Интеллектуальная транспортная система

Интеллектуальная транспортная система – система управления, интегрирующая информационные и телематические технологии и предназначенная для принятия к реализации сценариев управления транспортно-дорожным комплексом муниципального района, муниципального, городского округа, конкретным транспортным средством или группой транспортных средств с целью обеспечения заданной мобильности населения, повышения безопасности и эффективности транспортного процесса, комфортности для водителей и пользователей транспорта, а также в случаях эвакуации населения либо проезда специального транспорта при возникновении кризисных ситуаций и/или происшествий.

Система предназначена для:

• Эффективного управления транспортными потоками, обеспечения оперативного реагирования и взаимодействия специальных и коммунальных городских служб при возникновении КСП на улично-дорожной сети;
• Оптимизации движения общественного транспорта и повышения качества пассажирских перевозок;
• Обеспечения информированности участников движения о складывающейся дорожно-транспортной ситуации и вариантах оптимального маршрута движения;
• Предоставления должностным лицам, органам государственной власти, местного самоуправления необходимой информации, касающейся транспортного обслуживания и дорожного движения.

Один из элементов интеллектуальной транспортной системы — умные светофоры, которые повышают информированность пешеходов за счет наличия дополнительного индикатора обратного отсчета, фиксируют события на улично- дорожной сети города за счет встроенной камеры, увеличивают среднюю скорость движения потока, сокращают время задержек в пути общественного транспорта, обеспечивают безопасность на дороге, т.к. могут управлять общественным транспортом и позволяют 

прогнозировать дорожную обстановку на 10-20 минут вперед, а ультразвуковые камеры фиксируют возможные инциденты. Но главное — создают цифровую модель улично-дорожной сети, которая может стать основой для использования беспилотного транспорта. 

Умные светофоры оснащены многими инновационными технологическими решениями:

• встроенная система видеофиксации транспортных потоков и ситуации на дорогах
• модуль освещения пешеходного перехода
• модуль звукового сопровождения пешеходов
• устройства сбора идентификаторов мобильных устройств
• микробазовая станция 4G (5G)
• датчики уровня загрязнения, шума, температуры.

Система управления парковками — это автоматизированный комплекс, направленный на повышение эффективности организации работы парковочных пространств.

В современных городах неуклонно растет количество индивидуальных транспортных средств, что влечет за собой и увеличение трафика, и проблемы с парковкой на городских улицах. Однако современные технологии позволяют снять остроту проблемы за счет привлечения автоматизированных комплексов управления парковками, которые одновременно помогают всем — городским властям, водителям и городским жителям.

Комплекс состоит из двух блоков: подсистемы мониторинга наличия свободных парковочных мест, которая обеспечивает точную оперативную информации о количестве свободных мест и их местоположении, и подсистемы контроля въезда-выезда, которая обеспечивает оплату стоянки и регулирует трафик. 

Преимущества системы управления парковками:

• Упрощает поиск свободных парковочных мест.
• Обеспечение достоверной информации о парковках для водителей при отсутствии возможности найти место самостоятельно.
• Предотвращение заторов на парковках за счет строго регламентированного движения транспортных средств.
• Снижение затрачиваемого на поиск парковочного места время.
• Обеспечение максимальной эффективности использования городских пространств. 
• Повышается эмоциональный комфорт участников дорожного движения. 

Система управления движением общественного транспорта — это автоматизированный комплекс, направленный на повышение эффективности организации движения городского общественного транспорта. 

Комплекс средств автоматизации включает два элемента: блок контроля транспортного средства в составе GPS-трекера и контроллера параметров транспортного средства, который обеспечивает руководство автотранспортного парка всей информацией о местоположении и состоянии транспорта, и блок диспетчеризации и управления, который позволяет в оперативном режиме управлять всей парком транспортных средств.

