XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире автоматизированные системы управления городским транспортом играют важную роль в обеспечении эффективной работы транспортной инфраструктуры. Они позволяют оптимизировать движение транспортных средств, снизить загруженность дорог и повысить безопасность на дорогах.

Одним из главных преимуществ автоматизированных систем является возможность контролировать движение транспорта в режиме реального времени. Это позволяет оптимизировать маршруты, регулировать работу светофоров и информировать пассажиров о времени прибытия транспортных средств. Кроме того, автоматизированные системы могут собирать данные о качестве обслуживания пассажиров, что позволяет улучшить работу транспорта в целом.

Однако, несмотря на все преимущества, внедрение автоматизированных систем управления городским транспортом сталкивается с рядом проблем. Во-первых, это технические сложности, связанные с интеграцией различных систем и обеспечением их стабильной работы. Во-вторых, сопротивление со стороны участников транспортного рынка, которые могут опасаться потери контроля над ситуацией. В-третьих, необходимость обучения персонала работе с новыми системами, что может потребовать дополнительных затрат.

Тем не менее, автоматизированные системы управления городским транспортом уже успешно внедрены во многих городах мира и приносят ощутимые результаты.

В данной работе мы рассмотрим основные принципы работы автоматизированных систем управления городским транспортом, их функции и преимущества для городской среды.

Целью работы является изучение принципов работы, функций, преимуществ и недостатков автоматизированных систем управления городским транспортом, а также анализ проблем и вызовов, связанных с их внедрением.

1. РАЗВИТИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

1.1 История развития автоматизированных систем управления движением

Электрический светофор с ручным управлением, впервые установленный в США, был установлен в Кливленде в 1914 году. Уже через три года, в 1917 году, в Солт Лейк Сити была создана система, которая могла управлять светофорами на шести перекрестках. Исполнителем функции дорожного контролера был регулировщик. В 1922 году в Хьюстоне сделали то же самое, но уже на двенадцати перекрестках. Управление осуществлялось из специальной башни в ручном режиме [3, 5].

Идея автоматического светофора была предложена в 1928 году. Его мог установить и настроить любой электрик, а покупать и устанавливать такие светофоры стали все. Но сразу же появились трудности в больших городах, где были утренние и вечерние часы пик, когда следовало бы скорректировать планы по организации работы светофоров, чтобы избежать возникновения пробок. В настоящее время остро стоит проблема нехватки квалифицированного персонала для выполнения данной работы [3].

С 1928 по 1930 годы изобретатели предлагали различные варианты датчиков давления, которые могли бы обнаружить автомобиль на перекрестке. Благодаря этому появилась возможность создать первые модели светофоров, которые реагируют на движение транспорта (traffic-actuated). Эти светофоры были установлены на автострадах, где красный свет для автомобилей включался только в том случае, если автомобиль двигался с бокового шоссе. Данная система до сих пор применяется в США и имеет хорошие результаты на изолированных перекрестках. Кнопки вызова для пешеходов работают аналогичным образом, при нажатии на которую пешеходная фаза интегрируется в следующий цикл управления [5].

С 1952 года в Денвере начали использовать контролеры, которые имеют аналоговый вход, что позволило объединить несколько разных перекрестков в единую управляемую сеть и изменять заранее спланированные планы координации, зависящие от времени суток и дня недели. Через десятилетие по всему миру будет установлено несколько сотен подобных систем.

Эти системы, используя параметр сдвига, включали зеленый свет на перекрестках, но не все сразу, а по мере увеличения расстояния между ними и параметров транспорта (зеленая волна). Схемы координации, которые были рассчитаны инженерами, впоследствии вошли в состав контроллеров. Система оказалась настолько проста и надежна, что в настоящее время широко применяется в городах, которые не имеют большого количества автомобилей.

В 1960 году в Торонто был установлен первый «настоящий» компьютер управления светофором — IBM 650 с барабанной памятью в 2000 машинных слов. Внедрение систем управления дорожным движением стало настоящим прорывом в области технологий [4].

