CC BY
263
УДК 65.011.56
DOI 10.52375/20728689_2022_2_130
мировой и российский опыт применения интеллектуальных
транспортных систем
Егоров С.Б., старший преподаватель, ФГАОУВО «Российский университет транспорта», e-mail: egorov@edu.rut-miit.ru шационок П.Б., ассистент, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта», e-mail: shatsjonok.pv@edu.rut-miit.ru Ерпылева А.и., студентка, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта», e-mail: 1032934@edu.rut-miit.ru Жарков Д.и., студент, ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта», e-mail: 1035684@edu.rut-miit.ru
Одним из трендов в развитии современного транспорта и дорожного движения стало всё более и более широкое распространение интеллектуальных транспортных систем. Они внедряются на всё большем и большем количестве дорог в России и в мире. Эти системы способны значительно облегчить и оптимизировать трафик как городского, так и междугороднего транспорта. Естественно, подобные цели требуют решения большого количества теоретических и практических задач.
Данная статья является обзорной и делится на две части. В первой будет в общих чертах рассказано обИТС с точки зрения теории. Естественно, в наше время различные функции и задачи, которые нужно решать при разработке таких систем, давно вынесены в большие функциональные блоки. В первой части статьи будет дано краткое описание каждого такого блока, его состава и функций. Вторая же часть полностью посвящена практическому опыту применения ИТС в зарубежных странах и в РФ.
Ключевые слова: интеллектуальные транспортные системы (ИТС), дорожное движение, автоматизированная система управления.
WORLD AND RUSSIAN EXPERIENCE IN THE USE OF INTELLIGENT TRANSPORT
SYSTEMS
Egorov S., Senior Lecturer, FSAEIHE «Russian University of Transport», e-mail: egorov@edu.rut-miit.ru Shatsionok P., Assistant, FSAEI HE «Russian University of Transport», e-mail: shatsjonok.pv@edu.rut-miit.ru Erpyleva A., student, FSAEI HE «Russian University of Transport», e-mail: 1032934@edu.rut-miit.ru Zharkov D., student, FSAEI HE «Russian University of Transport», e-mail: 1035684@edu.rut-miit.ru
One of the trends in the development of modern transport and road traffic has become more and more widespread use of intelligent transport systems. They are being implemented on more and more roads in Russia and in the world. These systems are able to significantly facilitate and optimize the traffic of both urban and intercity transport. Naturally, such goals require solving a large number of theoretical and practical problems.
This article is an overview and is divided into two parts. In the first one, it will be described in general terms about ITS from the point of view of theory. Naturally, nowadays various functions and tasks that need to be solved when developing such systems have long been put into large functional blocks. In the first part of the article, a brief description of each such block, its composition and functions will be given. The second part is entirely devoted to the practical experience of ITS application in foreign countries and in the Russian Federation.
Keywords: intelligent transport systems (ITS), road traffic, automated control system.
В последние десятилетия во всём мире интенсивность дорожного движения становится всё больше и больше. Вследствие роста автомобильного парка и ограниченной пропускной способности автодорог резко снижается транспортная мобильность.
Судя по опыту крупных городов мира, проблему загруженности дорог нельзя решить одним лишь строительством магистралей. Для нормализации транспортного потока необходимо внедрение интеллектуальных транспортных систем (ИТС).
Интеллектуальная транспортная система - это интегрированная автоматизированная система, при помощи инновационных методов организации и управления предоставляющая субъектам транспортной отрасли сервисы по планированию, координированию, информированию, а также более безопасному и эффективному использованию транспортных сетей.
Интеллектуальные транспортные системы - это оборудование, которым компетентные службы оснащают межмуниципальные и городские дороги, например, камеры наблюдения, светофоры, «умные остановки», информационные табло, метеостанции, и ПО, которое объединяет в единую систему это оборудование и, таким образом, управляет всем этим, оптимизируя дорожное движение. Требования для построения интеллектуальных транспортных систем города приведены на рисунке 1.
Построение ИТС нужно для решения следующих проблем:
• обеспечение достаточно безопасного дорожного движения;
• моментальное реагирование на ДТП;
• уменьшение загруженности городских дорог;
• увеличение эффективности дорожного движения;
• повышение мобильности населения;
• улучшение экологической обстановки в городской среде.
ИТС подразделяются на следующие логические блоки:
1) Блок уровней управления
2) Блок общих инфраструктурных решений
3) Блок «Моделирование, прогнозирование и отчётность»
4) Блок «Организация и управление дорожным движением»
5) Блок «Взимание платы»
6) Блок «Финансовое управление»
7) Блок «Эксплуатация»
8) Блок «Сервис для пользователей»
9) Блок «Комплексная безопасность»
10) Блок «Обеспечивающие и общесистемные сервисы»
11) Общая интеграционная платформа ИТС
Далее для полного понимания важности использования ИТС в сфере «Умный транспорт» мы подробно рассмотрим её элементы.
