Подход к созданию программного комплекса для оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.4

Подход к созданию программного комплекса для оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения

Овчаров Евгений Борисович,

заместитель генерального директора ЗАО «ПРОГНОЗ», доцент кафедры информационных систем и математических методов в экономике ПГНИУ, кандидат экономических наук

Добжанский Андрей Вячеславович, Заместитель руководителя направления решений для правоохранительных органов ЗАО

«ПРОГНОЗ» Некрасов Илья Борисович,

ведущий специалист направления решений для правоохранительных органов ЗАО «ПРОГНОЗ»

В статье описан подход к созданию программного комплекса для оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения с использованием современных технологий обработки информации и методов математического моделирования, обеспечивающий формирование единого информационного ресурса для доступа специалистов к актуализируемой информации из различных источников. Данный программный комплекс обеспечит оперативное получение информации в сфере безопасности дорожного движения, позволит выявлять наиболее проблемные вопросы в сложившейся ситуации аварийности и принимать соответствующие управленческие решения.

Ключевые слова: предупреждение аварийности, программный комплекс, управление показателями безопасности дорожного движения, моделирование и прогнозирование.

Eugene B. Ovcharov

Deputy Chief Executive Officer, PROGNOZ JSC; Associate Professor of the Department of Information Systems and Mathematical Methods in Economics of the Perm State National Research University; PhD in Economics

Andrey V. Dobzhanskiy

Deputy Managing Director of Law Enforcement Agencies Solutions Division, PROGNOZ GSC

Ilya B. Nekrasov

Lead Specialist of Law Enforcement Agencies Solutions Division, PROGNOZ GSC

This article describes the approach to develop software solution for assessing factors and managing road traffic safety indicators by using advanced data processing tools and mathematical modeling methods, which provides a unified data resource enabling specialists to access regularly updated information from various sources. This approach will speed up the process of receiving data on the road traffic safety, defining crucial issues in terms of existing accident rate, and making relevant managerial decisions.

Key words: accident prevention, software solution, management of road traffic safety indicators, modeling, and forecasting.

Введение

Одной из острейших социально-экономических проблем Российской Федерации в настоящее время является аварийность на автомобильных дорогах. Ущерб от дорожно-транспортных происшествий только в 2009 году составил свыше 900 млрд. рублей. Предупреждение дорожнотранспортного травматизма и снижение тяжести последствий ДТП входят в число приоритетных направлений социально-экономического развития страны. В связи с этим создание современного программного комплекса, обеспечивающего принятие обоснованных управленческих решений в указанной сфере, является одной из важных задач, направленных на снижение дорожнотранспортного травматизма.

Компания «Прогноз» разрабатывает программный комплекс для оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения с использованием современных технологий обработки информации и методов математического моделирования. Работы выполнялись при финансовой поддержке Минобрнауки России по государственному контракту от 24.10.2011 г. № 07.524.11.4010 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы». [1]

1. Краткое описание основных проблем в области обеспечения безопасности дорожного

движения

Значимость проблемы обеспечения безопасности дорожного движения растет с каждым годом. Это связано как с социальными факторами (высоким уровнем смертности и травмоопасности), так и с финансовыми (большими убытками, понесенными в результате ДТП). К 2020 году эксперты прогнозируют удвоение всех показателей потерь, связанных с катастрофами на дорогах.

В настоящее время на первое место выходит не столько смягчение последствий ДТП, сколько предупреждение самого факта катастрофы. Для этого необходимы данные, по которым можно не только провести какой-либо анализ, но и спрогнозировать развитие ситуации, построить модель и, возможно, тем самым ликвидировать причины потенциальных ДТП.

На первой Всемирной министерской конференции по безопасности дорожного движения, проведенной в 2009 году в Москве, приняли участие министры 150 стран мира. В ходе конференции была принята так называемая «Московская декларация», 10 пункт которой гласит: «Усовершенствовать сбор данных на национальном уровне и их сопоставимость на международном уровне...; развивать международное сотрудничество с целью разработки надежных и унифицированных систем данных». [2]

Кроме этого, в ходе проведенного секционного заседания «Сбор данных для решения проблем безопасности дорожного движения» в рамках указанной конференции всеми участвующими странами был принят следующий перечень принципов и действий:

- точная, достоверная и исчерпывающая информация как ключевой аспект повышения безопасности на дорогах;

- выделение необходимых ресурсов для организаций, занимающихся сбором и анализом данных по безопасности дорожного движения;

- своевременное выявление намечающихся тенденций для объективной оценки процесса выполнения поставленных задач;

- финансирование перспективных разработок по совершенствованию системы сбора и анализа данных;

- организация и координация процесса обмена информацией, расширение связей между правительственными организациями, учреждениями транспорта и здравоохранения, местными органами власти, страховыми компаниями и другими секторами;

- развитие на региональном и международном уровне сетей обмена информацией и данными о положительном опыте в области безопасности дорожного движения;

- выработка единых международных стандартов и терминологии в области сбора и анализа данных по данной тематике.