Увидев такой явный успех, IBM продолжила работу над использованием своих компьютеров для управления светофорами. В 1964 году в центре Сан-Хосе был начат проект по созданию компьютера IBM 1710, а в 1965 году в городе был установлен IBM 1800 (усовершенствованная версия модели ISO с увеличенными портами ввода-вывода). Уичито-Фолс (Техас), который успешно контролировал 85 перекрестков. Компьютер в Сан-Хосе позже был также заменен IBM 1800. Система оказалась настолько успешной, что эта конфигурация использовалась во многих американских городах от Остина и Портленда до Нью-Йорка [4].

В 70-х британское исследовательское бюро TRRL (The Transport and Road Research Laboratory) разработало и внедрило на улицах Глазго систему SCOOT (Split, Cycle and Offset Optimization Technique), которая позволяла управлять параметрами цикла светофорного регулирования в определенных границах в зависимости от информации транспортных детекторов, измеряющих наличие и длину очередей на светофорах. SCOOT совмещала преимущества фиксированных планов координации для сети и адаптивного управления, когда «умный» светофор сам управляет циклом и длительностями зеленых сигналов. Одновременно со SCOOT в 70-е и 80-е годы стали появляться аналогичные системы управления.

В России производители светофорных контроллеров также предлагают светофорные контроллеры с функциями АСУДД. Наиболее современной считается АСУДД «Спектр», установленная во многих городах России. Контроллер «Спектр» совмещает в себе функции централизованного управления из единого центра управления дорожным движением с адаптивным управлением движением [4, 6].

Создание и внедрение АСУД осуществляется в соответствии с государственными программами по науке и технике. За 30 лет объём выпуска данных средств возрос более чем в 30 раз. В настоящее время в большинстве средних и крупных городов функционируют АСУД. Большое внимание уделяется унификации технических и программных средств [6].

Внедрение АСУД, как правило, обеспечивает быструю экономическую отдачу и положительно влияет на безопасность движения. Эффект от внедрения этих средств за счёт сокращения задержек транспорта и уменьшения количества расходуемого на передвижение бензина составляет в среднем 30 %.

Количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на перекрёстках, оснащённых современными средствами управления, на 10-15 % ниже, чем на нерегулируемых.

Постоянное усложнение дорожно-транспортных условий требует непрерывного совершенствования методов и средств управления движением. Если проанализировать динамику развития АСУД, то можно выделить четыре основных этапа.

На первом этапе были разработаны устройства местного регулирования дорожного движения, которые заменят полицию на изолированных перекрестках. Для обеспечения безопасного прохода пешеходов, переходящих дорогу, построена система строгого регулирования дорожного движения и гибкого управления по параметрам транспортного потока и звонкам. Все эти устройства существенно повысили надежность регулирования дорожного движения и позволили сократить количество инспекторов ГИБДД и регулировщиков. В некоторой степени также улучшилась эффективность транспортных потоков [6].

На втором этапе были созданы методы и средства жесткой координации и контроля транспортных потоков на отдельных магистралях или более мелких участках дорожной сети. Разработана система дистанционного механического регулирования. Эти системы позволяли светофорам работать в режиме «зеленой волны», что позволяло большинству транспортных средств проезжать через несколько перекрестков подряд без остановки. Внедрение такой системы позволит существенно увеличить среднюю скорость движения и уменьшить заторы на перекрестках. Движение станет более упорядоченным, скорость транспортных средств будет более или менее постоянной, а безопасность дорожного движения повысится.

Третий этап характеризуется созданием масштабных систем автоматизированной системы управления, осуществляющих адаптивное управление транспортными потоками в мегаполисах. Эти системы оснащены развитыми информационно-измерительными и управляющими компьютерными комплексами, осуществляющими непрерывный мониторинг параметров дорожного движения и автоматическую оптимизацию управления транспортными потоками по всему региону. Важным преимуществом АСУД является ее высокая адаптивность к условиям дорожного движения, основанная на сборе и автоматической обработке данных о транспортных потоках. Важна также возможность беспрепятственного проезда специальных транспортных средств по дорожной сети. Вышеупомянутые преимущества и автоматическое управление работой светофоров сделали эти системы широко используемыми в крупных городах [6].