Рис. 1. Требования для построения интеллектуальных транспортных систем города.
Обзор и анализ различных элементов ИТС
Блок уровней управления
Блок уровней управления включает в себя различные уровни принятия решений и эшелоны управления (рисунок 2). Этот блок представляет собой перечень различных систем управления, в рамках которых используются подсистемы ИС.
Рис. 2. Уровни управления ИТС.
1) Главный ситуационный центр - высший орган управления в ИТС. Это автоматизированная система для управления на случай чрезвычайной или критической ситуации, когда для анализа, принятия решения и контроля за исполнением решения по ситуации необходимо вовлечение серьёзных аналитических ресурсов. В отличие от диспетчерского центра, работа главного ситуационного центра происходит не в рутинном, а в чрезвычайном режиме. Обычно он представляет собой помещение, в котором особое внимание уделяется эргономике, ведь работать там предстоит в достаточно стрессовых ситуациях. В составе ситуационного центра обычно присутствуют следующие элементы:
• АРМ аналитиков, на которых готовятся решения;
• АРМ ведущего, с которого осуществляется управление процессом принятия решения;
• Средства коллективного отображения информации;
• Средства связи со всеми подведомственными объектами (телефония и видеоконференцсвязь);
• Системы жизнеобеспечения и безопасности.
2) Единый дежурно-диспетчерский центр - орган управления повседневной деятельностью ИТС в штатном режиме. Сюда сте-
каются информационные потоки от всех ИС и систем управления, сюда же поступают запросы от пользователей. Обычно такие центры работают круглосуточно, поэтому внутри находится всё необходимое для обеспечения достаточной эргономики, а работники организованы в смены. В составе единого дежурно-диспетчерского центра обычно присутствуют следующие элементы:
• АРМ дежурно-диспетчерского персонала;
• АРМ сотрудников со специальными функциями;
• средства коллективного отображения информации;
• средства связи со всеми подведомственными объектами (обычно телефонная связь без видеоконференцсвязи);
• системы жизнеобеспечения и безопасности
3) Зональный центр управления - орган управления, ответственный за определённую зону, кластеризованную по функциональному, территориальному или другому признаку. Количество уровней иерархии может разниться в зависимости от масштаба ИТС, но обычно не превышает трёх. При определении количества уровней необходимым представляется минимизация сложности объекта управления при максимизации эффективности управления.
4) Локальный центр управления - центр, организованный непосредственно на объекте для управления им. Уровень компетенции такого центра, определяется областью ответственности. Если на одних объектах это исключительно исполнительный орган, то на других он обеспечивает практически автономную работу объекта.
5) Центр обработки данных - это специальное помещение или целое здание, в котором располагается коммутационное и серверное оборудование для выполнение серверных частей работы ИТС. Также центр обработки данных может быть полностью виртуальным, то есть мощности для выполнения серверной части могут быть арендованы по схеме PaaS (платформа как сервис) или IaaS (инфраструктура как сервис).
Блок общих инфраструктурных решений
Общие инфраструктурные решения - это аппаратно-технические средства, обеспечивающие работу системы. Обычно представлены компьютерами с минимумом ПО, работающими, как правило, в автономном режиме. Структура и компоненты блока приведены на рисунке 3.
1) Серверное и коммутационное оборудование. Серверное оборудование предназначено для исполнения серверных компонентов ПО автоматизированных систем, входящих в ИС.
2) Система хранения данных - предназначена для долговременного или оперативного хранения данных, которые используются ИТС
3) Система передачи данных - сеть, предназначенная для активной связи разных функциональных узлов ИТС между собой. Может базироваться на любой существующей технологии или применять сразу несколько.
Рис. 3. Компоненты общих инфраструктурных решений.
4) Телефония - традиционная технология, обеспечивающая дуплексную голосовую связь реального времени. В настоящее время почти везде находится на цифровых носителях и постепенно вытесняется более технологичными видами связи.
5) Видеоконференцсвязь - технология, выполняющая функцию передачи в реальном времени не только голоса, но и изображения, что позволяет проводить деловые встречи и собрания без личного присутствия всех участников.
6) Система коллективного отображения информации - предназначена для приёма, подготовки и отображения на нескольких больших экранах информации из нескольких источников и эффективного управления этой информацией.
7) АРМ персонала - оборудованные компьютерной и оргтехникой специализированные места под определённые функции системы (например, взимание платы и т.д.)
Блок «Моделирование, прогнозирование и отчётность»
Данный блок содержит элементы, призванные максимально автоматизировать работу высших эшелонов управления ИТС. Именно он занимается моделированием, анализом и прогнозированием ситуаций. Состав блок приведен на рисунке 4.
