Переход дорожно-транспортной отрасли России на более высокий технологический уровень подразумевает глубокую цифровизацию всех составляющих ее структур.
Цифровизация автодорожной сети страны, включая интеллектуальные транспортные системы (ИТС), представляет собой сложный программно-аппаратный комплекс, который способен обеспечить реализацию функций автоматизированного управления дорожным движением на автомагистралях в масштабах отдельных городов или группы, а также в границах обширной региональной дорожной сети.
КЛЮЧЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
Цифровизация дорожной и транспортной систем позволяет оптимизировать грузовые и пассажирские перевозки, повысить безопасность дорожного движения, развить технологии, которые должны лечь в основу транспортных систем прогнозируемого будущего, связанного с автономным движением.
Использование информационных и автоматизированных систем для мониторинга и управления дорожным движением является одним из основных направлений для решения проблем безопасности, экономических и экологических проблем, существующих в транспортной отрасли.
Минтранс, ГК «Автодор», Росавтодор, целый ряд других государственных и частных структур активно внедряют передовые информационные, телематические и транспортные технологии как на всех видах автотранспорта, так и в дорожной отрасли. С их помощью можно проводить дистанционный мониторинг транспортных потоков, создавать центры организации дорожного движения и многофункциональных ситуационных центров. Новые технологии позволили развернуть инфраструктуру по взиманию платы с грузовиков массой свыше 12 тонн, внедрить системы фото- и видеофиксации правонарушений.
Для эффективного мониторинга состояния транспортного комплекса страны и уровня его технологической безопасности активно создается автоматизированная информационно-аналитическая система управления транспортным комплексом (АСУ ТК), которая будет интегрирована со всеми важнейшими информационными ресурсами как транспортной отрасли, так и других сфер экономики. Такой уровень взаимодействия органов управления дорожным движением, общественным транспортом, служб экстренного вызова и дорожных служб позволяет значительно повысить эффективность управления всеми субъектами транспортного комплекса в городских условиях, быстрее реагировать на чрезвычайные ситуации, отслеживать текущие показатели работы.
Это уже не только формирование и развитие отдельных сервисов, но и технологии, которые интегрируют их в единое информационное пространство. Важнейшей функцией является информирование о дорожной ситуации, метеоданных и прочих показателях, необходимых для пассажиров и водителей. Например, актуальная информация о дорожных работах и объектах придорожного сервиса позволит более эффективно планировать маршрут поездки, рассчитать логистику грузовых перевозок, сэкономить как финансовые ресурсы, так и время.
Как правило, все компоненты умной дороги объединяются на базе единой платформы. Однако даже поодиночке они позволяют решить значительное количество локальных задач. Например, сигналы светофоров на перекрестках меняются, исходя из текущей дорожно-транспортной обстановки, что повышает пропускную способность дорог и сокращает вероятность возникновения пробок. Автоматическая фиксация нарушений правил дорожного движения заставляет водителей быть более ответственными, что в свою очередь понижает вероятность возникновения аварийных ситуаций.
Цифровые системы лежат в основе Государственной информационной системы навигации на автомобильных дорогах (ГИС НАД), которая станет ключевой практически для всех навигационно-информационных сервисов на дорогах страны. Автоматизированные системы успешно формируются на федеральных трассах, в целом ряде городов и регионов страны.
Свою роль играют ситуационные центры на федеральных трассах, которые анализируют информацию от различных датчиков и камер, постоянно отслеживают количество автомобилей, погодные условия и т. д. На некоторых трассах установлены информационные табло, которые предупреждают водителей о различных неблагоприятных дорожных условиях.
Немаловажной составляющей цифровой сферы являются системы мониторинга дорожной обстановки, которые позволяют в дальнейшем готовить и передавать информацию водителям, а также управлять транспортными потоками. Мониторинг, информирование и управление стоит рассматривать в комплексе, поскольку три процесса взаимосвязаны между собой.