На четвёртом этапе создана система автоматического управления на базе персональных электронных вычислительных машин (ПК) и микропроцессорной техники. Эти системы значительно расширили перечень решаемых ими функций и задач, а также позволили снизить затраты на обслуживание за счет усиления интеграции. В настоящее время системы автоматического управления на базе ПК используются в 30 городах нашей страны.

Широкое внедрение средств и систем автоматизированного управления дорожным движением осуществляется и в зарубежных странах. Ведущие фирмы по этому направлению - «Мацусита» (Япония), «Сименс» (ФРГ), «Плесси» (Англия), «ТРТ» (Франция), «ПИК ТРЭФФИК» (США) – обеспечивают разработку и внедрение АСУД. Следует подчеркнуть, что при общности основных концепций построения и развития данных средств и систем отечественные разработки различаются тактико-техническими данными, конструктивным исполнением и схемной реализацией.

Постоянное совершенствование методов и средств автоматизации управления дорожным движением требует развития служб эксплуатации. В состав службы АСУД с применением ПЭВМ должны входить специалисты со средним техническим и высшим образованием. Их подготовка должна иметь многосторонний комплексный характер [6].

1.2 Применение автоматизированных систем управления дорожным движением для оптимизации функционирования транспортной инфраструктуры

Автоматизированная система управления дорожным движением (АСУДД) – это комплекс программно-технических средств, систем и мероприятий, направленных на обеспечение безопасности дорожного движения, снижение транспортных задержек, улучшение параметров улично-дорожной сети и улучшение экологической обстановки.

Программно-системный комплекс системы обеспечивает управление движением ТС и пешеходных потоков на улично-дорожной сети (УДС) городов или магистрали путём реализации следующих основных технологических алгоритмов [1]:

• ручное управление светофором через пульт дистанционного управления при необходимости немедленного вмешательства в транспортный поток – режим вызова фазы, «мигающий желтый», отключение светофора;

• ручное управление светофорной сигнализацией через выносной пульт управления при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения – режим «зеленая волна» для предоставления приоритета при пересечении перекрёстков специальному транспорту по произвольному или заданному маршруту;

• диспетчерское управление светофорной сигнализацией из центрального управляющего пункта (ЦУП) при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения – режимы вызова фазы, «желтого мигания», отключения светофоров;

• диспетчерское управление светофорной сигнализацией из ЦУП при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения – режим «зеленая волна»;

• автоматическое включение режима «зеленая волна»;

• резервное жёсткое координированное управление по командам ЦУП по заранее заданным программам координации, выбор ПК по запросу оператора, по времени суток;

• гибкое координированное управление по параметрам транспортных потоков, получаемых с помощью детекторов транспорта с учётом реальной транспортной обстановки;

• местное гибкое управление по параметрам транспортных потоков, получаемых от детекторов транспорта;

• местное жёсткое управление по резервной программе.

Основным режимом работы автоматизированной системы управления дорожным движением, который позволяет уменьшать время нахождения пассажиров и грузов в пути, снижать отрицательное влияние транспортных средств на экологическую обстановку, повышать общий уровень безопасности дорожного движения, является режим координированного управления дорожным движением.

Принцип координации заключается в координации работы автомобильных светофоров для обеспечения проезда транспортных средств с минимальными задержками. При реализации этого принципа транспортное средство следует по согласованному маршруту по заранее заданному расписанию, а при включении разрешающего сигнала светофора на перекрестке в заданном направлении движения оно приближается к следующему перекрестку в определенное время.

Анализ функционирования транспортной системы при внедрении АСУДД показывает следующую эффективность организации дорожного движения [1]:

• сокращение на 30–50% транспортных задержек у перекрестков за счёт оптимизации режимов работы светофорной сигнализации;

• за счёт уменьшения длины очередей, ожидающих разрешающего сигнала светофора на перегонах между перекрёстками, повышение средней скорости движения ТС на 10–15%;

• cокращение на 10–20% времени проезда по УДС;

• увеличение на 15–25% транспортной работы;

• улучшение на 20–25% санитарного состояния воздушного бассейна города вследствие уменьшения его загрязнения отработавшими газами двигателей (за счёт сокращения остановок ТС, повышения средней скорости движения).

