот выбор поддержал и департамент полиции Феникса, где на службе были семь таких вертолетов.

Рисунок 10. Вертолет, оборудованный системой спутниковой навигации  

    Единственным недостатком конструкции вертолета был его размер. Кабина пилота этого вертолета напоминает салон  небольшой спортивной машины, а этот салон необходимо было оснастить самой современной техникой.
 

 Ориентирование в городе.

    Одной из основных задач навигационной функции вертолета является помощь офицерам полиции в поисках незнакомого адреса в городе с населением около 1 миллиона. Эта работа осложнялась тем, что многие из новых районов Калгари имеют схожие названия улиц. Например, Marbank Circle, Marbank Close, Marbrook Drive и Marbrook Close являются разными улицами, но находятся в одном районе. Много районов имеют собственные соглашения о наименованиях улиц  - в районе Edgemont, например, изобилуют названия, начинающиеся с "Edge."

    Решением этой задачи служит система подвижной карты. Соединив карту с GPS, полиция получает очень полезную информацию относительно расположения, направления и о времени, требуемого для попадания в нужную точку.

    GPS системы подвижной карты, казалось,  были оптимальным решением этой задачи. И многие производители представляли свои системы на различных выставках. Но все они были схожи в том, что они были основанными на отсканированных аэронавигационных картах. Хотя они были точны для сельской или пересеченной местности, но в городских условиях не давали желаемого результата.

    Было обнаружено, что, несколькими годами ранее, город потратил крупные денежные суммы, чтобы оцифровать все служебные карты и поместить их в мощной базе данных ГИС.  ГИС  включила расположение всех городских технических построек, включая глубокие коллекторы, водопроводные магистрали, улицы, даже детальное расположение домов и посадок. Если  использовать только улицы, переулки и т.п., и указатели названий улиц, база данных становиться работоспособной. Было написано специальное программное обеспечение, которое включает в себя различные всплывающие меню, появляющиеся указатели улиц, стрелки, указывающие направление, окно скорости, а так же позволяет автоматически настроиться на требуемое место на карте.
 

 Трудности с бюджетом.

      Еще раз напомним, что все эти изыскания проводились на средства, собранные жителями города, поэтому приходилось экономить. Но мир не без добрых людей, на помощь пришел человек, который лучше других в городе может вести переговоры и неоднократно заключал многомиллионные контракты.

      Сначала он помог купить бывший в употреблении Notar с почти новым двигателем всего за  $ 750,000. Эта цена включила установленные антенны и работу по покраске. Новый вертолет с подобным оборудованием был бы продан за $ 880,000. Таким образом уже было сохранено $ 130,000. Затем, он помог приобрести систему инфракрасного наблюдения, сэкономив при  этом $ 85,000, при этом система позволяла избежать усталости летчика. Часто, изображения от установленных на вертолете камер имеют чрезмерные помехи  и вибрации. Наблюдение некачественной видеокартинки в течение часов под  конец может вызывать усталость - большой враг безопасности полетов, особенно ночью. Но двойной датчик (инфракрасного излучения и телевизионный для  дневного времени), 16-дюймовая система камер, которая была приобретена, имела систему стабилизации, чтобы обеспечивать четкое и постоянное изображение. Наконец, был приобретен прожектор, мощностью 30-миллионов свечей.

      Для этих систем были изготовлены специальные крепежи,(см. рисунок 11) которые и использовались на этом вертолете. Кроме того на вертолете было установлено оборудование для борьбы с пожарами и устройства по предотвращению поражения электрическим зарядом.

Рисунок 11.

 GPS и Loran.
 
      На вертолете был установлен девяти канальный, L1, С/А - код GPS приемник, а на базовой станции была установлена система Loran. Антенна GPS была установлена на горизонтальный стабилизатор полета в задней части вертолета. Такое размещение позволяет избежать помех, которые часто происходят, когда антенна располагается непосредственно за винтом вертолета. После установки этих устройств вертолет прошел сертификацию, чтобы получить разрешение на полеты в условиях ограниченной видимости.

      В связи с тем, что Калгари располагается близко к горам, погода может быстро  изменяться.  Время от времени, экипаж вертолета может так увлечься наблюдением за улицами города, что может не заметить как вертолет окажется окруженным облаками. И хотя вертолет Notar не предназначен для полета в таких условиях, этот вертолет был доработан для возможности полета по приборам.

