Е.А. АНДРЕЕВ, генеральный директор ОАО "Гипросвязь СПб", В.Е. ВИНОГРАДСКИЙ, инженер, В.Ю. ОМЕЛЬЧЕНКО, инженер, А.А. РУИН, ведущий инженер
В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед дорожной отраслью России, является обеспечение эффективной работы системы управления дорожным хозяйством страны. Наиболее острыми проблемами в этой сфере являются повышение уровня безопасности дорожного движения и обеспечение его участников современными услугами связи. В статье приведен зарубежный опыт строительства дорожных интегрированных систем связи (ДИСС), отражены основные требования, предъявляемые к подобным системам. Основное внимание уделено рассмотрению технологических решений, которые могут быть положены в основу ДИСС.
Общее состояние вопроса
Опыт эксплуатации автодорог России показывает, что многие из актуальных транспортных проблем обусловлены низкой эффективностью управления дорожным движением, а также отсутствием соответствующего информационного и телекоммуникационного обеспечения.
Повышение эффективности управления дорожным движением связано с созданием автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУ ДД), которые являются неотъемлемыми компонентами интеллектуальных транспортных систем (ИТС). ИТС — это комплексная система информационного обеспечения и управления на наземном автомобильном транспорте, основанная на применении современных информационных и телекоммуникационных технологий и методов управления.
В состав конкретных (городских, региональных) ИТС может входить ряд локальных подсистем, реализующих специальные функции, например, системы диспетчерского управления на городском пассажирском транспорте и контроля его движения, системы управления дорожным движением на улично-дорожной сети городов и скоростных магистралях, системы управления движением автомобилей спецслужб (скорая помощь, милиция, МЧС, аварийные службы и др.), системы информирования и планирования поездок для реальных и потенциальных участников движения: водителей, пассажиров общественного транспорта. В зависимости от особенностей транспортных систем и приоритетности проблем, стоящих перед субъектами управления, состав подсистем, их функциональные характеристики, особенности реализации могут меняться, что находит отражение в архитектуре каждой конкретной ИТС.
АСУ ДД, как часть ИТС, выполняет управляющие и информационные функции, основными из которых являются:
управление транспортными потоками;
обеспечение транспортной информацией;
организация электронных платежей;
управление безопасностью и управление в особых ситуациях.
В общем виде подсистемы АСУ ДД могут быть представлены как совокупность устройств дорожной телематики, контроллеров и автоматизированных рабочих мест (АРМ), включенных в сеть обмена данными, с организацией центрального и местных центров управления — в зависимости от плотности и интенсивности дорожного движения.
В качестве устройств дорожной телематики применяются знаки переменной информации (ЗПИ), многопозиционные дорожные указатели, табло переменной информации (ТПИ), детекторы транспорта, автоматические дорожные метеостанции (АДМС), видеокамеры и т. д.
Телекоммуникационную часть АСУ ДД составляет дорожная интегрированная система связи. Устойчивое функционирование систем связи на автомобильных дорогах позволяет повысить уровень безопасности дорожного движения и обеспечить эффективную работу служб содержания дороги, а также оперативных и спасательных служб при возникновении чрезвычайных ситуаций.
В составе ДИСС могут быть организованы следующие функциональные подсистемы:
информационного обмена АСУ ДД;
связи с подвижными объектами (включает подсистемы оперативно-технологической радиосвязи и радиодоступа);
управления и технической эксплуатации;
обеспечения информационной безопасности ДИСС;
предоставления инфокоммуникационных услуг на возмездной основе.
Анализ информации об уровне развития ИТС в развитых (страны Западной Европы, США, Япония, Австралия) и развивающихся (Бразилия, Мексика, Китай, Чехия, Корея, Сингапур) странах вынуждает отметить, что Россия значительно отстает от них в сфере создания и эксплуатации отдельных подсистем ИТС. Это не позволяет провести соответствующего анализа данного направления развития дорожной отрасли в России. Что касается интеграции подсистем ИТС, то такая задача на национальном уровне в России пока не ставится.
Автоматизированные системы управления дорожным движением (АСУ ДД) различной степени сложности в настоящее время установлены практически во всех крупных городах развитых и развивающихся стран. Набор подсистем, реализуемых конкретными АСУ ДД, зависит от ряда факторов: климатических условий страны или города, плотности населения, насыщенности транспортом и его назначения, необходимостью предоставления коммерческих услуг и др.