В настоящее время работа по решению задач управления показателями безопасности дорожного движения проводится многими научными и исследовательскими организациями. Однако на сегодняшний день методическая, информационная и инструментальная база для решения данных задач не является достаточно развитой. Кроме того, задачи управления показателями безопасности дорожного движения реализуются в основном с помощью технологий видео- и геонаблюдения, совершенствования инфраструктуры дорожного хозяйства, правил и регламентов дорожного движения. Большинство работ носят либо локальный характер, либо далеки от вопросов комплексного мониторинга, анализа и прогнозирования безопасности дорожного движения применительно к классу высокотехнологичных программных комплексов.

Предлагаемый проект призван восполнить указанный пробел с помощью новых идей и подходов, основанных на применении современных технологий разработки систем класса бизнес-аналитики, инструментария углубленной аналитики и систем визуализации полученных данных, отчетов, прогнозов и моделей.

Применение методологических подходов из отечественной и зарубежной практики к оценке факторов, влияющих на показатели безопасности дорожного движения, а также применение методов управления показателями БДД с использованием современных инновационных технологий консолидации, обработки, анализа информации и передовых аналитических инструментов предоставит широкие возможности для исследовательской работы в области

безопасности дорожного движения, позволит систематизировать и автоматизировать деятельность по мониторингу показателей БДД, обеспечит поддержку принятия эффективных решений по снижению дорожной аварийности.

2. Основное назначение, задачи и базовые источники данных программного комплекса

для оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения

Разрабатываемый программный комплекс оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения с использованием современных технологий обработки информации и методов математического моделирования (далее - ПК) предназначен для осуществления комплексного анализа, мониторинга и прогнозирования в области обеспечения безопасности дорожного движения.

Приоритетными задачами комплекса являются:

1. Формирование единого информационного ресурса, являющегося основой для задач

мониторинга, аналитических задач, а также для задач моделирования и

прогнозирования.

2. Подготовка, ведение и предоставление нормативно-справочной информации о предметной области, в том числе о нормативных, паспортных и статистических данных.

3. Оперативное получение информации в сфере безопасности дорожного движения.

4. Формирование комплексной информации по основным характеристикам (условиям, причинам, факторам) дорожно-транспортных происшествий в целом по стране, а также в отдельности по субъектам РФ.

5. Получение комплексной информации по административной практике

подразделений дорожной полиции, оценка эффективности деятельности

подразделений дорожной полиции.

6. Обеспечение возможности оценки пороговых значений индикаторов ситуации в области обеспечения безопасности дорожного движения как с учетом оперативной и годовой информации, так и посредством использования методов многомерного статистического анализа.

7. Кластеризация и ранжирование административно-территориальных единиц государства по показателям безопасности дорожного движения.

Программный комплекс настраивается на различные источники информации. Базовыми источниками статистических данных для ПК являются:

- сведения о дорожно-транспортных происшествиях (карточка учета ДТП);

- оперативные сведения об административной практике, направляемые подразделениями дорожной полиции;

- сведения о зарегистрированном транспорте, количестве выданных водительских удостоверений, техническом состоянии транспортных средств и преступлений в сфере БДД;

- схемы автомобильных дорог с указанием ключевых характеристик участков дороги (тип покрытия, разметка, инженерно-техническое оснащение и др.);

- причины и факторы возникновения ДТП: зафиксированные неудовлетворительные дорожные условия, освещенность, погодные условия, характеристики дорожной обстановки, данные о транспортных средствах и участниках происшествий;

- проекты организации дорожного движения на автомобильных дорогах, сведения о количестве пересечений, примыканий, пешеходных переходах, объектах дорожного сервиса, светофорах, протяженности и удерживающей способности ограждений, линиях освещения);

- программа дорожных работ по строительству, реконструкции, капитальному ремонту, содержанию федеральных автодорог и искусственных сооружений, а также о мероприятиях по снижению аварийности в местах концентрации дорожнотранспортных происшествий с привязкой к километражу;

- сведения о фактической суточной интенсивности движения, в том числе по типам транспортных средств.

3. Архитектура программного комплекса

Общая архитектура представлена ниже (Рисунок 1).

Рисунок 1. Общая (бизнес) архитектура ПК

В состав разрабатываемого ПК входят следующие подсистемы:

1. Подсистема Централизованного хранилища данных, выполняющая функции сбора, консолидации, накопления и хранения информации, предназначенная для формирования единого информационного ресурса, необходимого для аналитических задач обеспечения безопасности дорожного движения. В ее состав входят:

- программная компонента «Оперативный склад данных», предназначенная для хранения первичной необработанной информации;

- программная компонента «Средства Е^», предназначенная для извлечения, преобразования и загрузки сведений в ЦХД из источников данных, миграции данных между оперативным складом данных, сегментом накопления, витринами данных;

- программная компонента «Сегмент накопления данных, предназначенная для хранения очищенных данных в виде реляционных таблиц;

- программная компонента «Витрины данных», предназначенная для многомерного представления и анализа данных;

- программная компонента «OLAP», предназначенная для проведения анализа информации с использованием технологии OLAP.

