CC BY
11Научная статья УДК 614.849
МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ-112 И АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
^Тимошенко Артем Леонидович; Елисеев Игорь Борисович; Войтенок Олег Викторович.
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, Санкт-Петербург, Россия ^artem18181@gmail.com
Аннотация. Исследование направлено на обоснование способа снижения числа аварий, связанных с пожарными автомобилями, а также специальным транспортом экстренных служб. Предложена модель взаимодействия системы-112 и автоматизированной системы управления дорожным движением, описаны этапы её интеграции. Рассматривается вариант внедрения функции обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования как в режиме полной динамической адаптации, так и в режиме координированного управления. В рамках улучшения условий движения транспорта на улично-дорожной сети городов России создана Автоматизированная система управления дорожным движением, включающая в себя управляемые светофорные объекты в различных режимах, в том числе автоматическом, дорожные знаки, динамические информационные табло, датчики транспортных потоков и видеокамеры. При взаимодействии Единой дежурно-диспетчерской службы системы-112 с Центральным пунктом управления и использовании Автоматизированной системы управления дорожным движением диспетчер Единой дежурно-диспетчерской службы системы-112 получит возможность координировать маршрут следования и регулировать режим работы светофорных и других дорожных объектов в целях своевременного и безопасного прибытия подразделений пожарной охраны на место вызова. В условиях стремительного развития новых технологий необходима периодическая корректировка и обновление существующих правил и рекомендаций. В исследовании предложен ряд профилактический мероприятий, направленных на решение описанных проблем.
Ключевые слова: авария, экстренные службы, спецтранспорт, приоритет
Для цитирования: Тимошенко А.Л., Елисеев И.Б., Войтенок О.В. Модель взаимодействия системы-112 и Автоматизированной системы управления дорожным движением в Санкт-Петербурге // Науч-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2022. № 4. С. 51-59.
MODEL OF INTERACTION BETWEEN SYSTEM-112 AND THE AUTOMATED TRAFFIC CONTROL SYSTEM IN SAINT-PETERSBURG
^Timoshenko Artem L.; Eliseev Igor B.; Voitenok Oleg V.
Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia, Saint-Petersburg, Russia ^artem18181@gmail.com
Abstract. The study is aimed at substantiating a way to reduce the number of accidents associated with fire trucks, as well as special transport of emergency services. A model of interaction between the system-112 and an automated traffic control system is proposed,
© Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2022
51
the stages of its integration are described. The option of implementing the function of ensuring the priority of transportation of emergency response services both in the mode of full dynamic adaptation and in the mode of coordinated management is being considered. As part of the improvement of traffic conditions on the road network of Russian cities, an Automated traffic control system has been created, which includes controlled traffic light objects in various modes, including automatic, road signs, dynamic information boards, traffic flow sensors and video cameras. When interacting with the Unified duty and dispatch service of the system-112 with the Central control point and using an Automated traffic control system, the dispatcher of the Unified duty and dispatch service of the system-112 will be able to coordinate the route and regulate the operating mode of traffic lights and other road facilities in order to timely and safe arrival of fire protection units at the place of call. In the conditions of rapid development of new technologies, periodic adjustments and updates of existing rules and recommendations are necessary. The study suggests a number of preventive measures aimed at solving the described problems.
Keywords: accident, emergency services, special vehicles, priority
For citation: Timoshenko A.L., Eliseev I.B., Voitenok O.V. Model of interaction between system-112 and the Automated traffic control system in Saint-Petersburg // Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia». 2022. № 4. P. 51-59.
Введение
Рост аварий, связанных с автомобильными транспортными средствами, является результатом интенсивного развития транспортной инфраструктуры. Одновременно с ростом данного показателя увеличивается количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП), в которых участвует автотранспорт экстренных служб реагирования.