Например, в странах северной Европы (в том числе, в Финляндии) особое внимание уделяется автоматическому мониторингу погодных условий на автодорогах, что обусловлено проблемами их зимнего содержания. Помимо детекторов транспорта, на дорогах Финляндии установлено 130 объединенных в систему погодного мониторинга видеокамер и 280 дорожных метеостанций, в оперативном режиме (каждые 5 — 60 минут) передающих информацию в девять дорожных центров. Эта информация используется для прогноза дорожных условий, выполняемого каждые несколько часов.
В северной Франции с 2000 г. действует комплексная система автоматического мониторинга движения автотранспорта на дорогах (в том числе платных), связывающих города Париж, Лилль, Руан и Ренн. Система основана на использовании индуктивных (петлевых) детекторов транспорта, расстояния между которыми варьируются от 1 км на подходах к крупным городам (Париж, Лилль) до 10 км. Кроме того, сбор данных осуществляется дорожными метеостанциями и системой видеонаблюдения, 230 камер которой установлены в наиболее опасных и загруженных транспортом местах. Передача данных осуществляется в центры системы, расположенные в Лилле и Ренне.
Системы автоматизированного управления городским пассажирским транспортом (АСУ ГПТ) хорошо развиты в Японии, Германии, Великобритании. В последнее десятилетие все шире применяется контроль движения транспорта, основанный на спутниковой навигации, однако наиболее обширная зарубежная система — Eurobus, управляющая движением автобусов, основана на использовании маяков. Есть сведения о применении для определения местоположения транспортных единиц системы пеленгации, однако этот метод не нашел широкого распространения.
Системы оплаты проезда на общественном транспорте с использованием электронных носителей информации начали внедряться с начала 90-х годов в США и Западной Европе. Такие системы базировались на применении карт с магнитной полосой.
В течение последнего десятилетия системы электронной оплаты развивались в двух основных направлениях: переход от контактных систем к бесконтактным и от открытых систем к закрытым, позволяющим использовать сложные тарифные схемы, связанные с зонными системами оплаты, а также отслеживать объемы корреспонденции пассажиров или автомобилей.
Таким образом, общее состояние информационной и телекоммуникационной обеспеченности дорожной отрасли России существенно отстает от современных требований и не позволяет эффективно решать вопросы управления дорожным движением на всех уровнях. Разработка технических решений по построению ДИСС является на сегодняшний день весьма актуальной задачей.
Основные требования к ДИСС
Автоматизированные системы управления дорожным движением и интеллектуальные транспортные системы создаются для решения двух наиболее остро стоящих проблем в сфере обеспечения эффективной работы системы управления дорожным хозяйством страны:
повышение уровня безопасности дорожного движения и эффективности функционирования транспортной системы;
обеспечение участников дорожного движения и служб содержания дорожной инфраструктуры современными услугами связи на автомобильных дорогах общего пользования Российской Федерации.
Для обеспечения функционирования АСУ ДД и предоставления инфокоммуникационных услуг участникам дорожного движения создаются ДИСС, к которым в настоящее время предъявляются следующие обобщенные требования:
многофункциональность;
устойчивость;
экономичность.
Под многофункциональностью ДИСС понимается ее свойство, характеризующее способность обеспечения одновременной и совместной работы большого числа разнообразных функциональных подсистем. Состав таких подсистем приведен выше.
Прежде всего, для обеспечения функционирования различных подсистем требуется передача средствами ДИСС различных видов и объемов трафика (голос, данные, видео) между определенным составом пользователей. Это определяет, в свою очередь, основные структурные и технологические требования к ДИСС, а также требования по пропускной способности каналов и трактов, параметрам качества обслуживания различных видов трафика, а также информационной безопасности.
Под устойчивостью ДИСС понимается свойство, характеризующее способность данной системы выполнять требуемые функции по телекоммуникационному обеспечению как в нормальных условиях функционирования, так и в условиях воздействия различных дестабилизирующих факторов. Устойчивость является комплексным свойством, объединяющим надежность, живучесть и помехоустойчивость сети.
Устойчивость ДИСС должна обеспечиваться обоснованным выбором решений по структуре и топологии системы, применением соответствующих технологических и технических решений, выбором оборудования, рациональной организацией систем управления, технической эксплуатации и информационной безопасности.