       Это означает, что в критическом положении или при неблагоприятной погоде, пилоты  могут использовать систему посадки по приборам или GPS, чтобы продвигаться по маршруту и для безопасной доставки вертолета домой на базу. Пилоты были обучены и проверены в условиях  полета по приборам.

 
 Подвижные карты.

      Система подвижной карты, которая используется в этом вертолете, базируется на 486 персональном компьютере, в прочном корпусе. Этот компьютер был размещен на полу между двумя задними сидениями. Считываемые данные появляются на 12-дюймовом жидкокристаллическом мониторе, который установлен перед передними сидениями и может быть расположен так, как удобно летчику (см. Рисунок 12). Монитор выполняет две функции. Переключая режимы, пилот может либо наблюдать инфракрасные изображения, как на телевизионном экране, либо дисплей подвижной карты. Дисплей не видно при дневном свете, хотя большинство дежурств  вертолета происходят ночью.

Рисунок 12.  

        Второй дисплей и монитор видеомагнитофона установлен в спинке сидения, что предоставляет возможность пассажиру наблюдать ту же картинку, что и летчику, и, кроме того, производить запись на 8мм пленку.

     Для этих, установленных аппаратных средств ЭВМ, необходимы карты. Были использованы цифровые карты города, разработчики создали векторную базу данных, которая состояла из четырех дорожных уровней, которые показывают более подробную информацию по мере того, как пользователь уменьшает поле обзора, т.е. приближает изображение.(см. рисунок 13)

Рисунок 13. Пример изображения на мониторе.

     При подготовке карт, дороги были разбиты на категории основные,  запасные, жилые и переулки. На  уровне полномасштабного изображения отображаются только основные дороги. Благодаря тому, что графика преобразована в векторный формат, отображение производится  чрезвычайно быстро. При работе на 386 компьютере при тактовой частоте 16МГц, например, полный экран данных выводится менее чем за одну секунду.

    После установки всего оборудования, проверочных полетов и сертификации экипаж HAWCS готов начать патрулирование. Вертолет был назван "HAWC1" и был принят на вооружение полицией Калгари 30 Июня 1995 года.

 
 HAWC1 НА СЦЕНЕ.

     С того дня, когда HAWC1 поднялся в небеса, полиция Калгари провела несколько операций, с непосредственным участием экипажа вертолета. Вертолет имеет возможность быстро выдвигаться на место происшествия и, используя систему GPS и карты, помогать наземным полицейским службам как можно быстрее выдвигаться на место преступления. Огромную помощь оказывали здесь подвижные карты.(см. рисунок 13)

      Поиск преступников.

      Система подвижной карты позволяет пилоту быстро обратиться базе данных по улицам города и определить название улицы на карте, выбранной курсором и щелчком мышки. Городская база данных также содержит адреса домов, предоставляя оператору возможность узнать точный адрес, увидев  на экране его географические координаты. GPS позиция вертолета указывается на карте для отображения позиции относительно улиц города  и для вычисления времени до цели. Позиция вертолета показана точкой и подписана "HWC1"(см. рисунок 13), этот указатель перемещается по экрану и карте в реальном масштабе времени.

     Система имеет три "горячих" клавиши для управления дисплеем. Первая горячая клавиша устанавливает режим, при котором вертолет всегда находится в центре экрана, а карта перемещается под ним. Вторая горячая клавиша переводит систему в масштаб 2 квадратных километра, при этом цель размещается в центре. Это позволяет пилоту быстро осмотреть близлежащий район, когда цель будет идентифицирована. Пиктограмма, представляющая вертолет появляется на экране, когда вертолет окажется в пределах зоны радиусом 1 километр от цели.

     Третья горячая клавиша переводит систему в режим отображения и вертолета, и цели  одновременно при этом, по мере приближения вертолета к цели, система приближает изображение(изменяет масштаб) и детализирует карту.  Когда вертолет попадает  пределы 1 километрового круга от цели,  система возвращается ко второму режиму, при этом цель показывается в центре.