Анализируя последние исследования и публикации, в которых рассматривались аспекты проблемы развития подсистем и построения моделей Автоматизированной системы управления дорожным движением (АСУДД), сделан вывод, что в данных работах не рассматривались подсистемы и модели, связанные с взаимодействием АСУДД и системы-112 [1, 2]. Выяснено, что в комплекс функций аппаратно-программного комплекса «Безопасный город» не входит функция обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования, что в значительной степени влияет на доставку личного состава, аварийно-спасательного и пожарно-технического вооружения, огнетушащих веществ к месту вызова [3-6]. Также рассмотрены зарубежные интеллектуальные системы управления движением, которые, в свою очередь, обеспечивают приоритет автомобилей экстренных служб при проезде перекрёстков, оборудованных светофорами [7-10]. Нельзя не отметить, что в принятой в 2019 г. Правительством Санкт-Петербурга Комплексной схеме организации дорожного движения изложены основные задачи, решаемые подразделениями Единого центра управления дорожным движением совместно с оперативными службами (МВД, МЧС, ФСБ, скорой помощью) [11]. В них входят такие задачи, как управление дорожным движением в городе, эксплуатация, профилактика и сервисное обслуживание оборудования и инженерных систем АСУДД, обеспечение безопасности и предотвращение чрезвычайных ситуаций (ЧС) и взаимосвязанный с ними комплекс задач по ликвидации последствий ЧС. В данном документе также не рассматриваются задачи по решению проблем, связанных с обеспечением приоритета проезда транспорта оперативных служб города.
Методы исследования
Цель исследования заключается в обосновании способа снижения числа аварий, связанных с пожарными автомобилями и специальным транспортом экстренных служб, а также в уменьшении времени следования специального транспорта к месту вызова.
52
Снижение данного показателя возможно при внедрении и круглосуточном использовании функции обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования как в режиме полной динамической адаптации, так и в режиме координированного управления. Обеспечение приоритета возможно осуществить в рамках интеграции и использования автоматизированных систем при следовании специального транспорта на место ЧС: системы управления движением на светофорных объектах и внешней системы диспетчеризации и мониторинга движения приоритетного транспорта (видеонаблюдение, датчики контроля).
В связи с вышеизложенным, в рамках исследования темы проведён анализ существующей АСУДД. Проанализированы факторы, влияющие на время следования спецавтотранспорта экстренных служб, а также причины возникновения дорожно-транспортных происшествий со спецавтотранспортом экстренных служб. Предложено и обосновано с применением метода микромоделирования использование функции обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования.
Результаты исследования и их обсуждение
АСУДД реализована в целях автоматизированного и автоматического сбора, обработки и анализа характеристик транспортного потока в реальном времени, дорожных, метеорологических и других условий, которые могут влиять на движение городского транспорта, выявлять и классифицировать инциденты, выбирать оптимальный вариант решения на базе предвиденных сценариев управления в автоматическом, автоматизированном и ручном режиме, информирования водителей и пешеходов, экстренных служб и других участников дорожного движения.
Использование и реализация АСУДД
Решение задач обеспечения безопасности и предотвращения ЧС и взаимосвязанный с ними комплекс задач по ликвидации последствий ЧС обеспечивают подразделения МЧС России по Санкт-Петербургу при взаимодействии с подразделениями Единого центра управления дорожным движением (ЕЦУДД) и Федеральной службой охраны по Санкт-Петербургу.
Препятствием при интеграции АСУДД в систему-112 является то, что существующие АСУДД находятся в ведении Правительства Санкт-Петербурга, ФКУ «ДСТО», ФКУ «Севзапуправтодор», ФКП «Дирекция КЗС», ОАО «Западный скоростной диаметр» (платная дорога) и т.д. Созданные АСУДД не взаимодействуют друг с другом, что существенно снижает качество управления транспортными потоками и негативно сказывается на пропускной способности объектов транспортной инфраструктуры.
Этапы интеграции модели взаимодействия системы-112 и АСУДД.
