Телематические и интеллектуальные транспортные системы. Иностранный опыт: Интеллектуальные транспортные системы Интеллектуальные транспортные системы в автомобилях

Интеллектуальные транспортные системы являются местом соприкосновения автотранспортной индустрии и индустрии информационных технологий и базируются на двух «китах» – моделировании транспортных систем и регулировании транспортных потоков .

Определение ИТС дает нам представление о главных целях:

• Информативность и безопасность;
• Качественно новый уровень информационного взаимодействия участников дорожного движения

Приведенное определение содержит в себе все необходимое для правильного понимания вопроса. Единственное, что нам мешает понимать его правильно и поступать правильно – это наше традиционное восприятие. Прошу отнестись к этой мысли серьезно: у нас есть все что нужно для дела, кроме правильного образа мышления ! В данном контексте под "правильным " образом мышления понимается образ мышления, достаточный для понимания западного подхода к предмету и для использования имеющихся в наличии инструментов решения задач, не более того. За вселенскими истинами мы с вами гнаться не собираемся.

Западный инженер мыслит функциями, он в первую очередь сосредоточен на том, что должна делать система. В нашем же мышлении «зашито» объектное представление о мире, нам важны реальные объекты, то есть, мы думаем прежде всего о том, как будет работать система. Это различие не столь неуловимо, как может показаться с первого взгляда.

Приведу пример. Слово «сервер» для западного инженера обозначает нечто, предоставляющее услуги, сервис. То есть, функцию. Для нашего инженера «сервер» в первую очередь это железный ящик с лампочками, то есть, объект. Для придания смысла нам приходится использовать разнообразные костыли: «серверное приложение», «почтовый сервер», «сервер очередей» и т.п. И все равно, даже с костылями нам приходится нелегко – при словах «почтовый сервер» нам все равно представляется ящик с лампочками, который отправляет почту.

Все это совсем не шутки. Мыслить объектами реального мира, конечно, можно. Но это привилегия высочайших профессионалов , которые столь виртуозно владеют функциональной декомпозицией, что стороннему наблюдателю это становится незаметно. Глядя на жонглеров в цирке тоже может показаться, что подбрасывать и ловить предметы легко и просто. Но только полные идиоты могут искренне считать, что они могут повторить трюки жонглера без обучения и тренировки. К сожалению, то, что всем очевидно в цирке, далеко не всем очевидно в технологиях.

Здесь ИТС бессильны (фото из личной мобилки)

Одной из самых болезненных проблем в проектировании информационных систем у нас является доминирование объектов и инструментов над функциональностью. Многие заказчики искренне считают, что информационные системы решают проблемы. Тогда как на самом деле информационные системы позволяют решать проблемы. Мы говорим «электродрель сверлит дыру». А на самом деле «электродрель позволяет просверлить дыру». Попадая в смысловую ловушку, мы подсознательно уверены, что покупка электродрели равна дыре в стене. А потом выясняется, что нужно уметь пользоваться дрелью, что для дрели нужно электричество, что нужно закаленное сверло определенного диаметра, что будет шум и пыль и т.д. И если в примере с дрелью мы примерно представляем себе процесс работы и можем догадаться о том, что необходимо еще кроме покупки инструмента, то в случае более сложных систем мы можем пребывать в сладкой иллюзии до самого конца проекта.

Вернемся теперь к определению ИТС и рассмотрим его в новом свете. ИТС, повторюсь, базируется на моделировании транспортных систем и регулировании транспортных потоков. «Наш человек», прочитав определение, тут же делает вывод о том, что ему нужны:

1. Система для транспортного моделирования;
2. Средства регулирования транспортных потоков.

«Наш человек» пишет ТЗ, где расписывает подробные требования к системе моделирования и средствам регулирования транспортных потоков. Он может хорошо изучить имеющиеся на рынке системы, подробно их описать. Эти системы привезут, развернут и подключат. Может быть, даже в срок.

Есть теперь у нас ИТС? Наш человек однозначно ответит «да». Западный человек однозначно ответит «нет». Потому что наш человек оценивает наличие оборудования, а западный человек оценивает выполнение соответствующих функций.

Спросите нашего человека, каким именно образом закупленное им оборудование будет способствовать достижению целей (см. определение ИТС): повышать информативность, безопасность и улучшать информационное взаимодействие? Скорее всего, ответа не будет. Потому что ответ лежит в области функциональной декомпозиции, позволяющей перейти от поставленных целей к функциям будущих систем, попутно цепляя все необходимое из смежных областей.