Система управления движением общественного транспорта осуществляет

• Автоматическое управление движением транспортных потоков на улично-дорожных сетях городов, муниципальных образований, транспортных магистралях
• Автоматическое управление движением транспорта на улично-дорожной сети города
• Оперативное диспетчерское управление движением транспорта при возникновении инцидентов
• Автоматическое определение нештатных ситуаций по заданным параметрам
• Построение алгоритмов движения транспорта
• Организация маршрутов движения транспортных средств и специализированных и специальных транспортных средств.

Преимущства системы управления движением общественного транспорта

• Повышение эффективности контроля скоростного режима и расписания движения общественного транспорта.
• Удаленный контроль технического состояния транспортных средств.
• Оперативный мониторинг инцидентов и дорожно-транспортных происшествий.
• Оптимизация маршрутов и сокращение количества внештатных ситуаций, связанных с поломкой транспортных средств. 
• Повышение общего комфорта городской среды.

Система мониторинга состояния дорог — это система сбора и анализа данных, которая определяет состояния дорог в режиме реального времени для получения информации об их состоянии и расположении проблемных участков.

Применение и назначение 

Состояние дорожного покрытия является одним из основных показателей качества дороги. Дорожные условия важны для пассажиров, водителей, технического обслуживания транспортных средств и самой дороги. От этого зависит комфортность использования дороги, а также вероятность аварий. Поэтому в системе управления состоянием автомобильных дорог ключевую роль играет диагностика. 

На состояние дорожного покрытия влияет несколько факторов: погодные условия, произошедшие аварии, регулярный износ. Это природное и человеческое влияние приводит к различным дефектам дорожного покрытия, таким как неровности, выбоины, трещины и мелкие повреждения на поверхности, которые характеризуют качество дороги. В зимнее время года необходимо контролировать такие факторы, влияющие на безопасность и комфортность передвижения, как снежные заносы, снег на проезжей части, обочинах, остановках маршрутного транспорта, наледь и гололед.

Соответственно, системы мониторинга состояния дорожного покрытия являются очень важным решением для повышения безопасности движения, снижения аварийности и защиты транспортных средств от повреждений из-за плохих дорог.

Функционирование

Система мониторинга состояния дорог функционирует за счет автоматизированных технологий, которые задействуют датчики для сбора данных. Автоматические дорожные метеостанции, мобильные дорожные комплексы, данные специализированного дорожного прогноза собирают данные в режиме реального времени и отправляют их в центр обработки данных,  где информация классифицируется и анализируется.  

Выгоды и эффекты

Результатах диагностики автомобильных дорог позволяют определить план ремонтных работ и распределения денежных средств, выделяемых на дорожные работы в рамках системы управления состоянием автомобильных дорог. В зимнее время система мониторинга состояния автомобильных дорог позволяет автоматизировать контроль за соблюдением нормативного состояния автомобильных дорог в зимний период.

Также анализ данных, поступающих с датчиков, служит для предсказания поведения дороги в дальнейшем с целью оценки эффективности и качества выполненных работ.

Основная функция системы весогабаритного контроля — фиксировать нарушения норм веса и массы грузового автомобиля. 

Производственная и торговая сфера экономики страны сильно зависит от автомобильных грузоперевозок. Но большое количество грузовых транспортных средств на дорогах вызывает ряд проблем, наиболее значимой из которых является превышение допустимых весовых и габаритных параметров ТС. 

Применение и назначение

Вес и габариты транспортных средств серьезно влияют на качество и безопасность дорожного движения. А пренебрежение требований по габаритам представляет опасность для других участников дорожного движения. 

Давление на дорогу перегруженного грузового автомобиля превосходит то, на которое рассчитана дорожное покрытие, что приводит к преждевременному ухудшению качества дорог и/или их разрушению. Это резко снижает уровень безопасности дорожного движения и его комфорта, а также требует внеплановых затрат на ремонт дорожного полотна. Исследование 2015 года показало, что превышение массы грузового автомобиля на 0-20% может привести к тому, что износ дорожного покрытия будет на 50%  больше.

Транспортное средство (ТС) превышающее максимально допустимые размеры затрудняет обзор другим участникам дорожного движения, усложняя обгон и уменьшая возможности для маневров. 