Этап 1. Создание на территории города пилотной зоны по внедрению системы взаимодействия и модернизация имеющихся АСУДД для взаимодействия рассматриваемых систем.
На первом этапе необходимо решить нижеперечисленные задачи:
- создание и утверждение необходимых нормативно-правовых актов, предусматривающих взаимодействие АСУДД с системой-112 населенного пункта;
- создание рабочей группы для отработки методологии развертывания и функционирования модели взаимодействия систем;
- определение наборов и типов данных, подлежащих обмену и предоставляемых локальными АСУДД операторам ЕЦУДД и системы-112;
- создание механизмов информационного обмена;
53
- создание/настройка модулей обмена данными для работы в составе интеграционной платформы.
Этап 2. Создание координационного центра для решения задач подразделений ЕЦУДД совместно с экстренными службами.
На втором этапе должны быть решены следующие задачи:
- организация совместной подготовки диспетчерского персонала ЕЦУДД, Единой дежурно-диспетчерской службы (ЕДДС) и оперативных служб по работе с аппаратно-программным комплексом;
- проведение испытаний аппаратно-программного комплекса, опытная эксплуатация модели взаимодействия систем;
- создание комиссии по принятию результатов работ по проекту;
- доработка технического проекта, документации и поставка необходимых технических средств.
Возможная структура аппаратно-программного комплекса системы-112 при взаимодействии с АСУДД представлена на рис. 1.
ТС
Рис. 1. Вариант структуры аппаратно-программного комплекса системы-112
при взаимодействии с АСУДД: транспортные средства; ЦОВ - центр обработки вызовов; ЦОВ - центр обработки данных
В режиме полной динамической адаптации АСУДД функция приоритета будет основана на точно предсказанном (рассчитанном) времени прибытия единицы общественного транспорта на светофорный объект. Система для выработки команды приоритета проезда перекрестка будет использовать свою собственную информацию, полученную с локального уровня (уровня светофорного объекта), и информацию, предоставленную системой-112.
На рис. 2 представлен принцип работы функции обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования на регулируемом перекрестке.
54
Рис. 2. Принцип работы функции обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования на регулируемом перекрестке
Функция дает возможность включать зеленый сигнал светофора на всем пути следования пожарного автомобиля, а затем возвращать светофор в нормальный режим работы с последующим восстановлением движения на пройденном участке маршрута.
К главным видам ДТП с участием пожарных автомобилей относятся: наезды на неподвижные препятствия, столкновения, опрокидывания, наезды на пешеходов. Причиной таких ДТП, как правило, является непредоставление преимущества в движении пожарным автомобилям с включенными проблесковым маячком синего цвета и специальным звуковым сигналом.
Как известно, время прибытия пожарных на объект не должно превышать 10 мин для городских населенных пунктов и 20 мин для сельских поселений. В крупных городах в условиях напряженного городского движения время прибытия пожарных к месту ЧС увеличивается, а в некоторых случаях превышает установленный требованиями норматив [12].
Таким образом, с целью снижения времени прибытия сил и средств к месту происшествия и предупреждения происшествий с пожарными автомобилями на дорожных путях авторами предложен комплекс организационно-технических мероприятий [13].
Актуальным направлением при снижении количества аварий среди спецтранспорта экстренного реагирования и повышения их оперативности при следовании на место вызова является взаимодействие диспетчерских служб системы обеспечения вызова экстренных оперативных служб по единому номеру «112» на территории города при возникновении инцидентов, нештатных и ЧС с операторами ЕЦУДД путем реализации предлагаемых мероприятий и рекомендаций, использованием современных технологий управления дорожного движения.
55
В свою очередь, успешная интеграция АСУДД в дорожную сеть города с большой вероятностью позволит снизить транспортные задержки, повысить пропускную способность улично-дорожной сети, что, в свою очередь, сократит выброс вредных веществ в атмосферу, а также повысит безопасность дорожного движения. Реализация и интеграция данной модели в АСУДД позволит сократить время прибытия экстренных служб на место вызова [14, 15].
