4.1. Назначение и область применения
На рубеже ХХI века положительное изменение образа мирового транспорта сопровождалось некоторыми негативными последствиями, значимость и масштабы которых дают возможности оценки их как стратегических вызовов национального и даже континентального масштаба. Они характеризуются высоким уровнем людских потерь, ростом потребления невозобновляемых источников энергии и негативным влиянием на окружающую среду, растущими задержками пассажиров и грузов на всех видах транспорта, которые связаны с объективными недостатками мощности транспортной инфраструктуры, а также низким уровнем управления транспортными потоками [7].
Решение этих проблем было найдено мировым транспортным сообществом, которое подразумевает создание уже не систем управления транспортом, а транспортных систем, где средства связи, управления и контроля изначально встроены в транспортное средство и объекты инфраструктуры. Возможность управления и принятия решений на основе получаемых в реальном времени сведений доступны не только транспортным диспетчерам, но и всем пользователям транспорта. Все эти задачи решаются путём построения интегрированных систем: люди – транспортная инфраструктура – транспортные средства, максимально использующих новейшие информационно-управляющие технологии. Данные «продвинутые» системы получили название интеллектуальных.
В последнее время словосочетание «интеллектуальные транспортные системы» (Intelligent Transport Systems) и соответствующие аббревиатуры ИТС и ITS широко используются в программно-целевых, политических и стратегических документах большинства стран.
Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) – это комплекс современных интегрированных информационно-коммуникационных систем и технологий, а также средств автоматизации с транспортными средствами, транспортной инфраструктурой и пользователями, которые ориентированы на повышение безопасности и эффективности транспортного процесса, комфортности для водителей и пользователей транспорта.
Значение и важность применения новых технологий в области транспорта увеличиваются по мере того, как область применения ИТС расширяется от своего первоначального предназначения по управлению дорожным движением к информационному обеспечению участников движения и электронным платежам. Сегодня направления развития ИТС охватывают также [12]:
Основные виды сервисных групп ИТС в различных областях транспортного комплекса:
1. Информирование участников движения – обеспечение пользователей ИТС как статической, так и динамической информацией о состоянии транспортной сети, включая модальные перемещения и перемещения посредством трансферов;
2. Управление дорожным движением – управление движением транспортных средств, пассажиров и пешеходов, находящихся в транспортной сети;
3. Конструкция транспортных средств – повышение безопасности, надёжности и эффективности функционирования транспортных средств посредством предупреждения пользователей или управления системами или агрегатами транспортных средств;
4. Грузовые перевозки – перемещение грузов соответствующим транспортным парком, ускорение разрешительных процедур для грузов на национальных и юридических границах, ускорение кроссмодальных перемещений грузов с полученными разрешениями;
5. Общественный транспорт – функционирование служб общественного транспорта и предоставление информации перевозчикам и пользователям, учитывая аспекты мультимодальных перевозок;
6. Службы оперативного реагирования – обслуживание инцидентов, определяемых как чрезвычайные обстоятельства (авария);
7. Электронные платежи на транспорте – трансакции и резервирование в транспортном секторе;
8. Персональная безопасность, связанная с дорожным движением – защита пользователей транспортного комплекса, включая пешеходов и участников движения с повышенной уязвимостью;
9. Мониторинг погодных условий и состояния окружающей среды – деятельность, направленная на мониторинг погоды и уведомление о её состоянии, а также о состоянии окружающей среды;
10. Управление и координация при чрезвычайных ситуациях – деятельность, связанная с транспортом, осуществляемая в рамках реагирования на природные катаклизмы, общественные беспорядки или террористические акты;
11. Национальная безопасность – деятельность, которая непосредственно защищает или смягчает последствия причинения вреда или ущерба физическим лицам и предприятиям, вызванные природными катаклизмами, общественными беспорядками или террористическими актами.
ИТС в рамках информирования участников движения осуществляют обеспечение пользователей как статической, так и динамической информацией о ситуации в транспортной сети и услугах перед началом поездки и во время неё, а также предоставляют профессиональным транспортникам возможность для сбора, архивирования и управления информацией для деятельности, связанной с планированием рейсов.
При дотранспортном информировании имеется дело с информацией, получаемой пользователями перед поездкой (рейсом) дома, на работе, в гостиницах, в местах общественной концентрации, таких как торговые центры или мобильные терминалы.
Сервисы дотранспортного информирования могут быть направлены на придорожные объекты, общественный транспорт, субъектов грузоперевозок и интермодальных перевозок и немоторизованные передвижения.
В зависимости от предоставленного сервиса дотранспортное информирование включает в себя текущую информацию о состоянии дорожной обстановки, соблюдении или отклонениях в расписаниях движения и месте нахождения средств общественного транспорта по отношению к месту нахождения пользователя, состоянии дорог и погодных условиях, применяемых правилах дорожного движения и дорожных сборах.