Именно по этим причинам важно, чтобы все участники дорожного движения соблюдали установленные правила и не превышали максимально допустимые габариты и массу транспортного средства.  Но Минтранс оценивает ежегодный ущерб от проезда тяжеловесных ТС в 2,56 трлн руб. Более 1 млн случаев перегруза было зафиксировано за 2019 год, и 893,5 тыс. случаев — за период с января по август 2020 года. 

Проблема превышения нормы массы грузовых автомобилей влияет на дорожное движение и городскую транспортную политику по целому ряду направлений. Она приводит к интенсивному износу дорожного полотна и подвергает риску других участников дорожного движения. Эта проблема также влияет на политику города по допуску большегрузных автомобилей в определенные районы города. Для того, чтобы уменьшить количество перегруженных автомобилей и контролировать доступ большегрузов на дороги, используется система автоматизированного весогабаритного контроля.

Функционирование

Существует несколько видов пунктов, на которых осуществляется весогабаритный контроль: стационарные пункты  — СПВГК, передвижные пункты — ППВГК, автоматические пункты — АПВГК.

Наиболее современным и технологичным способом проверки является автоматизированная система весогабаритного контроля. Ее преимущество перед статическим взвешиванием большегрузов (с инспектором) заключается в том, что АСВГК может производить измерения автоматически по ходу движения, что позволяет контролировать трафик в круглосуточном режиме и выявлять перегруз, превышение габаритов или другие нарушения. 

АВГК способна на ходу: 

• определять массу и осевые нагрузки ТС 
• определять размеры ТС
• распознавать отдельные ТС, определять их скорость и направление движения, межосевое расстояние
• делать снимки ТС
• распознавать государственный регистрационный номер
• собирать данные о дате, времени, географических координатах проезда

Для получения всей этой информации Системой используются:

• индуктивные сенсоры — фиксируют проезд транспортного средства через пункт контроля; 
• дорожные весы — они устанавливаются поперек дороги и используются для того, чтобы взвесить автомобиль, определить его общую массу, расстояние между осями и нагрузку на каждую ось. Они способны измерять вес автомобиля, движущегося со скорость 5–140 км/ч; 
• датчики — измеряют габариты ТС, 
• обзорные камеры и камеры фото- и видеофиксации — фиксируют скорость движения как грузовых, так и легковых автомобилей, выезд на встречную полосу движения;
• коммуникационное оборудование — передает собранные данные на серверы агрегации информации. 

Когда ТС приближается к АСВГК, его замечают индуктивные сенсоры, которые передают сигнал дорожным весам и датчикам габаритов. И пока автомобиль проезжает через пункт контроля, измерительные приборы получают всю необходимую информацию. В случае выявления нарушения, фотография и видеозапись ТС и его регистрационный номер передаются в ЦОД, после чего выписывается постановление об административном нарушении. 

Выгоды и эффекты 

Минтранс оценивает ежегодный ущерб от проезда тяжеловесных ТС в 2,56 трлн руб. Более 1 млн случаев перегруза было зафиксировано за 2019 год, и 893,5 тыс. случаев — за период с января по август 2020 года. С использованием СВГК можно добиться значительного сокращения этих издержек. 

АСВГК является эффективным инструментом выявления и наказания нарушителей, при этом система позволяет выявлять не только превышение массы и габаритов ТС, но и другие нарушения (скоростного режима, проезда по обочине, выезда на полосу встречного движения). Таким образом, система значительно снижает затраты на ремонт автодорог за счет уменьшения нарушителей и вреда автодорогам.

Снижение количества нарушений весогабаритных норм на дорогах за счет СВГК также значительно увеличит уровень безопасности всех участников дорожного движения. 

Как регламентируется эта сфера

Предельно допустимые весогабаритные параметры установлены на федеральном уровне: Постановление Правительства РФ от 21.12.2020 № 2200 «Об утверждении Правил перевозок грузов автомобильным транспортом и о внесении изменений в пункт 2.1.1 Правил дорожного движения Российской Федерации».