-ч
Система поддержки принятия решений ч___
/ Транспортная
/ модель
/ \__
/ (--\
/ Хранилище данных
/ V___/
/_ \
Рис. 4. Состав блока «Моделирование, прогнозирование и отчётность».
1) Система поддержки принятия решений - предназначена для ретроспективного анализа и выдвижения вариантов управленческих решений с обоснованиями, что помогает руководству принимать их максимально эффективно на всех уровнях, начиная от оперативного и заканчивая стратегическим. Состоит из модуля статического анализа, модуля интеллектуального анализа, экспертной системы и модуля построения отчётности
2) Транспортная модель - специальная информационная система, осуществляющая моделирование ИТС. Обычно моделируются транспортные потоки, но иногда имеет смысл построение модели самой ИТС. Условно подразделяется на макроуровень, мезоуровень и микроуровень.
3) Хранилище данных - специально разработанная под конкретную цель база данных, предназначенная для анализа информации и подготовки её к процессу поддержки принятия решений.
Блок «Организация и управление дорожным движением»
Блок «организация и управление дорожным движением» — важнейший блок ИТС. Существует мнение, что только он и является ИТС, а все остальные системы по отношению к нему - внешние. Системы, входящие в состав этого блока, напрямую управляют дорожным движением. Блок делится на следующие части:
1) Автоматизированная система управления дорожным движением - это классическая автоматизированная система управления, объектом которой является дорожное движение. По областям управления может принадлежать к городским или магистральным. Состоит из интеграционной системы, или ядра, АСУДД, подсистемы организации дорожного движения, подсистемы мониторинга параметров транспортных потоков, подсистемы информирования участников дорожного движения, подсистемы экологического и метеомониторинга, подсистемы экстренной связи и т.д.
2) Система видеонаблюдения и видеоаналитики - предназначена для теленаблюдения и фиксации различных инцидентов, происходящих на дорогах. Состоит из интеграционной подсистемы СНВНВА,
подсистемы видеонаблюдения, подсистемы видеоаналитики, подсистемы управления видеоархивом.
3) Система фотофиксации нарушений правил дорожного движения - предназначена для контроля нарушений ПДД, а также для обеспечения безопасности ПДД в регионе, в котором строится ИТС. Состоит из комплексов фотовидеофиксации, интегрированных в ИТС.
4) Система весогабаритного контроля - предназначена для регуляции перевозки тяжёлых грузов с целью минимизации повреждения дорожной инфраструктуры.
5) Автоматизированная система управления наземным пассажирским городским транспортом - предназначена для различных операций с информацией о маршрутах городского общественного транспорта и их исполнении, а также эффективного им управления.
6) Автоматизированная система транспортной информации -система фактически является центром сбора и агрегирования информации об ИТС , позволяющая «на лету» собирать транспортную информацию из любых источников.
Блок «Взимание платы»
Взимание платы - это процесс администрации движения по платным участкам ИТС. К данному блоку обычно относят системы, для которых этот процесс является основным назначением(рисунок 5).
Блок «Финансовое управление»
Это, по сути, взаимосвязанный набор ИС, которые осуществляют обеспечивающую деятельность предприятия, обслуживающего ИТС. Состоит из следующих компонентов:
1) Система бухгалтерского и налогового учёта - предназначена для выполнения государственных требований по обеспечению бухгалтерской и налоговой отчётности. Система обеспечивает ведение главной книги предприятия, формирование бухгалтерской, налоговой и прочих отчётностей и т.д.
2) Система финансового и управленческого учёта - предназначена для предоставления организации, обслуживающей ИТС, актуальных данных о финансовых делах компании. Обеспечивает финансовое планирование и учёт результатов деятельности, ведение ключевых показателей эффективности и т.д.
3) Система материально-технического учёта - предназначена для организации распределения и использования средств производства.
4) Система «Зарплата и управление персоналом» - предназначена для ведения кадрового учёта.
Блок «Эксплуатация»
Предназначен для автоматизации всех процессов, связанных с эксплуатацией ИТС. В состав данного блока входят следующие элементы:
1) Система «Мониторинг состояния искусственных сооружений» - предназначена для мониторинга состояния сооружений ИТС с целью выявления необходимости их ремонта.
2) Система «Техническое обслуживание и ремонт оборудования» -предназначена для управления ремонтом ИТС.
3) Автоматизированная система управления наружным освещением - предназначена для своевременного включения и выключения дорожных фонарей и прочих источников наружного освещения.
4) Система автоматического распыления антигололёдного реагента - предназначена для обеспечения безопасности ДД на участках, подверженных сезонному обледенению. Состоит из датчиков и, собственно, исполнительной части, распыляющей реагенты.