Службы спасения уделяют большое внимание мероприятиям, связанным с предупреждением пожаров и реагированием на них. Оперативный приезд экстренных служб к месту возникновения ЧС является важнейшей из задач. Ведь именно от своевременности проведения спасательных мероприятий зависят жизни людей. Функция обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования, которая будет реализована в Санкт-Петербурге, как часть адаптивной системы управления дорожным движением, даст возможность оперативно включать зелёный знак светофора на всём пути следования спецтранспорта, а затем возвращать систему в нормальный режим работы. Таким образом, одна из основных задач модели - ускорение передвижения автомобилей экстренных служб на улично-дорожной сети и последующее восстановление движения на пройденных участках маршрута.
Заключение
Комплексный подход к достижению показателя снижения числа аварий, связанных с пожарными автомобилями и специальным транспортом экстренных служб, а также в уменьшении времени следования специального транспорта к месту вызова, требует ряда решений:
1. Выявление причин возникновения ДТП со спецавтотранспортом экстренных служб.
2. Выявление факторов, влияющих на время следования спецавтотранспорта экстренных служб.
3. Разработка модели взаимодействия системы-112 и АСУДД.
4. Разработка варианта внедрения функции обеспечения приоритета проезда транспорта служб экстренного реагирования.
5. Разработка комплекса дополнительных профилактических мероприятий, направленных на снижение числа аварий, связанных с пожарными автомобилями и специальным транспортом экстренных служб, а также уменьшение времени следования специального транспорта к месту вызова.
Предлагаемые пути реализации идеи актуальны не только для подразделений пожарной охраны, но и для других экстренных служб (МВД, ФСБ, скорая помощь и т.д.). Предложенные мероприятия уже зарекомендовали себя и активно используются в зарубежных развитых странах [16]. А функция обеспечения приоритета проезда пожарных автомобилей уже частично интегрирована в интеллектуальную транспортной систему г. Казани компанией «Инспектра».
Список источников
1. Абрамова Л.С. Модели управления дорожным движением для АСУДД // Вестник ХНАДУ. 2010. № 50.
2. Агуреев И.Е., Митюгин В.А., Фролов Н.А. Проблемы и перспективы развития автоматизированных систем управления дорожным движением // Проблемы исследования систем и средств автомобильного транспорта: материалы Междунар. очно-заочной науч.-техн. конф. Тула: Тульский гос. ун-т, 2017. С. 304-310.
3. Кропотова Н.А. Анализ достигнутых результатов внедрения АПК «Безопасный город» на территории Санкт-Петербурга // NovaInfo.Ru. 2020. № 115. С. 90-94.
4. Губанов Н.Н., Шевченко И. А. Интеллектуальная комплексная система «Безопасный город» // Вестник СевКавГТИ. 2014. № 17. С. 70-73.
56
5. Калач А.В., Попрядухин Д.С. Перспективы развития системы-112 с учетом реализации в Российской Федерации инфраструктурного проекта «АПК «Безопасный город» (на примере Курской области) // Современные проблемы гражданской защиты. 2015. № 4 (17).
6. Мусиенко Т.В., Ложкин В.Н. Цифровые информационные технологии аппаратно-программного комплекса «Безопасный город» на примере транспорта Санкт-Петербурга // Транспорт России: проблемы и перспективы - 2019: материалы междунар. науч.-практ. конф. СПб.: Ин-т проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН, 2019. С. 13-16.
7. BSV-PAGS: Blockchain-based special vehicles priority access guarantee scheme / Y. Wang [et al.] // Computer Communications. 2020. Т. 161. С. 28-40.
8. Dumka A., Sah A. Smart ambulance traffic management system (SATMS). A support for wearable and implantable medical devices // Wearable and Implantable Medical Devices. Academic Press. 2020. С. 215-228.