Мониторинг может выполняться с помощью метеорологических станций, камер фото- и видеофиксации, датчиков фиксации скорости движущегося транспорта, спутникового наблюдения и других цифровых инструментов. В этой отрасли представители отечественных компаний также предлагают новейшие разработки, способные «лучше и четче наблюдать».
Фото- и видеомониторинг водителей дает возможность управлять транспортными потоками. На основании полученных данных происходит информирование водителей о погоде, пробках, ДТП, дорожных работах, объектах дорожной инфраструктуры, дорожной обстановке, оптимальных вариантах объезда — обо всем, что водителя ждет на пути.
Наиболее известным вариантом управления обстановкой является АСУДД (автоматическая система управления дорожным движением), в состав которой входит и система мониторинга, и умные светофоры, и каналы передачи данных и прочее. АСУДД применима не только для междугородных трасс, но и для городской среды.
В РАБОТЕ ЦИФРОВЫЕ СЕРВИСЫ
Необходимость эффективного обслуживания технологических инфраструктур — задача, неизменно сопровождающая цифровизацию страны.
Цифровое развитие транспортных инфраструктур приводит к усложнению технологической оснащенности объектов. Цифровизация процессов неизменно приводит к ужесточению требований по обеспечению работоспособности оборудования. Существующая практика показывает, что до 60% инцидентов при эксплуатации транспортной технологической инфраструктуры приходится на оконечное оборудование, подверженное влиянию окружающей среды. Этому способствуют условия эксплуатации технологических транспортных инфраструктур, в частности широкая география, воздействие окружающей среды и труднодоступность мест установки.
Федеральной технологической компанией (ФТК), которая является интегратором инфраструктурных проектов, за последние годы удалось реализовать десятки проектов в различных областях, в том числе в сфере транспортной безопасности.
Основным приоритетом эксплуатации цифровой инфраструктуры является бесперебойное функционирование каждого элемента системы наряду с ростом сложности и численного количества оборудования. К главным реализуемым задачам можно отнести обеспечение максимально длительной и непрерывной эксплуатации технологической инфраструктуры, быстроту реагирования и устранения инцидентов.
Для повышения качества оказываемых услуг на базе компании ФТК создан «Исследовательский центр ФТК» цифровой платформы управления техническим обслуживанием. В задачи сервиса включена максимальная поддержка всех участников процесса обслуживания с учетом специфики эксплуатации объектов.
Главная цель проекта — создать простую платформу на базе WEB-приложения и мобильных приложений для повышения эффективности технического обслуживания транспортных инфраструктур.
Дальнейшее развитие сервиса исследовательским центром ФТК происходит в направлении внедрения инновационных технологий и последующего применения сервиса в коммерческом использовании. В данном случае движение идет от пилота к инновационному облачному сервису MAORI. Причем актуальность темы признана на рынках России и в других странах.
В основе цифровой платформы сервиса находятся: искусственный интеллект, базирующийся на автоматическом управлении всей технологической цепочкой; Интернет вещей с автоматическим формированием заявок на ремонт и обслуживание; дополненная реальность, обеспечивающая возможность быстро идентифицировать оборудование, сформировать заявку и оценить состояние; распределенный реестр, позволяющий провести взаиморасчеты между владельцем инфраструктуры и исполнителем работ.
Следует подчеркнуть, что технология Интернета вещей становится источником достоверных данных о состоянии инфраструктуры для MAORI, она обеспечивает возможность автоматического мониторинга параметров оборудования и формирования заявок на ремонт и обслуживание. Одновременно благодаря применению технологии IOT снижается степень влияния человеческого фактора на процесс формирования заявок.
Другое актуальное направление — машинное обучение и искусственный интеллект в сервисе MAORI, повышающие эффективность планирования и распределения задач и ресурсов. С их помощью обеспечивается прогнозирование заявок на обслуживание и ремонт, автоматическая маршрутизация мобильных бригад и распределение заявок между выездными специалистами. Благодаря применению механизмов AI и ML снижается степень влияния человеческого фактора на процесс планирования и распределения работ.