5) Система мониторинга подвижных единиц эксплуатационной службы - предназначена для отслеживания местоположения субъектов и подвижной техники, обслуживающих ИТС.
6) Автоматизированная система технического/коммерческого учёта электроэнергии - предназначена для экономии, потребляемой системами электроэнергии путём её тщательного учёта.
Блок «Сервис для пользователей»
Блок предназначен для повышения удобства пользования инфраструктурой ИТС для пользователей при помощи различных цифровых средств. В состав блока входят следующие системы:
1) Веб-портал для пользователей автомобильных дорог - предназначен для отображения произвольной информации о функционировании ИТС в формате веб-сайта.
Рис. 5. Стандартные системы блока «Взимание платы».
2) Мобильное приложение для пользователей автомобильных дорог - представляет собой адаптированную под мобильные устройства и выполненную в виде мобильного портала версию веб-портала.
3) Наземная инфраструктура GPS/ГЛОНАСС - предназначен для предоставления пользователем ИТС точной информации об их местонахождении с использованием данных со спутников.
4) Наземная инфраструктура сетей сотовой связи - предназначен для предоставления пользователям ИТС более лёгкого и удобного доступа к сетям сотовой связи.
5) Система обеспечения связи Wi-Fi - предназначена для предоставления пользователям ИТС высокоскоростного доступа в интернет через беспроводную сеть Wi-Fi.
6) Система передачи информационных сообщений по радио - предназначена для передачи пользователям ИТС информации о ДТП через радиоканалы.
7) Система распространения продукции - предназначена для реализации пользователям ИТС различных товаров - начиная от топливных карт для заправки на АЗС, заканчивая сувенирами.
Блок «Комплексная безопасность»
Блок предназначен для обеспечения безопасности как персонала ИТС, так и её структурных элементов, а также информационной безопасности ИС, входящих в её состав. Блок состоит из следующих систем:
1) Система контроля и управления доступом - предназначена для разграничения доступа к разным системам ИТС для лиц с разным уровнем доступа.
2) Система охранного теленаблюдения - предназначена для наблюдения в реальном времени за охраняемыми объектами ИТС с целью выявления правонарушений.
3) Система автоматического пожаротушения - предназначена для автоматизации тушения пожаров и оповещения пожарной службы.
4) Система оповещения и эвакуации - предназначена для оповещения сотрудников о ЧС на ИТС и предупреждения человеческих жертв путём эвакуации людей в случае необходимости.
5) Система информационной безопасности - предназначена для обеспечения информационной безопасности ИТС.
Блок «Обеспечивающие и общесистемные сервисы»
Блок состоит из систем, к которым имеют доступ все остальные системы ИТС.
1) Геоинформационная система - предназначена для предоставления всем остальным системам геоподложки.
2) Электронный архив технической документации - предназначена для хранения и архивирования технической и проектной документации на различные объекты ИТС.
3) Система электронного документооборота и архива - предназначена для переноса в безбумажную форму документооборота ИТС.
4) Система мониторинга IT-инфраструктуры - предназначена для мониторинга информационных систем и сетей в составе ИТС в реальном времени.
5) Система часофикации (служба единого времени) - предназначена для обеспечения всех служб ИТС точными данными о времени.
Зарубежный опыт внедрения интеллектуальных транспортных систем
На данный момент передовые технологии в области ИТС имеют такие страны как Япония, Южная Корея, Сингапур и США. Также активным внедрением инноваций в данной сфере занимаются КНР, Великобритания, Франция, Финляндия и Германия.
Южная Корея.
Южная Корея является мировым лидером по разработке и применению ИТС. Сеул столица Республики Корея считается одним из самых технологически развитых городов.
Внедрение элементов ИТС в столице Южной Кореи началось в 2004 году с создания системы управления автобусами (BMS). Благодаря её появлению оплата проезда наличными превратилась в интегрированную карту с единым тарифом, которая упростила сборы для клиентов и предоставила чиновникам прозрачные данные об использовании и доходах для справедливого распределения государственных субсидий. После установки датчиков и всемирной системы позиционирования (GPS) на автобусах, с помощью BMS стало публиковаться точное расписание и появилась возможность определить время прибытия пассажира до точки назначения через интернет-приложение.
В следствии успеха применения системы управления автобусами, система была модернизирована до общегородской системы управления дорожным движением TOPIS (Transport Operation and Information Service). Этот процесс в Сеуле занял шесть лет. Уже признанный во всем мире за свои достижения в снижении заторов на дорогах и предоставлении пассажирам информации в режиме реального времени, TOPIS центр приписывает свой успех разработке научной транспортной политики на основе собранных данных. Удовлетворенность клиентов общественным транспортом в Сеуле резко возросла не только потому, что улучшился сервис, но и потому, что TOPIS центр усердно стремится делиться соответствующими данными с пассажирами. Поэтому ядром системы является центр управления и информирования.