9. Asaduzzaman M., Vidyasankar K. A priority algorithm to control the traffic signal for emergency vehicles // 2017 ieee 86th vehicular technology conference (vtc-fall). IEEE. 2017. С. 1-7.
10. A secured privacy-preserving multi-level blockchain framework for cluster based VANET / Akhter A.F.M.S. [et al.] // Sustainability. 2021. Т. 13. № 1. С. 400.
11. Об утверждении Комплексной схемы организации дорожного движения Санкт-Петербурга: Распоряжение Правительства Санкт-Петербурга от 26 нояб. 2019 г. № 552-р // Администрация Санкт-Петербурга. URL: https://www.gov.spb.ru/gov/otrasl/tr_infr_kom/tekobjekt/ksodd/ (дата обращения: 07.09.2022).
12. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3 // Рос. газ. 2008. № 163. URL: http://www.kremlin.ru/acts/bank/27899 (дата обращения: 07.09.2022).
13. Тимошенко А.Л., Самигуллин Г.Х. Обеспечение безопасности дорожного движения и оперативности при следовании подразделений пожарной охраны на место вызова // Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы: сб. материалов XV Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых. Минск: УГЗ, 2021. Т. 1. Ч. 1. С. 271-273.
14. Воднев С.А., Матвеев А.В. Оценка эффективности реагирования аварийно-спасательных служб на чрезвычайные ситуации на транспорте // Проблемы управления рисками в техносфере. 2019. № 2 (50). С. 110-117. EDN XDDTYZ.
15. Matveev A., Maksimov A., Vodnev S. Methods improving the availability of emergency-rescue services for emergency response to transport accidents // Transportation Research Procedia. SPb.: Elsevier, 2018. P. 507-513. DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.137. EDN AWTRJK.
16. Pasnak I., Renkas A. Optimization of the duration of emergency vehicle movement to the place of fire // Transport problems. 2020. Т. 15. № 1. P. 117-124.
References
1. Abramova L.S. Modeli upravleniya dorozhnym dvizheniem dlya ASUDD // Vestnik HNADU. 2010. № 50.
2. Agureev I.E., Mityugin V.A., Frolov N.A. Problemy i perspektivy razvitiya avtomatizirovannyh sistem upravleniya dorozhnym dvizheniem // Problemy issledovaniya sistem i sredstv avtomobil'nogo transporta: materialy Mezhdunar. ochno-zaochnoj nauch.-tekhn. konf. Tula: Tul'skij gos. un-t, 2017. S. 304-310.
3. Kropotova N.A. Analiz dostignutyh rezul'tatov vnedreniya APK «Bezopasnyj gorod» na territorii Sankt-Peterburga // NovaInfo.Ru. 2020. № 115. S. 90-94.
4. Gubanov N.N., Shevchenko I.A. Intellektual'naya kompleksnaya sistema «Bezopasnyj gorod» // Vestnik SevKavGTI. 2014. № 17. S. 70-73.
57
5. Kalach A.V., Popryaduhin D.S. Perspektivy razvitiya sistemy-112 s uchetom realizacii v Rossijskoj Federacii infrastrukturnogo proekta «APK «Bezopasnyj gorod» (na primere Kurskoj oblasti) // Sovremennye problemy grazhdanskoj zashchity. 2015. № 4 (17).
6. Musienko T.V., Lozhkin V.N. Cifrovye informacionnye tekhnologii apparatno-programmnogo kompleksa «Bezopasnyj gorod» na primere transporta Sankt-Peterburga // Transport Rossii: problemy i perspektivy - 2019: materialy mezhdunar. nauch.-prakt. konf. SPb.: In-t problem transporta im. N.S. Solomenko RAN, 2019. S. 13-16.
7. BSV-PAGS: Blockchain-based special vehicles priority access guarantee scheme / Y. Wang [et al.] // Computer Communications. 2020. T. 161. S. 28-40.