Средства создаваемой системы АСУДД обеспечивают [1]:

• поэтапное наращивание технологических функций системы управления и количества регулируемых перекрестков, охватываемых системой;

• автоматический контроль за функционированием системы и состоянием её технических средств;

• исключение возможности возникновения конфликтных ситуаций на перекрёстках;

• удобство обслуживания и эксплуатации технических средств регулирования за счёт наличия в составе системы сервисных средств и статистической информации о работе оборудования.

На базе средств АСУДД в городах возможно также создание следующих систем [1]:

• противоугонной системы контроля автомобильного транспорта;

• системы экологического контроля;

• телевизионной системы контроля дорожного движения.

• Система экологического контроля, которая может быть создана путём дополнения АСУДД специальными датчиками и позволит решать следующие задачи:

• автоматический сбор, обработку, передачу в центр информации об уровне загазованности воздуха в жилых массивах, на городских магистралях и в промышленных зонах;

• своевременное предупреждение об аварийных выбросах; анализ информации о состоянии городского воздушного бассейна и отображение её на мониторе ПЭВМ;

• оперативное принятие решений, выдачу рекомендаций и принятие мер по снижению уровня загазованности.

Ориентировочная стоимость создания проектной документации на создание и разработку системы автоматического регулирования дорожного движения составляет от 300 000 до 700 000 рублей на десять светофоров. Срок проектирования систем автоматического регулирования дорожного движения составляет от 3 до 8 месяцев в зависимости от категории сложности, в зависимости от задачи системы и размеров объектов, проектирование которых осуществляется в один или несколько этапов [1].

2. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ В УПРАВЛЕНИИ ГОРОДСКИМ ТРАНСПОРТОМ

Интеллектуальная транспортная система (ИТС) – это комплекс систем, который помогает более эффективно эксплуатировать транспортную сеть, используя информационные, коммуникационные и управленческие технологии, встроенные в транспортное средство или дорожную инфраструктуру. Основой интеллектуальных транспортных систем является информация, которую необходимо собирать, обрабатывать, интегрировать и распространять. Комплекс ИТС способен выполнять функции диспетчерского ситуационного и оперативного координирования взаимодействий всех участников дорожного движения, спецслужб и ведомств [8].

Интеллектуальные транспортные системы на дорогах представляют собой целый комплекс функционального оборудования, которое осуществляет сбор информации, управление транспортным потоком и информирование участников дорожного движения.

Только при условии оснащения системы необходимым оборудованием и его комплексной работе можно добиться существенного улучшения ситуации на дорогах в мегаполисах [8].

Интеллектуальные транспортные системы (ИТС), в основном, развиваются в центральной части России. В столице такие системы могут помочь уменьшить количество заторов на дорогах, оптимизировать маршруты общественного транспорта, а также предупреждать водителей и пассажиров о ситуации на дороге. Внедрение ИТС на платных трассах в России чаще всего происходит на российских скоростных платных дорогах.

Целью ИТС на трассах является улучшение безопасности дорожного движения и сокращение затрат на обслуживание автодорог. Для достижения этой цели создана экосистема "умных дорог", которая включает в себя различные решения для сбора и анализа данных о транспортных средствах и дорожной инфраструктуре. Эти данные используются для принятия решений об эффективном использовании ресурсов и оптимизации дорожного движения. Экосистема "умных дорог" включает:

• средства автоматической фиксации нарушений ПДД;

• адаптивные (умные) светофоры;

• детекторы транспортного потока;

• подключенные информационные табло;

• системы автоматизированного управления освещением;

• электронные средства безостановочной оплаты проезда;

• системы GPS/ГЛОНАСС.

В большинстве случаев все компоненты умной дороги объединяются на основе единой платформы. Однако использование этих компонентов по отдельности также может решить множество местных проблем. Например, светофоры на перекрестках могут изменяться в зависимости от текущей ситуации на дороге, что помогает увеличить пропускную способность и уменьшить вероятность пробок. Автоматическая регистрация нарушений правил дорожного движения заставляет водителей быть более ответственными, что в свою очередь снижает вероятность возникновения аварий. Инновационная разработка, позволяющая эффективно управлять использованием электричества в системе уличного освещения, способствует существенному сокращению его потребления.