Вопрос о применении тех или иных элементов ИТС в городе тесно связан с пониманием того, как именно мы планируем достичь целей. И переходить к техническим характеристикам оборудования нужно только после того, как мы определим основные пути решения задач.

ТРАНСПОРТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Снова возвращаясь к определению ИТС, читаем, что ИТС "это интеллектуальная система, использующая инновационные разработки в моделировании транспортных систем и регулировании транспортных потоков ".

Под словами «инновационные разработки в моделировании транспортных систем» может скрываться все что угодно, но если опираться на логику и технические знания, можно предположить, о чем идет речь.

Любая автоматизированная система управления, к которой в полной мере относится ИТС, делает одну простую вещь: она собирает информацию об объекте управления, анализирует ее и оказывает на этот объект прямое или косвенное управляющее воздействие.

Объектом управления для ИТС являются транспортные потоки. Источником информации об объекте управления являются датчики и детекторы на дороге, смежные информационные системы и ввод данных оператором.

А вот для анализа информации об объекте управления необходимо заложить в систему некое представление об этом объекте, которое и называется моделью . Детальность и точность модели определяется исключительно задачами, стоящими перед ИТС.

Транспортные модели делятся на математические и имитационные . Первые оперируют известными законами движения транспорта, представленными в виде формул, систем уравнений и т.п. Вторые имитируют движение отдельных транспортных средств, поведение водителей, работу светофоров и т.п. На практике же чаще применяется некая смесь математических и имитационных моделей.

Например, системы транспортного моделирования на макро уровне (страна, город, микрорайон) оперируют демографическими данными, понятиями «граф дорог», «зона притяжения», «транспортный спрос и предложение». В них заложены данные о проценте использования автомобилей населением, о пропускной способности улиц, о количестве парковочных мест у торговых центров. Макро-модель использует в основном математические методы моделирования и пытается ответить на вопросы: «а зачем и куда все едут?», «а хватит ли пропускной способности улиц, чтобы всех обслужить?», «а что будет, если эту улицу перекрыть?» и т.п.

Пример интерфейса программного пакета для макро-моделирования PTV Visum ()

Микро-модели оперируют конкретными объектами из «реального мира» – регулируемый перекресток, транспортная развязка, сеть улиц, автомобиль. При этом микро-модель «знает» о количестве полос движения, о наличии подъемов/спусков, о характеристиках двигателей автомобилей (как быстро они могут тронуться), о правилах движения и остановки. Чтобы микро-модель заработала на полную мощность, ей на вход необходимо подать информацию из макро-модели: количество и состав транспортных средств в определенные моменты времени (сколько легковых и сколько грузовых машин, сколько автобусов, трамваев и т.п.), особенности поведения водителей (часто ли перестраиваются, как часто следуют указаниям знаков и табло, соблюдают ли правила парковки). Если данные макро-уровня верны, микро-уровень позволяет с высокой точностью имитировать реальный транспортный поток.

Пример интерфейса программного пакета для микро-моделирования Aimsun ()

Основным назначением транспортных моделей является проведение экспериментов . Мы можем проверить, как те или иные изменения в организации движения отразятся на трафике. Мы можем настроить светофоры, принять решения о расширении улицы, о запрете или разрешении поворотов, об организации одностороннего движения. Модель поможет разработать временные планы организации движения на период проведения крупных мероприятий – соревнований, уличных парадов и т.п. На уровне города транспортное моделирование позволит принять решение о последствиях для транспортной обстановки строительства очередного торгового центра или нового микрорайона. Другими словами, транспортная модель – незаменимое средство по благоустройству города без тяжких последствий.

Чем точнее модель, тем больше разнообразной информации она хранит. Поддерживать модель в актуальном состоянии означает отражать в ней все изменения реального мира – перекрытия движения, ремонты дорог, появление новых дорог, светофоров, полос движения, жилых районов, школ, офисов и торговых площадей. Поддержание модели в актуальном состоянии – это трудоемкий и ответственный процесс, предъявляющий высокие требования к квалификации персонала, к организации внутренних процессов, к качеству и стабильности информационных каналов.

Согласитесь, мало кто у нас изначально задумывается над тем, что же действительно стоит за словами инновационные разработки в моделировании транспортных систем . Ведь организовать подобного уровня процесс, обучить людей, оплачивать их труд, договориться о предоставлении качественных исходных данных с разными ведомствами равносильно гражданскому подвигу в нашей стране! И это уж точно не то же самое, что покупка и инсталляция на компьютер системы моделирования.

ФУНКЦИИ ИТС

Когда мы разобрались с моделированием и моделями, можно переходить к функциям ИТС.

