Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Анализ транспортно-логистической инфраструктуры и операционной деятельности на агломерационном уровне. Учебное пособие.pdf
1. Дорожные камеры видеонаблюдения.
Камеры, установленные на автомагистралях, – это «глаза» современных ИТС. Для оборудования интеллектуальной транспортной системы и систем регистрации нарушений правил дорожного движения разработчики используют специальные видеокамеры промышленного назначения с высоким
разрешением.
Такие устройства обеспечивают эффективное наблюдение за транспортным потоком, могут выделять и трассировать объекты в движении с
распознаванием номерных знаков.
2. «Умные светофоры».
К «умным устройствам» регулировки дорожного движения с помощью цветосветовых сигналов относят оборудование с управляющим ПО,
которое позволяет принимать самостоятельные решения на основе полученных с других приборов данных о транспортном потоке. «Умные светофоры» работают в трех режимах (рис. 60).
Режимы работы "умных светофоров"
Локальный Координированный Адаптивный
Рис. 60. Режимы работы «умных светофоров»
Локальный. Оборудование работает по установленной программе,
которая учитывает изменение трафика в разное время суток (например,
пиковая загруженность дорог утром и вечером).
Координированный. Согласуется работа ряда световых устройств регулировки дорожного движения, расположенных на одном участке. Такой
режим, как правило, применяют на скоростных магистралях. В этом случае
происходит синхронизированный пропуск некоторого количества транспортных средств и обеспечивается поддержание определенной интенсивности движения в зоне действия светофоров.
Адаптивный. Световое устройство регулировки дорожного движения
работает самостоятельно, принимая решение автоматически, исходя из по-
131
ступающей информации о ситуации на дороге. Сведения об интенсивности
движения проходят через специальные датчики и индукционные петли.
В мегаполисах, где применяются интеллектуальные транспортные
системы, в обязательном порядке работает ситуационный центр, обеспечивающий беспрепятственный проезд автотранспорта экстренных служб.
3. Детекторы трафика.
В эту группу входит измерительное оборудование, оснащенное чувствительными микроэлементами, усилителем, преобразователем и выходным устройством. Детекторы трафика обеспечивают фиксацию проезда
или нахождения автомобиля в определенной зоне. Затем они формируют
специальный сигнал, усиливают его, обрабатывают и генерируют в том
виде, который необходим для регистрации.
Разные типы детекторов трафика отличаются принципом действия
чувствительных элементов (рис. 61).
Типы детекторов трафика
Контактные Электромагнитные Лучевые
Рис. 61. Типы детекторов трафика
4. Электронные устройства оплаты проезда.
Процедура оплаты проезда отдельных участков дороги может приводить к образованию пробок. Чтобы уменьшить заторы, используются
электронные средства оплаты проезда, или транспондеры. Такое оборудование дает возможность автовладельцам проезжать пункты пропуска без
остановки. Специальные приемно-передающие устройства с уникальным
лицевым счетом и идентификационным номером монтируются на лобовом
стекле машины. Для совершения транзакции автомобиль должен снизить
скорость движения до 30 км/ч, и оплата произойдет автоматически.
5. Информационные табло.
Мониторы являются основным оборудованием, предоставляющим
автомобилистам сведения о ситуации на автомагистралях. На информационное табло могут выводиться сведения по:
132
− загруженности участков автодороги;
− ДТП в определенном направлении;
− численности общественного транспорта;
− состоянии автомагистралей и др.
6. Паркоматы.
В вопросах организации безопасного дорожного движения в городе
важное место занимает обустройство парковок. Для этого устанавливают
паркоматы, обеспечивающие автоматизацию оплаты за стоянку автомобилей. Такое оборудование позволяет владельцам транспортных средств самостоятельно осуществлять оплату по установленным тарифам.
Паркоматы значительно упрощают процесс парковки для водителей
и снижают затраты на организацию парковочного процесса за счет сокращения расходов на оплату труда персонала.
7. Автоматизация освещения дорог.
Для автоматизации освещения городских улиц используются специальные системы интеллектуального управления, которые могут на основании
данных о погоде, дорожном трафике, времени суток и других факторов принимать решение о включении/выключении осветительных приборов.
Алгоритм работы таких систем предполагает сбор данных с разных
датчиков, которые фиксируют загруженность и освещенность автодорог в
каждой зоне.
8. Оборудование автоматической фиксации нарушений ПДД.
Это один из наиболее важных элементов интеллектуальной транспортной системы. Такое оборудование не только обеспечивает фиксацию,
но, что еще более важно, предотвращает нарушение ПДД.
Средства фиксации могут запечатлеть любое несоблюдение ПДД и
обеспечить неотвратимость наказания за создание аварийной ситуации, поэтому после их установки водители становятся аккуратнее и ответственнее.
5.4. Мониторинг транспортных потоков агломераций
По сравнению с действующими в мегаполисах, на федеральных
трассах ИТС устроены несколько иначе. Но, как и в городской среде, они
выполняют те же задачи:
133
− повысить безопасность движения;
− увеличить грузо- и пассажирооборот;
− сократить эксплуатационные затраты на содержание автодорог.