     Часто, благодаря тому, что время срабатывания системы HAWC1  настолько мало, а экипаж действует слажено, команда HAWC1 оказывается первой на месте происшествия. Следовательно, почти всегда имеется полицейский патруль рядом с местом происшествия, который указывает остальным направление и само место преступление. Так как пилот часто использует прожектор, чтобы направлять полицейские машины, чрезвычайно важно, чтобы был освещен именно правильный участок. В ночное время суток, без использования специальных средств указывающий сигнал может быть в стороне от места происшествия.  Другие особенности вертолета  также принесли пользу городской общине после того как он был принят на службу.
 

 Несколько примеров из жизни HAWC1.

 Автокатастрофа.

    В 00:40, 17 апреля, 1997, Канадская Королевская Горная Полиция (RCMP) запросила HAWC1 для того, чтобы использовать его прожектор при освещении места, где произошел несчастный случай. Автомобиль, с несколькими пассажирами сорвался с дороги на очень высокой скорости и перевернулся несколько раз.

   Поскольку несчастный случай произошел за городом, RCMP не могла предоставить точный адрес происшествия. Поэтому, офицеры горной полиции описали как можно подробнее место происшествия, используя названия дорог и расстояния. Сразу после прибытия HAWC1, были получены точные GPS координаты и  их передали экипажу медицинского вертолета STARS. Это позволило STARS лететь прямо к месту, таким образом были сохранены драгоценные секунды. Когда STARS прибыл для эвакуации жертв автокатастрофы, экипаж HAWC1 осветил безопасное место посадки. Экипаж HAWC1 и дальше использовал свой прожектор, освещая место работы медиков.

   Две жертвы автокатастрофы находились в очень тяжелом состоянии и были немедленно направлены на вертолете в больницу. Травмы третьего пассажира, к счастью, были не опасны для жизни, но он все время пытался выяснить состояние четвертого пассажира. Но бригада медиков смогла обнаружить только трех пассажиров автомобиля.

   Когда экипаж HAWC1 услышал это, то они сразу же начали инфракрасный поиск в районе несчастного случая. Через несколько минут, они нашли источник тепла, затененный очень плотной  кроной дерева, примерно в 150 ярдах от крушения. Была середина ночи, поэтому на месте происшествия было чрезвычайно темно.

   Использовав радиосвязь, экипаж HAWC1 направил медиков к источнику тепла. Несмотря на мощный прожектор, плотные деревья и постоянно перемещающиеся тени затрудняли поиск и ориентацию на земле. Даже, когда летчик сообщил медикам, что они всего лишь в нескольких футах от источника тепла, медики никак не могли его обнаружить. Все-таки одному из них удалось обнаружить тело. Четвертый человек, который сумел пройти 150 ярдов в состоянии шока до того как потерял сознание, был в чрезвычайно тяжелом состоянии и в глубоком шоке.

    Медики сказали, что  жертва может не продержаться и часа в таком состоянии. Поэтому  HAWC1 срочно вызвал назад вертолет STARS для срочной доставки жертвы автокатастрофы в ближайшую больницу. Если бы на месте происшествия не было вертолета HAWC1, и если бы он не был оборудован инфракрасными датчиками, то четвертый пассажир скорее всего скончался бы от полученных травм.
 

 В лучах прожектора.

     В 02:06, 2 октября, 1997, HAWC1 проводил поиск угнанного автомобиля, который использовался в вооруженном нападении. Патрульная машина K9 обнаружила этот автомобиль и начала преследование. HAWC1 занял ведущую, или лидирующую, роль в преследовании  и сообщал всю необходимую информацию о скорости, направлении, и пересекаемых угнанным автомобилем улицах полицейским машинам.

    Пилот вертолета использовал подвижную карту с указателями улиц, чтобы быстро идентифицировать и передавать название пересекаемых улиц по мере приближения преступника к ним. Угонщик двигался через город на очень высокой скорости, на красный свет светофора и игнорируя знаки Стоп. Он должен быть остановлен как можно быстрее, чтобы он не создал аварийную ситуацию.

   Снова используя дисплей с подвижной картой, пилот посмотрел вперед по карте и определил наиболее благоприятное место для задержания преступника. Он сообщил координаты этого места машинам, которые в свою очередь развернули там заградительные полосы и приготовились к задержанию.

