Подсистемы ИТС: обзор российского и западного подхода к структуре

Подсистемы ИТС (ИТС – интеллектуальная транспортная система) отвечают за эффективную работу всей этой структуры на территории (города, региона, страны). От составляющего их набора зависит достижение конечной цели установки такого оборудования и работы данного комплекса. Подходы к формированию подсистем отличаются по месту, где необходим контроль: в населенном пункте, в городе, на федеральной трассе.

В статье мы расскажем, из чего состоит интеллектуальная транспортная система России, какие варианты используются в США, а также поговорим о наиболее значимых подсистемах.

Отечественный подход к формированию подсистем ИТС

Размещение элементной базы ИТС, её функционирование и взаимодействие определяются физической архитектурой. Именно с ней связаны основные требования.

Верхним уровнем ИТС является интегрирующая платформа. Здесь накапливаются и обрабатываются входящие данные, собирается статистика и проводится аналитика. На данном уровне осуществляется эффективное управление элементной базой, оперативно поддерживается взаимодействие с внешними системами.

Интегрирующая платформа ИТС является базой для построения единой интеграционной программы государственной компании «Центральный уровень», объединяющей комплексные и инструментальные подсистемы.

Уровень представляет собой совокупность комплексных и инструментальных подсистем ИТС, собранных в единую интеграционную платформу государственной компании.

В состав физической архитектуры ИТС входят шесть комплексных подсистем:

• Управление транспортными потоками (директивное и косвенное).
• Система взимания платы.
• Системы контроля соблюдения ПДД и установленных норм.
• Пользовательские услуги и сервисы.
• Управление состоянием дорог.
• Контрольно-диагностическая система.

Комплексные подсистемы ИТС состоят из ряда инструментальных подсистем:

• АСУДД (автоматизированной системы управления дорожным движением).
• Мониторинга параметров транспортных потоков.
• Навигационно-информационного обеспечения участников дорожного движения.
• Мониторинга и управления парковочным пространством.
• Фото-, видеофиксации нарушений ПДД.
• Видеонаблюдения.
• Весогабаритного контроля.
• Выявления инцидентов.
• Мониторинга метеорологической обстановки.
• Мониторинга работы дорожной техники на основе ГЛОНАСС.
• Идентификации ТС и электронного сбора платы.

Телекоммуникационная система – составная часть ИТС – обеспечивает информационное взаимодействие всех уровней.

Западный стандарт для подсистем ИТС

Транспортный департамент США разработал стандарт, в который входят 22 подсистемы ИТС, разделяемые на центральные и мобильные.

Далее приводятся адаптированные для русского читателя названия с комментариями о функциях каждой, для общего представления об их разнообразии:

