CC BY
0
Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2014. №1(190). С. 137-142.
15. Белкин А.Е., Хоминич Д.С. Расчет больших деформаций арочного амортизатора с учетом объемной сжимаемости резины // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2012. № 2(87). С. 311.
16. Алашеев В.И., Белкин А.Е., Бобров А.В., Яроше-вич Н.В. Анализ работы полиуретанового амортизатора тоннельного типа в условиях ударного нагруже-ния // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 5(686). С. 4-13. doi: 10.18698/05361044-2017-5-4-13.
17. Мазурин В.Л., Приемышев А.В., Яковлев С.Н. Выбор критерия работоспособности полиуретанового амортизатора, работающего при динамическом нагру-жении // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2015. № 3(109). С. 61-67.
18. Белкин А.Е., Нарская Н.Л. Расчет эластомерного цилиндрического амортизатора с учетом вязких свойств материала // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. № 8(665). С. 12-18.
19. Morin B., Legay A., Deu J.-F. Reduced order models for dynamic behavior of elastomer damping devices // Finite Elements in Analysis and Design. 2018. V. 143. P. 66-75. https://doi.org/10.1016/j.finel.2018.02.001.
20. Gonca V., Polukoshko S., Boyko A. Analytical and experimental research of compressive stiffness for laminated elastomeric structures // Procedia Engineering. 2014. V. 69. P. 1388-1396. https://doi.org/10.1016/j.pro-eng.2014.03.133.
21. Xu Z. Structure design, mathematical modeling and dynamical performance tests of a new viscoelastic elastomer damper // Measurement. 2021. V. 174. 108820. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108820.
22. Vuyk P., Harne R.L. Collapse characterization and shock mitigation by elastomeric metastructures // Extreme Mechanics Letters. 2020. V. 37. 100682. https://doi.org/10.1016/j.eml.2020.100682.
23. Черныш А.А., Яковлев С.Н. Экспериментальное исследование деформативности полиуретановых эластомеров, применяемых в судовых амортизаторах // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2019. Т. 11. № 3. С. 534-542.
УДК 656.051
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В ОРГАНИЗАЦИИ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
А.С. Афанасьев1, А.В. Хохлов2, А.Р. Набиев3
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д. 2, Россия.
Данная статья посвящена анализу методов обеспечения безопасности дорожного движения (БДД). Сравнение положительных и отрицательных сторон существующих методов показало, что на данный момент не существуют аналогичных методов для обеспечения БДД с учётом беспилотных транспортных средств (БТС). В этой связи, были предложены методы по обеспечению БДД с учётом БТС, а также технические решения.
Ключевые слова: интеллектуальные транспортные системы, информационные технологии, беспилотные транспортные средства, обеспечение безопасности дорожного движения, высокоавтоматизированные транспортные средства.
A SYSTEMATIC APPROACH TO THE ORGANIZATION OF ROAD SAFETY OF
UNMANNED VEHICLES
A.S. Afanasyev, A.V. Khokhlov, A.R. Nabiev
St. Petersburg Mining University of Empress Catherine II, 199106, St. Petersburg, Vasilievsky Island, 21 line 2, Russia.
This article is devoted to the analysis of methods of ensuring road safety. A comparison of the positive and negative sides of existing methods has shown that at the moment there are no similar methods for ensuring road safety, taking into account unmanned vehicles. In this regard, a method has been developed to ensure road safety, taking into account unmanned vehicles.
Keywords: intelligent transport systems, information technologies, unmanned vehicles, road safety, highly au
Введение
В настоящее время ежегодно происходит большое количество дорожно-транспортных
происшествий (ДТП) во всём мире, что представляет серьёзную угрозу как для жизни и здоровья людей, так и для экономического и социального развития общества в целом.
1Афанасьев Александр Сергеевич - кандидат военных наук, профессор, заведующий кафедрой транспортно-технологических процессов и машин, +7(812)328-80-46, e-mail: A.S.Afanasev@mail.ru;
2Хохлов Алексей Владимирович - аспирант +7(953)230-39-79, e-mail: s235073@stud.spmi.ru;
В.Г. Мосур, О.В. Шарков
3Набиев Айдар Ревенерович - студент, +7(987)491-98-44, в-шаП: aydar.nabiev2004@mail.ru.
Несмотря на непрерывные усилия в области обеспеченияБДД, существующие методы и стратегии не всегда способны эффективно справляться с растущими вызовами и требованиями современного транспортного сектора. Одним из ключевых факторов, значительно усложняющих ситуацию, является появление и активное внедрение БТС. В отличие от традиционных транспортных средств, БТС представляют собой уникальную категорию, где главным элементом становится искусственный интеллект, а не водитель. В то же время, существующие методы и подходы в области обеспечения БДД оказываются недостаточно адаптированными и не учитывают особенности функционирования и взаимодействия БТС с дорожной средой и другими участниками дорожного движения.