Администрация Сеула внедрила TOPIS, чтобы обеспечить полное управление дорожным движением, объединив в себе все сервисы, которые прежде предоставлялись разными центрами, создав тем самым улучшенную службу управления дорожным движением. В 2013 году началась интеграция TOPIS с Сеульским центром управления чрезвычайными ситуациями. Это было сделано для того, чтобы в режиме реального времени моментально принимать меры по информированию людей о том, что что-то произошло и лучше выбрать другой маршрут, а также заблокировать движение на опасном участке дороги.
Сеул TOPIS, относится к общему центру управления транспортом, ответственному за эксплуатацию и управление общим движением Сеула. TOPIS делает это, собирая информацию о дорожном движении из системы управления автобусами (BMS), системы транспортных карт, беспилотной системы наблюдения и органов и учреждений, связанных с дорожным движением, таких как Сеульское дорожное вещание, управление столичной полиции Сеула и Корейская корпорация скоростных автомагистралей.
Стоимость проезда на городских автобусах Сеула и автобусах Маула (деревни) можно оплатить с помощью T-money, U-Pass, карты EB, карты Cashbee и членских карт Korail. Также можно использовать транспортные карты с отсрочкой платежа, совместимые с T-Money и U-Pass. T-money - это транспортная карта, выпущенная корейской смарт-картой. Её можно использовать как транспортную карту и электронную валюту. Она широко используется в столичном регионе, наряду с Cashbee. Транспортные карты T-money бывают двух типов: обычная карта T-money и смарт-карта T-money. Смарт-карты T-money продаются в различных формах, таких как кольца для ключей и кольца для мобильных телефонов. Все карты T-money можно пополнить на станциях метро и в круглосуточных магазинах.
Япония
Страной, которая первой начала заниматься проблемой перегруженности транспортного движения является Япония. Ещё в 1973 году она приступила к проведению исследований по ИТС и реализации комплексной системы управления автомобильным транспортом. С 1973 по 1978 год в Японии был успешно проведён эксперимент под названием «Система динамической индукции траектории». Далее в стране разрабатывались и внедрялись различные системы для безопасности и эффективности движения на дорогах.
В 1996 году в Японии появилась VICS (Система автомобильной информации и связи). Это был первый шаг в практическом применении ИТС. VICS представляет из себя технологию, которая используется для оповещения водителей о дорожных пробках и неблагоприятных дорожных условиях. Принцип работы данной системы заключается в отображении данных о состоянии дорог и дорожных инцидентах тремя способами на автомобильных навигационных системах. Водители интересующую их информацию могут получить в виде текста, диаграммы и данных наложенных на карту. С помощью системы VICS на навигаторе автомобиля можно увидеть сведения о станциях обслуживания, местах парковок, дорожных работах, заторах и ограничениях движения, а также времени, на которое можно застрять в пробке, и об альтернативных маршрутах. Данные об обстановке на дорогах собираются с помощью установленных вдоль дорог радио- и оптические маяков, сенсоров и камер, а также патрульных машин и звонков автомобилистов.
В Японии внедрение и развитие ИТС является актуальным, так как оно способствует оптимизации времени на маршруты, впоследствии происходит снижение усталости водителей и в итоге уменьшается количество аварийных ситуаций на дорогах. Также благоприятно сказывается на экологической ситуации в стране.
Сингапур
В рамках стремления Сингапура использовать ИТС для оптимизации дорожных сетей и улучшения систем общественного транспорта, в 2006 году был разработан первый Генеральный план ИТС, для того, чтобы служить руководством для принятия и систематического внедрения ИТС в Сингапуре. На данный момент по всему острову более 160 км сети скоростных автомагистралей и автодорожных туннелей сотни гаджетов, датчиков и камер собирают данные о транспортном потоке, времени в пути и дорожных требованиях, чтобы дать жителям информацию, которая поможет им принять решение о том, как они доберутся до мест их назначения.
Эта сеть технологий сбора данных, в совокупности называемая интеллектуальными транспортными системами, формирует динамичную картину миграции населения, движущегося в своей повседневной жизни, в режиме реального времени. ИТС использует датчики, системы управления движением и управления, а также аналитику данных, чтобы максимизировать пропускную способность дорожной сети, контролировать и управлять транспортным потоком, а также делать дороги более безопасными.
Работая 24/7, чтобы помочь поддерживать бесперебойное движение, центр управления операциями ИТС контролирует движение и управляет инцидентами на скоростных автомагистралях и в автодорожных туннелях через i-Transport и различные ИТС.