• Централизованная система управления архивной информацией. Накапливает и распространяет информацию в рамках ИТС.
• Система контроля коммерческого транспорта. Сопровождает транспортные средства по маршруту, при пересечении границ, а также оценивает вес груза, отслеживает экологические параметры перевозки опасных грузов и т. п.
• Система, администрирующая коммерческий транспорт. Записывает события на маршруте, занимается налогами и лицензиями. С её помощью организуется обмен данными между экипажами.
• Система управления коммерческим транспортом, обеспечивающая безопасность грузов. Отвечает за аутентификацию водителей, объединение бортовых систем коммерческих ТС. Регистрирует ДТП и т. п.
• Система, управляющая специальным транспортом. Её основная часть обеспечивает средствами связи, информационными системами экипажи в опасной зоне, что позволяет эффективно реагировать на чрезвычайные ситуации.
• Мобильная часть системы управления специальным транспортом объединяет бортовые системы, контролирует принятие решений, обеспечивает быстрое информирование и маршрутизацию.
• Логистическая система управления грузовыми перевозками.
• Система экологического контроля выбросов. Управляет собранными данными о выбросах.
• Система, обеспечивающая интеграцию транспорта и СМИ. С помощью необходимых интерфейсов маршрутная и любая другая информация попадает к участникам дорожного движения. Эта система обеспечивает взаимодействие с устройствами GPS, трекинга и т. п.
• Система, отвечающая за мониторинг инфраструктуры, планирование работ, ремонт или строительство дорог. Своевременно реагирует на природные катаклизмы и ЧС.
• Система передачи управляющих команд парку специализированной дорожной и строительной техники.
• Управление парковками всех типов, рассылка информации о свободных местах и распределение ТС по паркингам, работа с тарифами.
• Уникальная система обслуживания путешественников, которые получают доступ к необходимой информации. Работает, учитывая предпочтения и вырабатывая индивидуальные рекомендации.
• Персональные сервисы управления бортовым оборудованием для участников дорожного движения, работающие не только онлайн, но и, при необходимости, автономно. Это система предупреждения об инцидентах на трассе, контроль безопасности внутри салона и скорости ТС. Сюда же относятся персональная картография, информация о времени в пути и т. п.
• Обеспечение маршрутизации ТС в масштабах макрорегиона. Действует с учётом прогнозов и актуальных данных, полученных в процессе наблюдения за ситуацией.
• Система передачи участникам дорожного движения необходимой информации по их запросу или в случае различных катаклизмов.
• Отдельно действующая система безопасности имеющейся инфраструктуры. В неё включены таможенные склады, оборудование АСУДД, мосты, эстакады, тоннели и т. п.
• Управление сборами оплаты. Процессинговый центр для развитой сети платных дорог со всей инфраструктурой.
• СВП – система сбора денежных средств с водителей. В неё входит физическое оборудование и программное обеспечение самих пунктов оплаты.
• АСУДД – это автоматическое управление дорожным движением в границах региона.

Движение транзитного транспорта контролируется и управляется отдельно:

• Центральная часть системы занимается его маршрутизацией, планирует движение, обеспечивая оговоренный уровень сервиса (например, время в пути, количество мест отдыха и др.).
• Мобильная часть системы управления этой группой транспорта отвечает за состояние его бортового оборудования и необходимые коммуникации.

Роль подсистемы АСУДД в функционировании ИТС

АСУДД – давно не новинка, накоплен немалый мировой опыт её удачного применения. Рассматривая мировой опыт, можно остановиться на реализованных примерах становления и развития региональных ИТС и эффективности их внедрения:

• Система SCOOT в канадском Торонто управляет семьюдесятью пятью светофорами. Результативность:

— на 8 % снизилось время поездки;

— транспортные средства незапланированно останавливаются меньше на 22 %;

— в целом их задержки уменьшились на 17 %.

Читайте также

Чем отличаются системы информирования на городских дорогах и загородных трассах: интеллектуальный контроль

Подробнее

• В Калифорнии, США, конкретно – в Лос-Анджелесе, 1170 светофоров и 4590 разнообразных детекторов объединены в LADOT – управляющую систему оптимизации.

Подсчитано:

— потери времени стали ниже на 16 %;

— на 13 % снизилось потребление горючего;

— на 41 % меньше останавливаются ТС.

• В Чикаго, Иллинойс, США преимущество решено было отдать общественным автобусам. Проект был пилотным; оптимизировали движение на основе АСУДД ОРАС. Результаты впечатляют, так как скорость движения автобусов выросла от 25 до 50 %.

Специалисты-практики делят современные АСУДД на четыре поколения. Первые два доказали свою эффективность (например, в Нью-Йорке – городе в США с достаточно густой сетью дорог), однако не позволяют оперативно реагировать на случайные изменения в потоках транспорта. Третье и четвёртое поколения более интересны с точки зрения системы информирования участников движения и экономической выгоды, так как лучше перераспределяют потоки. Такие АСУДД используются в Гонконге, Токио, Мадриде, Торонто, Бордо, в десятках городов Великобритании.

Еще несколько слов об особенностях систем управления дорожным движением разных лет:

• В АСУДД первого поколения вручную рассчитываются и вводятся управляющие параметры.
• Во втором поколении АСУДД расчёты автоматизированы, а ввод остался ручным.
• Третье поколение – расчёт и ввод производятся без непосредственного человеческого участия. Задачи управления решаются с учётом динамики потоков транспорта, поэтому реагирование на изменения происходит оперативно. Это TR-метод – используется смена заранее рассчитанных временны́х таблиц.
• В АСУДД четвёртого поколения, кроме полной автоматизации, управление осуществляется в реальном времени. Задержка реагирования есть, но она действительно минимальна. Плюс применяется прогнозирование и учитываются локальные изменения транспортных потоков.