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 г. эксперты
изучили имеющиеся на тот момент сервисные точки, ведь их избыточность,
как и недостаток, недопустима. 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 многофункциональных зон и 800 различных объектов.
Важной частью ИТС федеральных трасс является Региональная навигационно-информационная система (РНИС) – это программное обеспечение
обязательных подсистем диспетчеризации, в ее состав входят: подсистема
мониторинга, управляющая пассажирскими перевозками на территории
субъекта РФ; подсистема навигационно-информационной автоматизированной системы обмена информацией; подсистема мониторинга перевозок специальных грузов: крупногабаритных, тяжеловесных или просто опасных;
подсистема мониторинга транспортных средств различных организаций
ЖКХ в границах субъектов РФ: мусоровозы, поливальные и снегоуборочные
машины; другие транспортные средства.
Мониторинг транспортных потоков позволяет вести автоматизированный учет параметров дорожного движения с целью получения объек-
134
тивных данных об интенсивности и составе движения транспортных потоков, проходящих по автомобильным дорогам.
Основные цели мониторинга транспортных потоков:
− формирование стратегии управления транспортными потоками;
− предоставление данных для динамической транспортной модели
автомобильной дороги.
Автоматизированный учет параметров дорожного движения обеспечивается сетью пунктов учета интенсивности движения, оборудованных
регистрирующей аппаратурой и средствами хранения и передачи данных и
предоставляющих измерения параметров дорожного движения. Полученные данные передаются в центр сбора, обработки и хранения информации.
Данные об интенсивности и составе дорожного движения являются
важной информацией в процессе принятия решений по управлению дорожным хозяйством, включая решение следующих задач:
− обеспечение функционирования транспортной модели автомо-
бильной дороги;
− формирование стратегии управления дорожным хозяйством;
− оценка эксплуатационных показателей автомобильной дороги и
дорожных сооружений;
− оценка уровня загрузки дорог;
− разработка мероприятий по повышению безопасности и оптимиза-
ции дорожного движения;
− проектирование и оценка прочности дорожной одежды;
− формирование плана работ по содержанию и ремонту автомобиль-
ной дороги;
− проектирование реконструкции и капитального ремонта автомо-
бильной дороги;
− планирование инвестиций в развитие автомобильной дороги.
Функции мониторинга транспортных потоков:
− сбор, обработка и хранение данных о параметрах транспортного
потока в режиме реального времени, используя технические средства мониторинга, установленные на автомобильной дороге;
− сбор, обработка и хранение данных от смежных и внешних систем;
135
− получение и обработка данных о текущих изменениях в организа-
ции дорожного движения (дорожные работы, происшествия и другие события);
− использование массива полученной информации для формирова-
ния данных о средней скорости движения транспорта, плотности транспортного потока, интенсивности дорожного движения, загруженности
участков автомобильной дороги, скорости движения и габаритов отдельных транспортных средств, дистанции между транспортными средствами;
− классификация типов транспортных средств;
− передача данных во внешние системы;
− формирование и ведение базы данных.
Распознавание государственных номерных знаков с целью фиксации времени проезда обеспечивается автоматизированным считыванием
государственных номерных знаков движущихся транспортных средств,
автоматической проверкой по базе данных и созданием базы данных номерных знаков. Таким образом, осуществляется контроль транспортных
средств, въезжающих и выезжающих за пределы определенной территории (платные участки автомобильной дороги, парковки, участки контроля скоростного режима автомобильной дороги).
Современные системы видеонаблюдения предоставляют видеоинформацию в реальном времени, анализируют события, передают уведомления в автоматическом режиме.
Основные функции системы видеонаблюдения:
Выявление происшествий:
− заторы и пробки;
− аварийный транспорт;
− объекты и люди на дороге;
− выезд на встречную полосу;
− движение по полосе для спецтранспорта.
Предоставление данных мониторинга:
− подсчет проезжающих транспортных средств;
− распознавание государственных регистрационных знаков;
− классификация транспортных средств.
На автомобильных дорогах используются следующие видеосистемы:
136
− высокоскоростные видеокамеры кругового обзора (PTZ);
− фиксированные видеокамеры;
− тепловизионные видеокамеры и оборудование инфракрасной
подсветки (видеонаблюдение в полной темноте).
Аппаратно-программный комплекс определения GPS/ГЛОНАСС
треков от бортовых устройств, установленных на транспорте, предоставляет автоматизированный сбор и анализ навигационных данных и передачу
данных внешним системам.
Анализ получаемых треков позволяет оценивать качество транспортного обслуживания путем определения разницы между максимальными и
минимальными затратами времени на передвижение, выявление проблемных участков дороги при сравнении скоростных режимов в пиковые и межпиковые периоды.
Трекинг навигационных данных предоставляет информацию:
− данные об объекте контроля с его местонахождения – дата, время,
географические координаты, состояние, скорость и направление движения;
− навигационно-временная информация;
− сообщения о наступлении события.