Тяжеловесные и крупногабаритные транспортные средства (ТКТС) для проезда по дорогам должны получить специальное разрешение, утвержденное Минтрансом России от 05.06.2019 № 167 (Порядок выдачи специального разрешения на движение по автомобильным дорогам тяжеловесного и (или) крупногабаритного транспортного средства). 

Органы, которые могут выдать это разрешение, — на федеральном уровне (федеральные органы исполнительной власти), на региональном уровне (органы исполнительной власти субъекта РФ) и на муниципальном уровне (органы местного самоуправления муниципального района/городского поселения/сельского поселения/городского округа), а также собственники автомобильных дорог. Их полномочия определены частью 10 статьи 31 Федерального закона от 08.11.2007 № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», а также п. 6 и 7 Порядка № 167. 

В случае нарушения правил проезда ТКТС ответственность предусмотрена статьей 12.21.1 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях от 30.12.2001 № 195-ФЗ.

«Цифровой двойник» дорожной инфраструктуры – это важный элемент активно развивающегося концепта построения комфортной и безопасной городской среды с применением новейших информационных технологий. Он призван выполнять две ключевые задачи: гарантировать устойчивое и эффективное функционирование городской экосистемы, а также обеспечить высокий уровень готовности к реагированию на чрезвычайные ситуации.

«Цифровой двойник» представляет собой трехмерное масштабированное визуальное изображение всех элементов транспортной инфраструктуры города от дорог и остановочных комплексов до канализационных люков и светофоров, который используется в качестве точной копии реальных объектов, в режиме реального времени отображая все происходящие на этих объектах процессы.

Несмотря на кажущуюся простоту, «цифровой двойник» дорожной инфраструктуры – это своего рода целый отдельный мир, формирующий сложную систему взаимосвязей между реальными городскими объектами и их виртуальными репликами.

Основа «цифрового двойника» – это 3D планы дорожной инфраструктуры с возможностью наложения слоев энергосети, системы водоснабжения и водоотведения, городские кабели и прочие элементы городского хозяйства.

С развитием цифровых технологий появилась возможность использовать «цифровые двойники» не только как точные и быстро обновляющиеся карты, но и как инструмент контроля состояния и управления. Такая трансформация стала возможной благодаря внедрению концепции «Интернета вещей» – теперь физические объекты при помощи датчиков и высокоскоростных каналов связи неразрывно связаны с изображением на экране в режиме реального времени.

«Цифровые двойники» уже становятся незаменимыми помощниками для самого широкого спектра потребителей информации – городских властей, экстренных служб, представителей бизнеса.

Во-первых, предоставление информации о состоянии объектов в режиме реального времени обеспечивает высокоточный контроль функционирования инфраструктуры, что позволяет своевременно устранять недостатки, не допуская возникновения угрозы чрезвычайной ситуации.

Во-вторых, создание единого агрегатора информации в виде «двойника» стимулирует унификацию данных, то есть все пользователи начинают «разговаривать на одном языке», используя в своей работе единые стандарты и протоколы обмена информацией, что обеспечивает их быстрое взаимодействие и ускоряет цифровую трансформацию в масштабах целых городов без внедрения административных стимулов.

В-третьих, потенциал «цифровых двойников» позволяет использовать их как основу для работы предиктивных моделей, которые могут использоваться для контроля эффективности работы действующей инфраструктуры, инструмента стратегического планирования, а также для скоординированного реагирования на чрезвычайные ситуации.

В-четвертых, подобные визуальные цифровые модели в процессе функционирования становятся настоящей энциклопедией развития городских пространств, записывая на серверах все вносимые в инфраструктуру изменения, фиксируя каждый шаг, что позволяет накапливать огромные массивы данных и использовать их для целей стратегического развития.

Наконец, «цифровой двойник» дорожной инфраструктуры не существует в вакууме, он является одним из слоев сложной городской экосистемы, где все элементы взаимосвязаны, поэтому подобные копии строятся по модульной схеме и могут быть в любой момент дополнены новыми блоками или соединены с другим подобным «двойником», за счет чего обеспечивается сложный контроль и управления городом – «системой систем».