2.1 Дорожные видеокамеры

Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) представляют сочетание информационно-коммуникационных технологий, инфраструктуры и транспортных средств. Данные, используемые в ИТС, собираются из ограниченных источников, например, при помощи видеомониторинга. ИТС, основанные на распознавании информации рассмотрены ниже [9].

ИТС, основанные на видеомониторинге являются наиболее распространенными по следующим причинам [9]:

• человеку более привычно воспринимать информацию визуально;

• видеофиксация охватывает широкий спектр информации, которая может самым непосредственным образом отражать состояние транспортных систем и может использоваться для обнаружения некоторых тенденций, изменяющихся во времени;

• камеры могут быть легко установлены, эксплуатироваться и обслуживаться;

• соотношение цены и производительности видеокамер.

Ниже перечислены несколько показательных приложений, основанных на видеофиксации (рисунок 1) [9]:

1) обнаружение, отслеживание и распознавание объектов трафика (обнаружение транспортных средств, обнаружение пешеходов, распознавание номерных знаков, обнаружение дорожных знаков и отслеживание полосы движения);

2) анализ поведения дорожного движения, например обнаружение нерегулярного поведения транспортных средств и автоматическое обнаружение дорожно-транспортных происшествий;

3) построение траекторий движения транспортных средств;

4) статистический анализ данных о движении.

Рисунок 1 – Примеры видеофиксации объектов дорожного движения:

обнаружение транспортных средств и обнаружение пешеходов

Обнаружение, распознавание и отслеживание объектов, связанных с дорожным движением, имеют широкое применение в ИТС. В частности, обнаружение и идентификация транспортных средств обычно используются для выявления случаев нарушения правил дорожного движения (например, превышение скорости и движение на красный свет), что важно для сокращения числа дорожно-транспортных происшествий. Идентификацию транспортного средства дополняет распознавания номерных знаков, например, для контроля доступа на парковку или сбора платы за проезд.

Однако ИТС, основанные на распознавании, имеют ряд недостатков [9]:

1) Транспортные средства сильно различаются по форме, размеру и цвету.

2) Внешний вид транспортного средства всегда меняется с изменением его положения.

3) Сложные погодные условия могут усложнить процесс обнаружения и идентификации транспортных средств.

4) Вычислительная мощность часто очень требовательна из-за быстрого передвижения дорожных транспортных средств.

Для решения этих проблем исследователи предложили метод обнаружения транспортных средств путем извлечения локальных объектов из подобластей в каждом кадре. Этот подход позволит осуществлять обнаружение транспортных средств, которые менее подвержены геометрической дисперсии. Эффективные меры контроля за движением автомобиля и изменением полосы движения могут быть реализованы для транспортного средства, если можно точно определить положение соседних транспортных средств. Исследователи предложили динамическую визуальную модель, которая выполняет визуальный анализ видеопоследовательностей для обнаружения критических движений близлежащих движущихся транспортных средств во время движения по шоссе.

2.2 Умные светофоры

Умным принято называть светофор, которым управляет специальная программа, позволяющая устройству самостоятельно принимать решения, в том числе на основе поступающей информации о дорожном движении с других аналогичных приборов.

Умный светофор следит за трафиком и может подстраиваться под дорожную ситуацию– самостоятельно менять продолжительность красного или зелёного сигналов [7].

Программа дает возможность нескольким светофорам на одной улице действовать синхронно – «разгонять» движение, организовывать «зеленую волну», «растворять» пробки. Такие светофорные объекты самостоятельно мониторят дорожную ситуацию и адаптируются к ней на основании поступающих к ним данных. Схема принципа работы системы «Умный светофор» представлена на рисунке2 [7].

Рисунок 2 – Принцип работы системы «Умный светофор»

Видеокамера или датчики устанавливаются на определенной высоте и над конкретным участком трассы. Далее, сигнал от нее поступает в модуль обработки видеоинформации. Затем в данном модуле происходит выделение подвижных транспортных средств и определение различных интегральных оценок. После этого, на основе этих показаний, центральный сервер дает команду контроллерам светофоров включить красный или зеленый свет и на какое время [7].

Системы видеоконтроля, ориентированные на транспорт, предоставляют данные трех типов.