Вообще говоря, необходимость в ИТС при подобной постановке вопроса совсем не очевидна. Вполне вероятно, что большинство проблем удастся решить грамотным использованием имеющихся технических средств организации движения. Но когда имеющихся технических средств недостаточно, встает вопрос об использовании ИТС.

Не будем отходить от определения ИТС, и вспомним, что ИТС это не только "инновационные средства регулирования ", но еще и система, "предоставляющая конечным потребителям большую информативность и безопасность ".

Под «инновационными средствами регулирования» в условиях города понимают чаще всего сетевое координированное управление светофорами (так называемые «умные светофоры») и размещение цифровых информационных табло на развилках.

Также к средствам информирования относятся интернет-сайты для планирования поездок (наподобие известного сервиса Яндекс-пробки) и сервисы информационной поддержки водителей во время путешествия (разнообразные навигационные сервисы). Все это на самом деле тоже подсистемы ИТС, и в западных странах они являются частью единого информационного пространства.

Об «умных светофорах» я уже как-то писал на Хабре (ссылка), здесь же ограничимся быстрым пунктиром. Объединение светофоров в сеть само по себе очевидно и полезно, учитывая дешевизну электроники в наше время. При наличии системы уличного видеонаблюдения это позволит как минимум регулировать светофоры вручную, сидя в теплом офисе, а не стоя на грязной обочине с пультом.

Светофоры «умнеют» если перекресток снабжают системой детекторов транспорта, а в центре начинает работать специальный алгоритм. Необходимость в «умном» светофоре, а также настройки алгоритма управления определяют при помощи транспортной модели и специального «светофорного» модуля, позволяющего рассчитать начальные параметры цикла регулирования и определить границы автоматического управления.

Пример интерфейса программного пакета для конфигурирования «умных» светофоров TRANSYT (источник - «TRANSYT 14 User Guide»)

Точно так же определяется место установки цифровых табло и информация, которая на них будет выводиться в том или ином случае.

Очевидно, что элементы ИТС, устанавливаемые на городских улицах, должны заноситься в модель, и модель должна «знать» об алгоритмах работы адаптивных светофоров, табло и т.п. Например, для табло, рекомендующего выбирать для движения улицу А, а не улицу Б, в модели действует правило, что 80% автомобилистов последуют совету, а 20% традиционно проигнорируют, что тут же отразится на транспортных потоках. Современные системы моделирования умеют имитировать показания детекторов, размещаемых на виртуальных улицах, воздействие электронных табло и переменных знаков скоростных ограничений на транспортные потоки, позволяют создавать сложные управляющие сценарии в виде, пригодном для использования в ИТС. Пример сценария реагирования для ИТС: «Если детектор Х зафиксирует плотность потока 70%, то вывести на табло Y надпись M включить на светофоре Z режим N».

Управляющих сценариев может быть несколько сотен, при этом система транспортного моделирования может позволять автоматизировать процесс их генерации.

То есть, ИТС это не только оборудование на столбах и центр управления с громадным экраном. ИТС это в первую очередь интеллект – управляющие алгоритмы на основе моделирования реальных транспортных ситуации, а также процессы их составления, тестирования и внедрения.

Исследования, направленные на создание и внедрение в практику отечественного автотранспортного комплекса высокоэффективных телематических и интеллектуальных транспортных систем, являются одним из важных направлений научной деятельности НИИАТ. Руководство этим направлением возложено на первого заместителя генерального директора НИИАТ по научной работе к. т. н. Комарова В. В.

Некоторые из полученных результатов представлены в монографии В. В. Комарова и С. А. Гарагана «Архитектура и стандартизация телематических и интеллектуальных транспортных систем. Зарубежный опыт и отечественная практика» М.: НТБ «Энергия», 2012, 352 стр. Книгу можно приобрести в разделе «Интернет-магазин».

Ключевой научной проблемой развития указанного класса систем в отечественной практике является разработка методологических основ формирования их рационального облика.

Методологические основы формирования рационального облика телематических
и интеллектуальных транспортных систем

Информатизация производственных, экономических и социальных процессов в последние десятилетия развивается чрезвычайно высокими темпами, позволяющими говорить об информационной революции. Не остался в стороне от нее и автотранспортный комплекс, где одним из основных направлений информатизации стало создание и внедрение телематических и интеллектуальных транспортных систем.

Под телематической транспортной системой (ТТС) будем понимать информационную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор, обработку, передачу и представление потребителям данных о местоположении и состоянии транспортных средств, а также информации, получаемой на основе этих данных, в целях эффективного и безопасного использования транспортных средств различного назначения и принадлежности .