Цент управления операциями (OCC) развертывает наземную спасательную бригаду и дорожных маршалов для оказания помощи автомобилистам, терпящим бедствие, и тесно сотрудничает с такими учреждениями, как полиция Сингапура и Силы гражданской обороны Сингапура, для скорейшего восстановления инцидентов.
Затем LTA («Land Transport Authority» - управление наземным транспортом) делится информацией о дорожном движении в режиме реального времени с общественностью, чтобы помочь автомобилистам принимать обоснованные решения о поездках. К ним относятся: дорожные сообщения и расчёт времени в пути на скоростных автомагистралях, отображаемые на электронных вывесках, системы мониторинга и консультирования скоростных автомагистралей (ЕМАС), расположенных вдоль скоростных автомагистралей и основных артериальных дорог; информация о дорожно-транспортных происшествиях, перекрытии дорог, дорожных работах, ориентировочных скоростях движения и тарифах ERP, которую автомобилисты могут найти на веб-порталах MyTransport. SG, OneMotoring и в Твиттере @LTATrafficNews; изображения с веб-камеры в стратегических местах вдоль скоростных автомагистралей; система управления парковкой по наличию парковочных мест для крупных торговых центров в районах Marina Centre, Orchard и HarbourFront. При обнаружении дорожно-транспортного происшествия эвакуатор EMAS для восстановления транспортных средств и инспектор движения LTA работают вместе, чтобы устранить аварию и как можно быстрее привести транспортный поток в нормальное состояние. Любые заглохшие транспортные средства бесплатно отбуксируются на ближайшую специально отведенную парковку. С 18 января 2006 года считается преступлением, если владелец транспортного средства отказывается разрешить эвакуировать свое транспортное средство аварийно-восстановительной бригадой, даже если владелец ожидает свою собственную службу эвакуатора, которая еще не прибыла. Это сводит к минимуму пробки и неудобства для других автомобилистов.
Для повышения надежности, безотказности и безопасности железнодорожных услуг в Сингапуре была введена в эксплуатацию первая в мире полностью автоматизированная подземная линия метрополитена, работающая без машиниста протяженностью 20 км с 16 станциями. Воодушевившись её успехом, все последующие железнодорожные линии будут работать без машинистов.
Сегодня в Сингапуре создан собственный стандарт приложений для бесконтактного электронного кошелька (CEPAS), национальный стандарт, который позволяет различным эмитентам карт предлагать карты и услуги, совместимые с системой ЭСОПД (Электронная система оплаты за проезд по дороге), без дополнительных изменений. Этот стандарт позволяет пользователям использовать одну и ту же карту CEPAS как для транспортных, так и не связанных с транспортом транзакций.
Система определения зеленой линии (GLIDE) управляет всеми светофорами в Сингапуре, регулируя зеленое время по мере изменения транспортного потока. GLIDE также связывает соседние светофоры, чтобы транспортные средства могли перемещаться с одного перекрестка на другой с минимальными остановками. GLIDE использует петлевые детекторы для обнаружения присутствия автомобильного и пешеходного движения и вносит коррективы в сигналы светофора. Система GLIDE обнаруживает присутствие транспортных средств и пешеходов на перекрестках со светофорами и использует логику и алгоритмы для анализа данных о дорожном движении в режиме реального времени. Проволочные датчики, проложенные под дорожным покрытием на перекрестках, обнаруживают присутствие транспортных средств. Это активирует локальный контроллер, который регулирует время работы светофора таким образом, чтобы больше зеленого времени отводилось направлению с большей интенсивностью движения. Система GLIDE также обнаруживает пешеходов, когда они нажимают кнопку на перекрестке. Раньше, без кнопок, "зеленый человечек" включался бы автоматически. Кнопочная система на светофорах позволяет активировать "зеленого человечка" только при нажатии, чтобы автомобилистам не нужно было без необходимости ждать на красный свет, и они могли наслаждаться большим количеством зеленого времени, когда дорогу не пересекают пешеходы. Система GLIDE связывает сигналы светофора на соседних перекрестках вдоль основных коридоров, координируя начало их зеленого времени. Это позволяет автомобилистам ловить «зеленую волну» и перемещаться от одного перекрестка к другому без необходимости так часто останавливаться на красный свет.