Во-первых, это информация о трафике для статистической обработки: общее количество обнаруженных автомобилей, скорость, ускорение транспортного потока, плотность потока, загруженность полос движения, классификация автомобилей [7].

Во-вторых, информация о происшествиях на дороге: высокая скорость, плотность потока или занятость полос, наличие заторов или движения по встречной полосе, остановившиеся или медленно движущиеся автомобили, наличие на дороге подозрительных предметов.

В-третьих, информация о наличии или отсутствии автомобилей: наличие приближающихся автомобилей, наличие автомобилей, остановившихся на перекрестке, число автомобилей, проехавших через зоны обнаружения, измерение длины очереди [7].

Система интегрируется в модуль управления светофорами, что позволяет согласовать работу абсолютно всех светофоров перекрестка в каком-либо напряженном транспортном узле.

Например, на перекрестке, где установлен стандартный светофор, пешеходу предоставляется одно и то же время на переход дороги. Время не зависит от того, едет ли по ней в данный момент один автомобиль или несколько десятков. Благодаря системе «умный светофор», данное время контролируется и меняется в зависимости от загруженности. Или предположим, в одном из направлений есть высокая загруженность, то именно там и продлевается зеленый свет, что ведет к сокращению времени пребывания машин на перекрестках.

Другими словами, процессор «умного светофора» получает информацию о потоке машин с видеокамер. После этого, обрабатывает её. Затем в соответствии с этим по установленному алгоритму принимает решение, в каком направлении и насколько открывать движение. Таким образом, вероятность образования большой пробки, в каком либо направлении существенно снижается [7].

2.3 Детекторы транспортного потока

Детекторы – специальные измерительные приборы для определения транспортного потока, которые имеют в своем составе чувствительные элементы, преобразователь-усилитель и выходное устройство. Прибор регистрирует факт передвижения или нахождения транспортного средства в контролируемой зоне, производит первичный сигнал, который впоследствии усиливается и обрабатывается, после чего он может быть преобразован в удобный для регистрации вид. Они могут быть установлены на дорогах, мостах, туннелях и других местах.

Существует несколько типов детекторов транспортного потока:

1. Счетчики автомобилей - это простейшие детекторы, которые просто подсчитывают количество автомобилей, проходящих через определенную точку.

2. Радарные детекторы - используют радиолокационные технологии для измерения скорости и направления движения транспортных средств.

3. Лазерные детекторы - работают на основе лазерного излучения, которое отражается от транспортных средств и регистрируется детектором.

4. Видеодетекторы - используют видеокамеры для анализа изображения и определения характеристик транспортного потока.

5. Детекторы на основе GPS - используют спутниковые сигналы для определения местоположения и скорости транспортных средств.

Рисунок 3 – Детекторы транспортного потока

Каждый тип детекторов имеет свои преимущества и недостатки, и выбор конкретного типа зависит от требований к точности, стоимости и других факторов. Также детекторы играют важную роль в обеспечении безопасности дорожного движения, оптимизации транспортных потоков и улучшении экологической обстановки в городах.

2.4 Информационные табло

Информационное табло на дороге – это устройство, предназначенное для информирования водителей об обстановке на дороге, скоростном режиме, наличии камер контроля скорости и других важных параметрах. Табло могут быть как стационарными, так и мобильными. Стационарные табло обычно устанавливаются на определенных участках дороги и работают постоянно, а мобильные - могут перемещаться вместе с автомобилем, на котором они установлены.

Табло могут отображать различную информацию, такую как:

• текущую скорость автомобиля;

• расстояние до ближайшего перекрестка или поворота;

• наличие пробок на дороге;

• предупреждения о камерах контроля скорости;

• информацию о погодных условиях и состоянии дорожного покрытия.

Некоторые табло также могут предоставлять информацию о наличии свободных мест на парковках, ближайших заправках и кафе, а также о достопримечательностях и культурных объектах в районе дороги.

Рисунок 4 – Информационное табло

Важно отметить, что информация на информационном табло может быть устаревшей или неточной, поэтому водителям необходимо всегда быть внимательными и осторожными на дороге, независимо от того, есть ли на ней информационное табло или нет.