В этой связи, становится очевидной необходимость в разработке и применении новых, инновационных подходов к обеспечению БДД, которые бы учитывали специфику функционирования БТС и обеспечивали эффективное взаимодействие с другими участниками дорожного движения.
Основная часть
В России каждый год фиксируется не менее 120 тыс. ДТП (рис. 1), в результате которых травмируются и погибают свыше 150 тыс. человек (рис. 2) [1].
На основе представленных данных становится очевидным, что проблема обеспечения БДД остаётся крайне актуальной. Несмотря на некоторое снижение количества ДТП и числа раненых и погибших за последние годы, количество происшествий всё ещё остается высоким. Фактически, более 120 тысяч ДТП ежегодно в России сопровождаются серьёзными последствиями для здоровья и жизни людей.
Для смягчения этой проблемы крайне важно продолжать разработку и внедрение новых методов обеспечения БДД [2, 3, 4]. В этой связи, интеллектуальные транспортные системы (ИТС), включая БТС, представляют собой перспективное решение [5, 6, 7]. БТС могут значительно снизить количество ДТП, поскольку они обладают рядом преимуществ перед традиционными автомобилями [8, 9, 10]. Их возможности по восприятию окружающей среды и принятию обоснованных решений на основе алгоритмов и искусственного интеллекта позволяют избежать многих ситуаций, приводящих к авариям [11, 12, 13]. Более того, интеграция БТС в общую систему управления дорожным движением может привести к оптимизации транспортных потоков и снижению вероятности столкновений, а также
улучшению общей безопасности на дорогах [14, 15, 16].
170000 160000 150000 140000 130000 120000 110000 100000
164358
*^133331 126705
121112
2019
2020
2021
2022
2023
Рисунок 1 - Количество ДТП в РФ за 2019-2023 год
250000
200000
150000
100000
50000
210877 183040
167856 159635 151632
16981 16152 14874 14172 13146
2019
2020 2021 2022 ■^Погибло • Ранено
2023
Рисунок 2 - Количество раненых и погибших в ДТП за 2019-2023 год
На данный момент существует несколько теоретических методов по обеспечению БДД (рис. 3).
Появление БТС значительно влияет на концепцию обеспечения БДД и подчёркивает необходимость пересмотра традиционных методов, в связи с потерей ими актуальности [17]. Так, с появлением БТС традиционные методы обеспечения безопасности становятся неактуальными в свете возможности более эффективного предотвращения ДТП и минимизации рисков благодаря автономным технологиям. Для определения дальнейшего направления совершенствования методов обеспечения БДД с учётом БТС, необходимо рассмотреть их преимущества и недостатки (табл. 1).
Таким образом, сравнительная оценка существующих теоретических методов обеспечения БДД показала, что несмотря на имеющиеся преимущества, данные методы теряют свою актуальность в связи с активным внедрением и распространением ИТС, а также БТС. В этой связи, предложены методы с учётом ИТС, а также технические решения по повышению БДД с учётом БТС (рис. 4).
Системный подход в организации безопасности дорожного движения
Рисунок 3 - Теоретические методы обеспечения БДД Таблица 1 - Преимущества и недостатки существующих
теоретических методов обеспечения БДД, а аналоги
Существующий метод Преимущества Недостатки Предлагаемый метод
Метод коэффициентов аварийности 1. Объективность, т.к. основан на статистических данных о фактических случаях аварий; 2. Простота и понятный подход. 1. Неактуальность, ввиду появления ИТС. Метод коэффициентов аварийности с учётом ИТС
Метод коэффициентов безопасности 1. Учёт множества факторов; 2. Может использоваться для прогнозирования вероятности возникновения аварий на определенных участках дорог или в конкретных условиях, что позволяет принимать меры по их предотвращению. 1. Неактуальность, ввиду появления ИТС. Метод коэффициентов безопасности с учётом ИТС
Метод шума ускорений 1. Учёт всех видов транспорта; 2. Объективность и точность. 1. Неактуальность, ввиду появления ИТС. Метод шума ускорений с учётом ИТС
Метод конфликтных ситуаций 1. Учёт множества факторов; 2. Адаптивность. 1. Неактуальность, ввиду появления ИТС. Метод конфликтных ситуаций с учётом ИТС
Метод коэффициентов относительной безопасности 1. Универсальность 2. Объективность и точность 1. Неактуальность, ввиду появления ИТС. Метод коэффициентов относительной безопасности с учётом ИТС
Рисунок 4 - Технические решения по повышению БДД с учётом БТС
А.С. Афанасьев, А.В. Хохлов, А.Р. Набиев
Заключение
В связи с быстрым темпом развития БТС и их потенциального влияния на БДД, становится очевидным, что существующие подходы к организации БДД устарели. Нормативная база, регулирующая дорожное движение, не предусматривает специфические положения для функционирования БТС, что создаёт проблемы в обеспечении безопасности как для самих транспортных средств, так и для других участников дорожного движения.