Эффективность работы системы мониторинга транспортных потоков
определяется следующими факторами:
− повышение уровня безопасности дорожного движения, сокраще-
ние числа дорожно-транспортных происшествий и уменьшение тяжести их
последствий;
− уменьшение времени проезда по автомобильной дороге;
− сокращение числа вынужденных остановок, снижение расхода
топлива, замедление износа дорожных покрытий;
− увеличение эффективности систем взимания платы;
− централизованный контроль функционирования и исправности си-
стемы и отдельных компонентов.
Программное обеспечение сбора и обработки информации проводит
расчет и визуальное отображение показателей загруженности автомобильной дороги и средней скорости движения транспортных средств на ее
участках, используя данные системы мониторинга транспортных потоков
и других подсистем интеллектуальной транспортной системы.
137
Поставляемая данным программным обеспечением информация используется для информирования участников дорожного движения и управления дорожным движением, что обеспечивает перераспределение транспортных потоков в зависимости от загруженности сети. Также эти данные
являются исходными для системы транспортного моделирования.
Транспортная модель позволяет выстроить оптимальную топологию
транспортной сети, определить наиболее подходящие места расположения
технических средств организации дорожного движения и перспективы
развития.
С помощью имитационного моделирования можно спрогнозировать
влияние изменения интенсивности движения, перекрытия полос и возникновения происшествий на общую ситуацию в транспортной системе.
Источниками данных транспортной модели являются:
− данные датчиков транспорта;
− данные событий;
− данные трекинга GPS/ГЛОНАСС.
Основные программно-аппаратные комплексы мониторинга транспортных потоков:
− система мониторинга параметров транспортных потоков на основе
показаний датчиков параметров дорожного движения;
− система мониторинга транспортных потоков на основе данных ви-
деокамер и распознавания государственных номерных знаков;
− система мониторинга параметров транспортных потоков на основе
определения GPS/ГЛОНАСС треков от бортовых устройств, установленных на транспорте.
На пунктах учета интенсивности дорожного движения, стационарных и мобильных, устанавливаются датчики параметров дорожного движения, регистрирующая и измерительная аппаратура, устройства сбора,
хранения и передачи информации.
Данные от датчиков подкрепляются наблюдениями видеокамер, позволяющих зафиксировать транспортные средства и дорожные события.
При возникновении экстренных дорожных ситуаций, таких как заторы, аварии, нарушение правил дорожного движения, на основании данных
мониторинга ведется управление транспортными потоками.
138
Мониторинг транспортных потоков на основе показаний датчиков
параметров дорожного движения.
Сбор данных о трафике:
− определение класса транспортного средства, классификация
транспортного средства по длине, высоте и ширине;
− измерение скорости транспортного средства;
− определение средней скорости потока;
− определение занятости полосы;
− определение временного разрыва между транспортными сред-
ствами (интервалов движения);
− определение движения в обратном направлении;
− определение движения между полос;
− определение затора;
− информация о загруженности автомобильной дороги;
− подсчет количества транспортных средств;
− определение занятости полосы;
− определение наличия транспортного средства.
Также определенные датчики могут инициировать включение других
систем, например, радар измерения скорости активирует систему видеофиксации системы распознавания номерных знаков.
Контроль перекрестков, управление светофорным регулированием:
− определение приближающихся к перекрестку транспортных
средств;
− определение присутствия транспортных средств перед стоп-
линией;
− обнаружение пешеходов и велосипедистов, определение загру-
женности пешеходного перехода;
− управление длительностью включения сигналов светофора;
− обнаружение затора;
− подсчет количества транспортных средств.
В настоящее время на автомобильных дорогах используются датчики
двойной и тройной технологии – в одном устройстве используется два или
три датчика:
139
− датчики пассивной инфракрасной технологии (PIR), обнаружива-
ющие транспортное средство или объект и определяющие направление
движения транспортного средства;
− датчики ультразвуковой технологии (US), обеспечивающие опре-
деление расстояния, времени пробега и габаритов транспортного средства;
− датчики радарной технологии (Radar MW), измеряющие скорость
транспортного средства с использованием эффекта Доплера, обнаруживающие транспортные средства и объекты.
Технологии интеллектуальных транспортных систем позволяют:
− отслеживать стиль вождения и фиксировать опасные тенденции;
− выявлять неисправности автомобиля;
− предупреждать об опасных участках дороги;
− фиксировать и оперативно реагировать на факты нарушения ПДД;
− снижать опасность дорожного движения, уменьшать число ДТП и
смертности на дорогах;
− обеспечивать беспрепятственное передвижение спецслужб и
спецтранспорта на вызовы;
− оперативно и точно доводить информацию до спецслужб о ситуа-
ции на дорогах;
− информировать водителей о нарушении ПДД;
− повышать внимание водителя во время движения и не допускать
засыпание за рулем;
− создавать необходимые условия для сокращения времени, которое
приходится тратить пассажирам, чтобы добраться на работу или в любое
другое место в городе;
− обеспечивать возможность выбора оптимального по удобству и
скорости маршрута;
− оптимизировать движение с учетом ситуации на дорогах и т.д.
Таким образом, процесс администрирования транспортных потоков
агломераций является сложным по причине учета множества факторов и
параметров, связанных с организацией движения различных транспортных
средств и соблюдением нормативных требований.
140