В названных классах АСУДД никак не обойтись без связи и иного периферийного оборудования. Конечно, для каждого из поколений автоматизации этой системы существуют предпочтительные типы и виды аппаратных средств. Но для конкретной АСУДД выбираются из всего многообразия конструкций наиболее подходящие. Уместно говорить об общем банке ИТС-оборудования, из которого делается выбор элементов по принципу специализации.

Архитектура ИТС для работы на загородных магистралях

По сравнению с действующими в мегаполисах, на федеральных трассах ИТС устроены несколько иначе. Но, как и в городской среде, они выполняют те же задачи:

• повысить безопасность движения;
• увеличить грузо- и пассажирооборот;
• сократить эксплуатационные затраты на содержание автодорог; и другое.

Датчики и камеры передают в ситуационный центр федеральной трассы информацию для анализа погоды, количества автомобилей и т. д. Увеличивается число трасс с информационными табло для участников движения, предупреждающими о неблагоприятных условиях.

Показателен опыт внедрения подсистем ИТС на платных участках российских федеральных трасс. Почти на четырех сотнях километров трассы М-4 «Дон» интеллектуальные транспортные системы действуют в таком режиме. На участке с 21 по 93 километр – это магистраль категории 1А – отсутствуют светофоры, разделены встречные потоки. ИТС данного участка позволяет информировать водителей об обстановке на трассе и погоде, отслеживать трафик, управлять движением.

При строительстве платных участков автодороги в 2016 году эксперты изучили имеющиеся на тот момент сервисные точки, ведь их избыточность, как и недостаток, недопустима. По словам главы «РосАвтодора» Романа Старовойта, размещение всей инфраструктуры было оптимизировано по современным стандартам. Чтобы избежать скопления транспорта и аварийности, создана генеральная схема зон отдыха и сервиса. В помощь участникам дорожного движения действуют АЗС, автокемпинги и гостиницы, кафе и туалеты, автомастерские и многофункциональные зоны. Планируется создание 250 новых МФЗ и 800 различных объектов.

Важной частью ИТС федеральных трасс является Региональная Навигационно-Информационная Система (РНИС) – это программное обеспечение обязательных подсистем диспетчеризации.

Читайте также

Автоматические дорожные метеостанции для безопасного вождения круглый год

Подробнее

• Подсистема мониторинга, управляющая пассажирскими перевозками на территории субъекта РФ. В данном качестве предложено использовать СПО «Сирена – Пассажирские перевозки».
• Для транспортировки школьников в субъекте РФ разработана подсистема, отвечающая за мониторинг движения автобусов и управление им. Планируется использование СПО «Сирена – Школьный автобус».
• Сложные ситуации на трассах решает подсистема навигационно-информационной автоматизированной системы обмена информацией, которая способна обрабатывать поступающие вызовы территориального центра медицины катастроф, скорой и неотложной медицинской помощи. Управление на территории субъекта РФ ведётся с использованием аппаратуры спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС / GPS. Для этой цели возможно применение СПО «Сирена – 03».
• Следующая – подсистема мониторинга перевозок специальных грузов: крупногабаритных, тяжеловесных или просто опасных. Речь идёт об их перемещении автомобильным транспортом на территории субъекта РФ. Для решения этих задач целесообразно применение СПО «Сирена – Опасные грузы».
• Последняя – подсистема мониторинга транспортных средств различных организаций ЖКХ в границах субъектов РФ: мусоровозы, поливальные и снегоуборочные машины, другие ТС. В качестве этой подсистемы предлагается использовать СПО «Сирена – ЖКХ».

Таким образом, прогрессивные подходы к формированию подсистем ИТС на Западе и в России в целом преследуют общие цели: безопасность движения, экономическая выгода и оперативная помощь в трудных ситуациях.

Редакция сайта:
Трасском