Кроме того, существующие зависимости также устарели, в то время как технические решения, разрабатываемые без учёта системного подхода, могут не только оказаться неэффективными, но и привести к новым видам угроз и рисков на дорогах.
В этой связи, необходимо проведение дальнейших исследований и разработки организационных и технических решений в области обеспечения БДД БТС. Новый подход должен основываться на системном подходе, учитывающем множество взаимосвязанных аспектов, включая нормативные акты, технические решения, обучение и осведомлённость участников дорожного движения, а также взаимодействие с окружающей инфраструктурой и другими участниками дорожного пространства. Только такой комплексный подход позволит эффективно решить вызовы, стоящие перед обеспечением БДД в эпоху развития БТС и ИТС.
Литература
1. Статистика ДТП [Электронный ресурс]: Показатели состояния безопасности дорожного движения. - Режим доступа: http://www.gibdd.ru/stat/ (дата обращения: 07.02.2024).
2. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. / Б.Банди. - М.: Радио и связь, 1988. - 128 с.
3. Гэри М. Вычислительные машины и труднорешае-мые задачи. Монография / М.Гэри, Д.Джонсон - М.: Мир, 1982. - 420 с.
4. Джофрион А. Решение задач оптимизации при многих критериях на основе человеко-машинных процедур / В кн. Вопросы анализа и процедуры принятия решений / А. Джофрион, Дж. Дайер, А. Файнберг. - М.: Мир, 1976.
5. Safiullin, R.N., Safiullin, R.R., Efremova, V.A.Method of complex assessment of on- board information and control systems on mining machines // Mining Informational and Analytical Bulletin. - 2023. - No 9-1. - С. 49-63. DOI: 10. 25018/0236/1493/2023/91049.
6. Николаев, В. И. Системотехника: методы и прило-
жения / В.И. Николаев, В.М. Брук. - Л.: Машиностроение, 1985. - 199 с.
7. Подиновский В. В. Оптимизация по последовательно применяемым критериям / В.В. Подиновский, В.М. Гаврилов. - М.: Советское радио, 1975. - 192 с.
8. Борисов C. В., Колтунова Е. А., Кладиев С. Н. Совершенствование структуры имитационной модели тягового асинхронного электропривода рудничного электровоза / Записки Горного института. — 2021. — Т. 247. - C. 1-8. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.12.
9. Бузмаков С. А., Санников П. Ю., Кучин Л. С., Иго-шева Е. А., Абдулманова И. Ф. Применение беспилотной аэрофотосъемки для диагностики техногенной трансформации природной среды при эксплуатации нефтяного месторождения // Записки Горного института. - 2023. - Т. 260. - С. 180-193. DOI: 10.31897/PMI.2023.22.
10. Назарычев А.Н., Дяченок Г.В., Сычев Ю.А. Исследование надежности тягового электропривода карьерных самосвалов на основе анализа отказов его функциональных узлов // Записки Горного института. - 2023. - Т. 261. - C. 363-373.
11. Курганов В.М., Грязнов М.В., Колобанов С.В. Оценка надежности функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов в карьере // Записки Горного института. - 2020. - Т. 241. - C. 10. DOI: 10.31897/pmi.2020.1.10
12. Козярук А.Е., Камышьян А.М. Повышение энергетической эффективности электромеханической трансмиссии карьерного автосамосвала // Записки Горного института. - 2019. - Т. 239. - C. 576. DOI: 10.31897/pmi.2019.5.576.
13. Integrated assessment of methods for calculating harm caused by vehicles in transport of heavy cargoes. Afanasyev, A.S. IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciencethis, 2018, 194(7), 072011.
14. Method of forming an integrated automated control system for intelligent objects Haotian, Epishkin, A., Safiullin, R. CEUR Workshop Proceedings, 2021, 2922, стр. 17-26.
15. Афанасьев, А. С. Системный подход к формированию автоматизированной интеграционной платформы управления наземным городским пассажирским транспортом / А. С. Афанасьев, Е. А. Кузнецова, М. В. Богданов // Известия Международной академии аграрного образования. - 2023. - № 67. - С. 25-30.
16. Афанасьев, А. С. Методика формирования интеграционной платформы функционирования транспортной системы наземного городского пассажирского транспорта / А. С. Афанасьев, И. А. Шаммазов, Е. А. Кузнецова // Мир транспорта и технологических машин. -2023. - № 4-2(83). - С. 61-69. - DOI 10.33979/2073-7432-2023-4-2(83)-61-69.
17. A. Afanasyev, R. Safiullin, E. Kuznetsova, N. Podoprigora and V. Vaga, "Conceptual Approaches to Traffic Monitoring Design Under Varying Conditions of Vehicle Traffic," 2022 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology (EMCTECH), Vienna, Austria, 2022, pp. 1-5, doi: 10.1109/EMCTECH55220.2022.9934067.