    После наезда на заградительную полосу, подозреваемый потерял управление автомобилем и автомобиль остановился. Преступник выскочил из машины и принялся убегать с помповым ружьем в руках. Преступник оказался под светом прожектора HAWC1 с того момента, как он покинул автомобиль. Вертолет направлял на него прожектор до тех пор, пока преступника не арестовали несколькими минутами позже. Преступнику было предъявлено обвинение в грабеже, незаконном хранении оружия, посягательстве на частную собственность, опасном вождении и некоторых более мелких правонарушениях.

    В другом случае, полиция пыталась определить местонахождение сельского домика, который бы соответствовал описанию жертвы насилия. Во время похищения женщины, автомобиль  насильников увяз грязи около сельского домика. Фермер, не знающий, что происходит преступление, помог двум насильникам освободить их автомобиль. Показания фермера были бы крайне важны для обвинения преступников, но, хотя жертва смогла описать сельский домик, она не знала, где он находится. Она знала, однако, что ее похитители после захвата повезли ее на  северо-запад от города.

    RCMP потратила часы, обследуя проселочные дороги, но не смогла найти этот дом, который соответствует описанию жертвы. Когда HAWC1 был вызван, бригада использовала компьютерную программу к для разработки сеточной схемы поиска. Поэтому удалось избежать исследования одного и того же участка дважды. Через два часа после начала поисков офицеры полиции обнаружили дом фермера. Вертолет приземлился рядом с домом и фермеру поведали всю историю. Он был доволен тем, что его показания помогли наказать преступников.
 
 HAWC1 борется с пожарами.

      Отдел пожарной охраны Калгари был большим сторонником этой программы. Фактически, один из пилотов HAWC1 был пожарным. Отдел снабдил HAWC1 ковшом для воды или "Bambi",  который экипаж использует для тушения пожаров. Территория Калгари склонна к пожарам прошлогодней травы  ранней весной. Ковш позволяет HAWC1 набирать  воду  из близлежащего источника и выливать ее на место пожара, чтобы помочь локализовать пожар и взять  его под контроль.

      В 1997 команда вертолета помогла отделу пожарной охраны бороться с пламенем на старом элеваторе. Это было, ночью и столб пламени вздымался над крышей здания. Огромное выделяющееся тепло быстро превращало воду из пожарных машин в пар. Благодаря тому, что вертолет черпал воду из соседнего озера, пожар все же удалось победить.
 
 

Итоги программы HAWC1.

       Успехи использования и неоценимая помощь, которая оказывается полиции, вертолетом, оборудованным системой GPS и другими современными средствами, впечатляют не только сторонников, но и людей, скептически относящихся к этому проекту.

       С момента начала эксплуатации HAWC1 имеет примерно 1000 часов полетов в год и помогает проводить примерно 1338 арестов. Из этих арестов примерно 40 процентов могло бы не состояться или повлечь жертвы, если бы в них не участвовал вертолет, определяя место или собирая данные о преступниках. Девяносто пять процентов дежурств HAWC1 проходят в ночное время суток. Поэтому, прожектор включался 5,200 раз. Экипаж использовал инфракрасную камеру 2,000 раз.

     Благодаря тому, что вертолет гораздо быстрее наземных средств, команда HAWC1 оказывалась первой на месте преступления более чем в 55 процентах случаев  из 7,295 вызовов. Среднее время прибытия на место происшествия  - 90 секунд, по сравнению с 7 минутами для патрульного автомобиля. Возможно наиболее важный успех этой программы заключается в том, что использование вертолет приводило к задержанию автоугонщиков в 100 процентах случаев.

 Производители. 

     Position Inc. (Calgary, Alberta, Canada) компоновка устройства подвижной карты на основе 486го персонального компьютера от Picodas (Toronto, Ontario, Canada) and программное обеспечение Vision GIS от SHL Vision*Solutions (Ottawa, Ontario, Canada).  Данные отображаются на QC 100mm дисплее от Sharp Electronics. Источник данных GPS - 3100 GPS приемник от Trimble Navigation Ltd. (Sunnyvale, California). Инфракрасная камера - это 16-DS от from Wescam Inc. (Flamborough, Ontario, Canada) и прожектор - SX-16 Nightsun отSpectrolab, Inc., (Sylmar, California).
 

Предыдущая страница              Содержание              Следующая страница