Переход дороги может быть напряженным делом для тех, кто менее подвижен. Green Man+ выделяет более длительное время для пожилых людей и инвалидов (PWD). Пожилые пешеходы и люди с ограниченными физическими возможностями могут получить до 13 секунд больше времени Green Man+, когда они используют пешеходные переходы с сигнализацией, оснащенные Green Man+. Им просто нужно приложить соответствующую CEPAS концессионную карту пожилого гражданина или концессионную карту PWD на считывателе, установленном над стандартной кнопкой на столбе светофора, чтобы продлить время зеленого человека от 3 до 13 секунд, в зависимости от ширины перекрестков. Более 1000 пешеходных переходов были оборудованы функцией Green Man+ по всему Сингапуру. Пожилые пешеходы в возрасте 60 лет и старше или PWD, являющиеся гражданами Сингапура или постоянными жителями, могут подать заявку на получение концессионных карт для пожилых граждан или концессионных карт PWD соответственно в любой кассе TransitLink или на веб-сайте TransitLink.
США
Проекты систем управления дорожным движением в США разнятся от штата к штату.
Для защиты наиболее уязвимых участников дорожного движения в США применяется система GRIDSMART. Она представляет новый подход к защите велосипедистов, проезжающих через сигнализированные перекрестки, который является более безопасным и эффективным, чем существующие методы остановки. Вместо того, чтобы решать "раз и навсегда" на остановке, GRIDSMART использует компьютерное зрение и машинное обучение для отслеживания и классификации велосипедов по мере того, как они пересекают весь перекресток, обеспечивая достаточно времени для отдельного велосипедиста, независимо от того, двигаются они медленно или быстро.
Ещё одним широко используемым стандартом управления дорожным движением является стандарт DSRC (перевод. Выделенные связи малой дальности). Его активными сторонниками являются общественная организация интеллектуального транспорта и департамент транспорта США. DSRC - это набор протоколов для налаживания связи между автомобилями при помощи односторонних или двусторонних каналов связи. Эта система помогает в осуществлении аварийного оповещения, круиз-контроля, электронных платежей и многого другого. В городе Бостоне можно в тоннелях, где сложно заметить возгорания и технические проблемы при помощи камер, в тоннелях активно используются противопожарные датчики и детекторы загрязнения воздуха.
Отечественный опыт внедрения интеллектуальных транспортных систем
В настоящее время создание интеллектуальных транспортных систем является одним из приоритетных направлений развития и цифровизации дорожно-транспортного комплекса Российской Федерации. К сожалению, развитие ИТС в России осуществляется медленными темпами. За прошедшее десятилетие созданы и развиваются ИТС в крупнейших городах страны: Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Казани, а также на скоростных автомобильных дорогах, в том числе - на участках платных дорог.
В большинстве регионов нашей страны внедрены и используются только различные инструментальные подсистемы ИТС. Создание подсистем ИТС происходит неравномерно. В первую очередь имеются подсистемы, обеспечивающие поступление финансовых средств в региональный бюджет, такие как подсистема регистрации нарушений Правил дорожного движения (ПДД) на основе комплексов автоматической фотовидеофиксации административных правонарушений и подсистема весогабаритного контроля. Для организации дорожного движения созданы подсистемы мониторинга параметров транспортного потока и подсистемы светофорного регулирования. Подсистемы метеомониторинга, обеспечивающие городские службы содержания дорог данными о погодных условиях и неблагоприятных метеорологических явлениях.
В Москве внедрение ИТС началось в 2011 году. Результатом этого процесса стало снижение аварийных ситуаций на дорогах Москвы на 23% в 2019 году по отношению к 2010 году. В развитие интеллектуальной транспортной системы Москвы участвует государственная корпорация «Ростех». В 2018 году холдинг «Швабе», входящая в состав госкорпорации «Ростех», выиграл тендер на обслуживание ИТС Москвы до 2023 года. В рамках этого контракта
компания должна контролировать работу 3700 датчиков мониторинга транспортных потоков, 2860 светофорных объектов, 175 дорожных табло, 2700 камер телеобзора и 48 метеостанций. Доступ ко всем дорожным камерам в Москве сотрудники ГИБДД получают через рабочий планшет. Кроме камер, расположенных над дорогами, также их размещают и над тротуарами для того, чтобы фиксировать нарушения, связанные с движением автомобилей по тротуарам.