2.5 Автоматизированное управление освещением

Автоматизированное освещение в транспортном потоке – это комплекс мер, направленных на оптимизацию работы светосигнальных приборов, обеспечивающих безопасность движения и комфорт пассажиров. Основная задача такого освещения – обеспечить хорошую видимость транспортных средств и дорожной обстановки в темное время суток и при неблагоприятных погодных условиях.

Рисунок 5 – Автоматизированное управление освещением

В автоматическом режиме освещение включается и выключается в зависимости от времени суток, погодных условий и наличия движения на дороге. Это позволяет экономить электроэнергию и обеспечивать оптимальное освещение в любое время.

Используя различные датчики, такие как фотоэлементы, датчики движения и инфракрасные датчики, можно управлять освещением. Они имеют возможность определять наличие движения на дорогах и включать или выключать освещение, руководствуясь этим.

Также возможно использование системы видеонаблюдения для определения наличия движения на дороге и включения освещения только при наличии движения.

Таким образом, автоматизированное управление освещением в транспортном движении позволяет обеспечить безопасность движения, комфорт пассажиров и экономию электроэнергии.

3. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМ ТРАНСПОРТОМ

Автоматизированные системы управления транспортом (АСУТ) – это неотъемлемая часть современных городских инфраструктур, так как они обладают рядом преимуществ, которые приносят ощутимые выгоды. Вот некоторые из них [2]:

1. Улучшение эффективности и производительности.

Автоматизированные системы управления позволяют оптимизировать использование транспортных ресурсов и повысить производительность системы. Системы мониторинга и управления транспортом позволяют оптимизировать диспетчеризацию транспортных средств, управлять транспортными потоками и минимизировать пробки на дорогах. Это позволяет сократить время в пути и эффективнее использовать транспортную инфраструктуру.

2. Улучшение безопасности.

АСУТ обеспечивают более безопасное движение транспорта. Системы контроля и мониторинга позволяют обнаруживать нарушения правил дорожного движения, предотвращать аварии и предоставлять операторам и диспетчерам информацию для принятия мер по предотвращению и управлению авариями. Это способствует снижению количества аварий и повышению безопасности как для пассажиров, так и для водителей.

3. Улучшение качества обслуживания пассажиров.

Автоматизированные системы управления обеспечивают безопасность движения. Системы контроля и мониторинга способны выявлять нарушения правил дорожного движения, предотвращать аварии, а также предоставлять операторам и диспетчерам информацию для принятия мер по предотвращению и управлению авариями. Это помогает снизить количество аварий и повысить безопасность пассажиров и водителя

4. Снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Автоматизированные системы управления помогают снизить негативное воздействие транспорта на окружающую среду. Оптимизация движения транспортных средств может уменьшить заторы на дорогах и сократить выбросы загрязняющих веществ. Кроме того, автоматизированные системы управления позволяют более эффективно использовать энергию и ресурсы, что способствует снижению потребления топлива и энергии.

В целом, использование автоматизированных систем управления транспортом позволяет создать более эффективные, безопасные и экологически устойчивые системы транспортного обслуживания, тем самым улучшая качество жизни граждан и снижая негативное воздействие на окружающую среду.

При внедрении автоматизированных систем управления транспортом возникает ряд сложностей и задач, которые необходимо учитывать и решать, чтобы гарантировать успешную реализацию проекта. Ниже приведены некоторые из них [2]:

1. Финансовые затраты.

Внедрение автоматизированных систем управления транспортом требует значительных финансовых вложений. Необходимо приобрести и установить специальное оборудование, разработать и внедрить программное обеспечение, а также обучить персонал. Все это может быть дорогостоящим процессом, особенно для крупных транспортных систем.

2. Технические сложности.

Автоматизированные системы управления транспортом могут быть сложными в разработке и внедрении. Необходимо учесть различные технические аспекты, такие как совместимость оборудования, надежность системы, защита от взлома и сбоев, а также интеграция с другими системами. Возможны технические проблемы, которые могут затруднить внедрение и использование системы.

3. Проблемы с данными.