2. Подсистема ведения НСИ (нормативно-справочной информации), предназначенная для управления справочниками и классификаторами программного комплекса. В ее состав входят:

- программная компонента «База данных НСИ», которая предназначена для хранения элементов справочников с поддержкой атрибутного состава и иерархии элементов;

- программная компонента «Измерения», предназначенная для формирования иерархического представления справочников с поддержкой атрибутного описания элементов.

3. Подсистема мониторинга, предназначенная для выполнения контроля показателей в области БДД. В ее состав входят:

- программная компонента информационного взаимодействия с централизованным хранилищем данных, предназначенная для формирования и обработки запросов подсистемы мониторинга к данным ЦХД;

- промежуточная программная компонента, предназначенная для реализации функциональности подсистемы мониторинга.

4. Аналитическая подсистема, предназначенная для подробного анализа сложившейся ситуации и выявления наиболее проблемных направлений аварийности, в составе:

- программной компоненты информационного взаимодействия с централизованным хранилищем данных, предназначенной для формирования и обработки запросов аналитической подсистемы к данным ЦХД;

- промежуточной программной компоненты, предназначенной для

реализации функциональности аналитической подсистемы.

5. Подсистема моделирования и прогнозирования, предназначенная для проведения многовариантных расчетов и поиск оптимальных мер по повышению уровня БДД. В ее состав входят:

- программная компонента информационного взаимодействия с

централизованным хранилищем данных, предназначенная для формирования и обработки запросов подсистемы моделирования и прогнозирования к данным ЦХД;

- промежуточная программная компонента, предназначенная для реализации функциональности подсистемы моделирования и прогнозирования.

6. Подсистема средств визуализации, предназначенная для отображения информации в различных аналитических представлениях. В ее состав входят:

- программная компонента информационного взаимодействия с

централизованным хранилищем данных, предназначенная для формирования и обработки запросов подсистемы средств визуализации к данным ЦХД;

- программная компонента «Регламентные отчеты», предназначенная для

формирования стандартизированных отчетов;

- программная компонента «Аналитические панели», предназначенная для

формирования и отображения информации в виде совокупности взаимосвязанных интерактивных графиков, таблиц, электронных карт.

7. Подсистема администрирования, предназначенная для разграничения прав доступа пользователей к функциям системы. В ее состав входят:

- программная компонента «Менеджер безопасности», предназначенная для

ведения списка пользователей, ролей, распределения прав доступа на объекты ПК;

- программная компонента «Журнал», предназначенная для протоколирования действий пользователя.

Выводы

Решение задачи по повышению безопасности дорожного движения связано с необходимостью сбора, накопления и хранения данных с целью их аналитической обработки, контроля, мониторинга, моделирования и последующего прогнозирования. Для такого комплексного анализа в области обеспечения безопасности дорожного движения предназначен разрабатываемый программный комплекс. Он позволяет формировать единый информационный ресурс, подготавливать, вести и предоставлять нормативно-справочную информацию по данной предметной области, обладает возможностью оперативного получения информации и формирования комплексной информации в сфере безопасности дорожного движения, оценки пороговых значений индикаторов дорожной ситуации, а также кластеризации и ранжирования административно-территориальных единиц государства по показателям безопасности дорожного

движения. При этом программный комплекс можно настраивать на различные источники информации.

Указанные задачи решаются в рамках различных подсистем, входящих в ПК, и компонент, входящих в подсистемы, при этом каждая подсистема и компонента выполняют определенные функции. Таким образом, архитектура ПК представлена подсистемой централизованного хранилища данных, подсистемой ведения НСИ, подсистемой мониторинга, аналитической подсистемой, подсистемой моделирования и прогнозирования, подсистемой средств визуализации и подсистемой администрирования.

Разрабатываемый программный комплекс призван восполнить существующий пробел в классе систем мониторинга, анализа, моделирования и прогнозирования дорожно-транспортных происшествий, анализа последствий и статистической оценки результатов ДТП. За счет интеграции в рамках одного программного продукта большого количества функциональных возможностей и инструментов будут достигаться лучшие потребительские показатели.

Литература

1. Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным

направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2013 годы» [Электронный ресурс]// [Сайт] [Дата публикации: 2007]. иЯЬ:

М1р:/Яори\т/са1а^^рх?Са1а^И=259 (Дата обращения: 01.07.2012).

2. Московская декларация. Принята по итогам Первой всемирной министерской

конференции по безопасности дорожного движения (Москва, 20 ноября 2009 года) [Электронный ресурс]// [Сайт] [Дата публикации: 2009]. иЯЬ:

http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/declarations/moscow_declaration.shtml (Дата обращения: 01.07.2012).