При информировании в процессе передвижения используется информация, адресуемая лицам, передвигающимся в транспортных средствах (и рассчитанная как на массовое восприятие, так и на конкретное транспортное средство или конкретное местоположение движущегося пользователя) либо передвигающееся по соседству с дорожными маршрутами. Такая информация носит характер рекомендаций. Она может включать в себя данные, представляемые в реальном масштабе времени, например, ожидаемое время прибытия в место назначения с учётом текущей дорожной обстановки – аварий, ремонтных работ, погоды, дорожных платежей, ситуации с парковками – и других условий движения.
Прокладка маршрутов и навигация перед поездкой. Данная сервисная группа рассматривается как служба планирования, осуществляемого перед поездкой, и обеспечивает информацией группы и/или индивидуальных пользователей о вариантах оптимальных маршрутов к конкретным местам назначения. Наилучшие варианты маршрутов могут быть вычислены, исходя из дорожной обстановки, ситуации с общественным транспортом, и включать в себя мультимодальные опции, такие, например, как парковка и немоторизованные передвижения.
Данный сервис также включает в себя помощь в прокладке маршрутов пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов.
Прокладка маршрутов и навигация во время поездки. Данная сервисная группа обеспечивает услуги, потребляемые во время поездки. Как и эквивалентные сервисы дотранспортного информирования, эти сервисы обеспечивают информацией группы и/или индивидуальных пользователей о вариантах оптимальных маршрутов к конкретным местам назначения. Наилучшие варианты маршрутов могут быть вычислены, исходя из дорожной обстановки, ситуации с общественным транспортом, и включать в себя мультимодальные опции, такие, например, как парковка и немоторизованные передвижения. Сервисы, обеспечивающие информирование в процессе поездки, могут включать в себя услуги по выбору маршрутов и объезду скоплений транспорта.
Данный сервис также включает в себя обеспечение прокладки маршрутов пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов.
Поддержка при планировании поездки. Данная сервисная группа отвечает за использование ИТС в обеспечении информацией, касающейся транспортных потоков и требований к поездке, для целей планирования поездки. Деятельность группы включает в себя сбор, архивирование и поиск данных, содержащихся в системе. Образцы таких данных включают в себя:
Организация и управление дорожным движением. Сервисная группа нацелена на организацию и управление транспортными потоками с использованием технологий ИТС. Её деятельность распространяется как на городское (например, по магистральным улицам, центральным и деловым районам), так и на междугороднее (дороги и автомагистрали) движение, а также на транспортные коридоры, которые включают в себя транспортную активность как в городском, так и междугороднем движении. Стратегия такого управления подразумевает смену режимов работы сигналов регулирования движения в реальном масштабе времени, управление въездами на автомагистрали, зависящее от плотности дорожного движения (т.е. «дозированный» въезд), динамическое перенаправление дорожного движения в объезд мест аварий или закрытых участков дорожной сети и чередование потоков (управление направлениями дорожного движения с использованием специальных полос), а также использование переменных скоростных ограничений, привязанных в реальном масштабе времени к транспортным заторам по причине аварий или природных условий. Могут также учитываться приоритеты в движении общественного транспорта и автомобилей оперативных служб, движущихся по городским трассам, управление доступом к парковкам, управление и мониторинг работы железнодорожных переездов для снижения рисков столкновений и аварий, управление доступом и движением транспорта в туннелях и на мостах, включая разводные мосты. В область интересов данной сервисной группы входит также управление транспортом в дорожных рабочих зонах. Многие из перечисленных выше сервисов взаимозависимы, поскольку они являются или поставщиками услуг (провайдерами) для других сервисов в рамках сервисной группы, или ключевыми участниками в представлении услуг в других сервисных группах.
Улучшение видимости на транспорте. Сервисная группа отвечает за применение технологий ИТС для улучшения восприятия водителем окружающей обстановки посредством применения бортового оборудования.
Предупреждение столкновений. Сервисная группа предупреждения столкновений предусматривает использование датчиков и систем слежения для выявления вероятности столкновений либо для подсказки водителю, как избежать столкновения, либо для активации действий по предотвращению столкновения. Для предотвращения попутных столкновений используются системы распознавания препятствий. Для предотвращения боковых столкновений используются системы (датчики и системы автоматического управления) индикации потенциальных опасностей, связанных с движением по своей полосе, сменой полосы движения, въездом на скоростную магистраль и съездом с неё, с обгоном.
Управление общественным транспортом. Данная сервисная группа осуществляет применение функциональных возможностей ИТС в эксплуатации, планировании и управлении общественным транспортом. В деятельность группы входят мероприятия по информированию в масштабе реального времени о местоположении и статусе транспортного средства, позволяя проводить идентификацию случаев его отклонения от расписания и динамическое корректирование расписания. В деятельность группы также входит мониторинг статуса транспортного средства в зависимости от числа пассажиров, систем управления двигателем и давления в шинах. Данная сервисная группа также осуществляет применение систем планирования и составления расписания так, чтобы обеспечить надёжную, с минимальными потерями времени, стыковку различных режимов перемещения (например, автобуса и железнодорожного транспорта).