Автоматизированные системы управления транспортом собирают и обрабатывают большое количество данных. Однако, возникают проблемы с качеством и достоверностью данных. Некорректные или неполные данные могут привести к неправильным решениям и снижению эффективности системы. Поэтому необходимо разработать механизмы проверки и фильтрации данных, а также обеспечить их надежное хранение и передачу.

4. Проблемы с безопасностью

Автоматизированные системы управления транспортом могут стать объектом кибератак и взлома. Нарушители могут попытаться получить несанкционированный доступ к системе и повлиять на ее работу. Поэтому необходимо обеспечить высокий уровень безопасности системы, включая защиту от взлома, шифрование данных и мониторинг активности.

5. Проблемы с персоналом

Внедрение автоматизированных систем управления транспортом требует обучения персонала и изменения рабочих процессов. Некоторые сотрудники могут испытывать сопротивление по отношению к новым технологиям и изменениям в работе. Поэтому необходимо провести обучение и информационную кампанию, чтобы персонал был готов к использованию новой системы и понимал ее преимущества.

Внедрение автоматизированных систем управления транспортом может быть сложным и вызывать различные проблемы. Однако, при правильном подходе и решении этих проблем, такие системы могут значительно улучшить эффективность и безопасность транспортных систем [2].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Автоматизированные системы управления городским транспортом (АСУГТ) представляют собой важный инструмент для оптимизации работы транспортной системы и повышения качества предоставляемых услуг. Они собирают и анализируют данные о движении транспорта, управляют светофорами и предоставляют информацию пассажирам. Внедрение таких систем имеет ряд преимуществ, таких как повышение эффективности, снижение затрат и повышение уровня безопасности.

Однако для успешного внедрения АСУГТ необходимо преодолеть ряд вызовов, включая технические сложности, возможное сопротивление со стороны участников отрасли и необходимость обучения персонала. Тем не менее, успешный опыт внедрения автоматизированных систем уже существует, и их развитие может способствовать дальнейшему улучшению работы транспортной инфраструктуры и повышению качества жизни граждан.

В данной работе определено, что автоматизированная система управления городским транспортом представляет собой современное решение для оптимизации и эффективного использования транспортных сетей. Ее внедрение может значительно повысить безопасность и удобство пассажиров, а также снизить перегрузку дорожных сетей в городах. Однако внедрение такой системы требует серьезных финансовых и технических усилий, а также сотрудничества между государственными органами, транспортными компаниями и инженерами-специалистами. Тем не менее, преимущества автоматизированной системы управления городским транспортом делают ее незаменимой частью развития современных городов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гуськов А.А., Молодцов В.А., Пеньшин Н.В. Информационные технологии на транспорте: учебное пособие. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2014. 88с.

2. Герман К. Автоматизированные системы управления транспортом: определения и преимущества // Научные Статьи.Ру – портал для студентов и аспирантов. 2023. URL: https://nauchniestati.ru/spravka/avtomatizirovannye-sistemy-upravleniya-transportom/ (Дата обращения 19.12.2023).

3. Анхимюк В.Л., Олейко О.Ф., Михеев Н.Н. Теория автоматического управления: учебное пособие. - М.: Дизайн ПРО, 2002. 352 с.

4. Бесекерский, В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления: учеб. // 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Профессия, 2003. 747 с.

5. Гурулев, В. М. Системы и средства автоматизированного управления дорожным движением в городах: монография / В. М Гурулев, Я. И. Зайденберг. - М.: Транспорт, 2006. 196 с.

6. Живоглядов, В. Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков: монография. - Ростов н/Д.: Изд.-во журн. «Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион», 2005. 1082 с.

7. Харитонов В.П. Интеллектуальная транспортная система «Умный светофор»// Техническое творчество и изобретательство. URL: https://school-science.ru/9/22/44802 (Дата обращения 17.12.23)

8. Интеллектуальные транспортные системы [Электронный ресурс] // URL: https://center2m.ru/intellektualnye-transportnye-sistemy (Дата обращения 19.12.23)

9. Кирьян И.В., Трепалин В.А. Интеллектуальные транспортные системы видеонаблюдения: обзор литературы // Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet». 2022. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/intellektualnye-transportnye-sistemy-videonablyudeniya-obzor-literatury (Дата обращения 17.12.23)

Код для цитирования: Скопировать