Дополненная реальность в MAORI для быстрого поиска, идентификации оборудования и визуализации его состояния уменьшает время на поиск оборудования транспортной инфраструктуры, требующего ремонта, и визуальный мониторинг данных о состоянии технических устройств. Вместе с тем технология AR позволяет снизить время поиска и идентификации оборудования в пространстве и, как следствие, ускорить выполнение работ.
По мнению экспертов, распределенный реестр в MAORI для организации взаиморасчетов между клиентами и исполнителями обеспечивает возможность вести учет работ и взаиморасчетов между клиентами и исполнителями работ с помощью «умных контрактов», а технология Blockchain позволяет снизить влияние человеческого фактора на процесс взаиморасчетов между пользователями сервиса.
В настоящее время многие ведущие специалисты рассматривают Автоматизированную систему управления дорожным движением (АСУДД) как реальную платформу внедрения интеллектуальных сервисов на сети автомобильных дорог общего пользования.
Инфраструктура современной автомагистрали включает дорожное полотно, полевое оборудование и различные сервисы. В этой связи логичным решением является интеграция интеллектуальных сервисов и АСУДД.
При этом основная задача для оптимизации работы современной автомагистрали состоит в организации взаимодействия между сервисами, обслуживающими дорогу, и самой АСУДД.
Сервисы по обслуживанию современной автомагистрали должны включать местную инфраструктуру, навигационные системы и систему беспроводной связи (Vehicle-toinfrasructure, V2I), которая позволяет автомобилям обмениваться информацией с объектами инфраструктуры, например со светофорами, дорожными знаками и другими объектами, а также получать необходимые данные от них.
Важно отметить, что взаимодействие с органами государственной власти может стать локомотивом для продвижения идеи интеграции на платформе АСУДД околодорожных сервисов и демонстрации преимуществ АСУДД для государственных служб. Например, организовать канал информирования отделений ГИБДД, отвечающих за рассматриваемый участок дороги, о текущей дорожной обстановке, помочь предотвратить или уменьшить образование заторов, повысить скорость реакции на дорожно-транспортные происшествия и пр.
Критериями для эффективного межсервисного взаимодействия при внедрении АСУДД могут стать открытые программные интерфейсы, межсервисное взаимодействие, устойчивость к некорректным сигналам, поддержка полевого технологического оборудования различных производителей и резервные каналы связи.
Так, открытые программные интерфейсы и общепринятые стандарты обмена данными являются едва ли не ключевыми техническими условиями для обеспечения возможности интеграции разнородных информационных сервисов.
Устойчивость и надежность работы АСУДД должны распространяться не только на ключевую функциональность по управлению дорожным движением, но и на функции обеспечения межсервисного взаимодействия. Поэтому система должна быть устойчива к неадекватному поведению систем-контрагентов (попытки неавторизованного доступа, перегрузка системы внешними запросами, отправка некорректных данных и т. д.).
Система изначально должна быть лояльна к наличию технологического оборудования различных производителей, работающего по любым протоколам, от распространенных типа TLS 2002 или Modbus до проприетарных, поддерживаемых только тем или иным производителем. Подобная гибкость оказывается очень полезна, ведь парк оборудования часто формируется при участии различных фирм-производителей. К тому же готовность АСУДД, как в случае с системой «Атлас», поддерживать оборудование разных марок существенно упрощает подключение новых единиц.
Правило обеспечения резервных каналов связи должно соблюдаться при проектировании архитектуры системы. Например, даже проложенная с соблюдением всех норм и правил волоконно-оптическая линия обычно подвержена физическому повреждению, в том числе и от человеческого фактора. В этом случае резервный канал связи, например GSM, станет настоящим спасением, позволяющим системе сохранить свою связность и работоспособность.
Учитывая все вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что АСУДД может стать надежной и эффективной основой создания сервисной информационно-телематической платформы.
Валерий Васильев.