8. Dumka A., Sah A. Smart ambulance traffic management system (SATMS). A support for wearable and implantable medical devices // Wearable and Implantable Medical Devices. Academic Press. 2020. S. 215-228.
9. Asaduzzaman M., Vidyasankar K. A priority algorithm to control the traffic signal for emergency vehicles // 2017 ieee 86th vehicular technology conference (vtc-fall). IEEE. 2017. S. 1-7.
10. A secured privacy-preserving multi-level blockchain framework for cluster based VANET / Akhter A.F.M.S. [et al.] // Sustainability. 2021. T. 13. № 1. S. 400.
11. Ob utverzhdenii Kompleksnoj skhemy organizacii dorozhnogo dvizheniya Sankt-Peterburga: Rasporyazhenie Pravitel'stva Sankt-Peterburga ot 26 noyab. 2019 g. № 552-r // Administraciya Sankt-Peterburga. URL: https://www.gov.spb.ru/gov/otrasl/tr_infr_kom/tekobjekt/ksodd/ (data obrashcheniya: 07.09.2022).
12. Tekhnicheskij reglament o trebovaniyah pozharnoj bezopasnosti: Feder. zakon ot 22 iyulya 2008 g. № 123-FZ // Ros. gaz. 2008. № 163. URL: http://www.kremlin.ru/acts/bank/27899 (data obrashcheniya: 07.09.2022).
13. Timoshenko A.L., Samigullin G.H. Obespechenie bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya i operativnosti pri sledovanii podrazdelenij pozharnoj ohrany na mesto vyzova // Obespechenie bezopasnosti zhiznedeyatel'nosti: problemy i perspektivy: sb. materialov XV Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. molodyh uchenyh. Minsk: UGZ, 2021. T. 1. Ch. 1. S. 271-273.
14. Vodnev S.A., Matveev A.V. Ocenka effektivnosti reagirovaniya avarijno-spasatel'nyh sluzhb na chrezvychajnye situacii na transporte // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2019. № 2 (50). S. 110-117. EDN XDDTYZ.
15. Matveev A., Maksimov A., Vodnev S. Methods improving the availability of emergency-rescue services for emergency response to transport accidents // Transportation Research Procedia. SPb.: Elsevier, 2018. P. 507-513. DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.137. EDN AWTRJK.
16. Pasnak I., Renkas A. Optimization of the duration of emergency vehicle movement to the place of fire // Transport problems. 2020. r 15. № 1. P. 117-124.
58
Информация о статье:
Статья поступила в редакцию: 07.10.2022; одобрена после рецензирования: 25.10.2022; принята к публикации: 07.11.2022
The information about article:
The article was submitted to the editorial office: 07.10.2022; approved after review: 25.10.2022; accepted for publication: 07.11.2022
Сведения об авторах:
Тимошенко Артем Леонидович, адъюнкт факультета подготовки кадров высшей квалификации Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 149), e-mail: artem18181@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-3927-5613
Елисеев Игорь Борисович, старший преподаватель кафедры специальной подготовки Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 149), кандидат технических наук, e-mail: eliseeff.gosha2014@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-6199-5687 Войтенок Олег Викторович, доцент кафедры специальной подготовки Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 149), кандидат технических наук, доцент, e-mail: vogps@igps.ru, https://orcid.org/0000-0002-5501-6232
Information about the authors:
Timoshenko Artem L., postgraduate student of the faculty of training of highly qualified personnel of Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia (196105, Saint-Petersburg, Moskovsky ave., 149), e-mail: artem18181@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-3927-5613
Eliseev Igor B., senior lecturer of the special training department of Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia (196105, Saint-Petersburg, Moskovsky ave., 149), сandidate of technical sciences, e-mail: eliseeff.gosha2014@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-6199-5687 Voitenok Oleg V., associate professor of the special training department of Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia (196105, Saint-Petersburg, Moskovsky ave., 149), сandidate of technical sciences, associate professor, e-mail: vogps@igps.ru, https://orcid.org/0000-0002-5501-6232
59