В России существует полностью отечественная ИТС под названием «ЕПУТС» (Единая платформа управления транспортной системой). Она полностью построена по принципам модульной архитектуры. С 2020 года данная система внедряется в Мурманской области. На данный момент в регионе заказчика ПО в функциональный состав ЕПУТС входят такие модули как ГИС (геоинформационная система сбора, хранения, анализа и графической визуализации данных), «Цифровой двойник», централизованное информирование участников движения, управление дорожными работами и управление движением общественного транспорта. Геоинформационная система сбора, хранения, анализа и графической визуализации данных представлена в виде картосновы, на которой располагается индивидуальная для каждого раздела информация. Модуль «Цифровой двойник» обеспечивает выполнение следующих функций: отображение периферийных объектов транспортной инфраструктуры на ГИС-подоснове; отображение маршрутов и остановочных пунктов общественного транспорта на ГИС-подоснове; отображение на ГИС-подоснове текущей дорожной ситуации; возможность визуализации в режиме реального времени видеопотока с выбранных камер; отображение информации о статусе работы АСВГК (автоматизированная система весогабаритного контроля). Модуль централизованного информирования участников движения» обеспечивает следующие функции: автоматизированное управление ТПИ (табло переменной информации) - вывод информации о погодной обстановке, поступающей с метеостанций; создание в ручном режиме текстов информирования участников дорожного движения. Модуль управления дорожными работами отображает собранные, проанализированные данные о плановых и фактических работах по ремонту и эксплуатации автомобильных дорог. Модуль управление движением общественного транспорта предназначен для расчёта стоимости выполненной транспортной работы и размера штрафных санкций за нарушение условий контрактов, отображения на ГИС-подложке маршрутов ПТОП (пассажирский транспорт общего пользования) и текущего местоположения транспортных средств ПТОП, предоставление новых сервисов жителям, повышение уровня их информированности о работе ПТОП: расписание, прогноз прибытия, построение оптимальных маршрутов передвижения и т.д. В состав системы ЕПУТС может входить множество разных модулей в зависимости от требований заказчика. Например, такие как модуль диспетчерское управление ИТС для ЧС и ВС, модуль внешние и внутренние сервисы обеспечивает интеграции с внешними информационными системами (ВИС), такими как: АПК Безопасный город, Центр управления регионом, инструментальные подсистемы ИТС, Яндекс Карты, Яндекс Транспорт, 2ГИС, Умный транспорт и прочие.
Анализ научной литературы, посвящённой интеллектуальным транспортным системам, позволяет сделать вывод, что в современных условиях для улучшения ситуации на дорогах необходимо внедрять данные системы. Это необходимо, чтобы обезопасить движение на дорогах от аварийных ситуаций и разгрузить их от большого транспортного потока.
На сегодняшний день ИТС используются в мире в основном в виде отдельных блоков, ярким примером этому является Россия. Во многих её городах есть только некоторые элементы системы, например, комплексы автоматической фотовидеофиксации административных правонарушений и подсистема весогабаритного контроля.
Наиболее активно ИТС развивается в странах Азии. Лидером по её модернизации является Южная Корея. Сеул столица Республики Корея считается одним из самых технологически развитых городов. Там действует система TOPIS, которая пользуется популярностью в мире.
Что касается России, то в 2020 году началось внедрение полностью отечественной ИТС, которая называется «ЕПУТС» (Единая платформа управления транспортной системой). Она состоит из модулей, которые поэтапно внедряются в систему. На данный момент проект реализуется в Мурманской области. Сейчас уже реализовано 5 модулей из планируемых 12. В дальнейшим планируется применить данный опыт по всей России.
Внедрение ИТС является важной задачей для мегаполисов преследующая цель разгрузки движения на дорожной сети.
Литература:
1. Душкин Р. В. Интеллектуальные транспортные системы [Книга]. - Москва: ДМК Пресс, 2020.
2. Seoul Transport Operation & Information Service [Электронный ресурс]: https://topis.seoul.go.kr/eng/page/transInfo_1_1.jsp.
3. Интеллектуальная транспортная система: «умный» город в движении [Электронный ресурс]: https://rostec.ru/news/ intellektualnaya-transportnaya-sistema-umnyy-gorod-v-dvizhenii/.
4. Статья «Эволюция интеллектуальной транспортной системы (ИТС) и исследование ее моделей» в научном журнале [Электронный ресурс]: https://www.gyrnal.ru/statyi/ru/2499/.
5. Транспортные стратегии. Сингапур. [Электронный ресурс]: https://transport.mos.ru/common/upload/public/file/pres/pr_strategy_5. pdf.
6. Титов, Р. А. Анализ инновационности и эффективности интермодальной транспортной инфраструктуры / Р. А. Титов // Экономика железных дорог. - 2021. - № 5. - С. 44-53.
7. Осипов, Д. В. Автоматизация и искусственный интеллект на транспорте: тенденции развития / Д. В. Осипов, О. О. Чурикова // Тренды экономического развития транспортного комплекса России: форсайт, прогнозы и стратегии : сборник научных трудов национальной научно-практической конференции, Москва, 18 марта 2020 года / Российский университет транспорта. - Москва: Общество с ограниченной ответственностью «Научно-издательский центр ИНФРА-М», 2020. - С. 179-181.
8. Смирнова, Ж. В. Оценка подходов к определению транспортной доступности территорий России / Ж. В. Смирнова // Концептуальные проблемы экономики и управления на транспорте: взгляд в будущее. Труды международной научно-практической конференции. 2019. С. 271-274.