Интеллектуальная транспортная система (ИТС) - это телематическая транспортная система, обеспечивающая реализацию функций высокой сложности по обработке информации и выработке оптимальных (рациональных) решений и управляющих воздействий . Применительно к зарубежным системам будем использовать традиционный термин «интеллектуальные транспортные системы», хотя не все они соответствуют вышеприведенному определению.

Как следует из приведенных определений, телематические и интеллектуальные транспортные системы являются информационными системами, следовательно, на них распространяются общие теоретические и прикладные результаты, полученные в ходе широкого круга исследований и разработок по проблемам анализа и синтеза систем в рамках таких междисциплинарных научных направлений, как теория систем (см., напр., ), системный анализ (см., напр., ), системология (см., напр., ) и др. Результаты методологического характера представлены в таких работах, как .

В отмечается, что с истемное проектирование является фундаментом для обеспечения функциональной адекватности требованиям всего жизненного цикла сложных систем. От полноты и тщательности системного проектирования зависят эффективность реализации функций системы и степень удовлетворения ожиданий и требований заказчика и пользователей. В последовательности выработки и подготовки к реализации этих требований выделяются три крупных этапа:

— обследование, системный анализ существующей системы и выявление ее недостатков;

Обобщение результатов системного анализа и создание предварительной концепции новой или модернизированной системы и ее программных средств;

Разработка проекта системы, определяющего и конкретизирующего цель, назначение и методы ее дальнейшего детального проектирования и всего жизненного цикла.

На этих этапах при относительно небольших затратах должна определяться экономическая эффективность и рентабельность всех последующих больших затрат ресурсов в жизненном цикле системы и могут быть предотвращены значительные потери ресурсов вследствие плохого планирования и неопределенностей при реализации проекта. Системное проектирование способно остановить нерентабельное развитие проектов систем и избежать крупных затрат заказчикам и разработчикам. В то же время на базе рекомендуемых при проектировании методов, инструментальных средств и стандартов может и должен быть подготовлен и обеспечен длительный, эффективный жизненный цикл и совершенствование множества версий высококачественных систем и их компонентов при реализации на различных аппаратных и операционных платформах. Конечный результат системного проектирования должен также положительно отражаться на системах обеспечения качества, безопасности и защиты, на рационально организованных коллективах квалифицированных специалистов, способных обеспечить весь жизненный цикл системы .

Рассмотрим первые два из перечисленных этапов, имея в виду, что разработка проекта системы в значительной степени определяется ее обликом, формируемым на этапе создания предварительной концепции.

Основным недостатком существующей системы , т. е. автотранспортного комплекса, является недостаточное соответствие показателей качества (эффективности, безопасности, экологичности, удобства для пользователей) современным требованиям при наличии возможности улучшения этих показателей за счет создания и внедрения телематических и, в частности, интеллектуальных транспортных систем.

Цель создания ТТС (ИТС) состоит в повышении показателей качества автотранспортного комплекса с помощью телематических средств. Рассматривая каждый из показателей отдельно, можно отметить различный характер их влияния на потребности общества и экономики (рис. 1, табл. 1). В таблице жирным шрифтом выделено прямое влияние, обычным – опосредованное.

Таблица 1 – Влияние целей создания ТТС (ИТС) на потребности общества и экономики.

Цель	Социум	Экономика
Повышение эффективности автотранспортного комплекса	Рост благосостояния людей за счет повышения эффективности экономики	Повышение эффективности экономики в целом
Повышение безопасности	Снижение количества погибших и пострадавших в ДТП, числа правонарушений на автомобильном транспорте, задержек дорожного движения вследствие ДТП	Затрат на лечение пострадавших и ликвидацию последствий ДТП, потерь от правонарушений, задержек дорожного движения
Повышение экологичности	Улучшение условий жизни людей, снижение заболеваемости	Снижение потерь трудовых ресурсов , затрат на лечение заболевших
Повышение удобства использования	Снижение потерь времени и сил пользователей автомобильного транспорта на поездки и перевозки, повышение удовлетворения транспортными услугами	Повышение спроса на транспортные средства, поездки и перевозки, сокращение затрат времени на транспортные процессы

Рисунок 1. – Характер в лияния ТТС (ИТС) на потребности общества и экономики.

В качестве предварительных итогов обследования и обобщения результатов системного анализа можно использовать верхний уровень классификации проблем, решаемых ТТС (ИТС) в трактовках, используемых ИСО, США и Европейским Союзом. Эти проблемы представлены в табл. 2, где показано примерное соответствие между классами, выделенными в различных источниках. Отсутствие прямого соответствия не следует понимать как отказ от включения соответствующих проблем в сферу действия ТТС (ИТС), оно является следствием различных подходов к классификации. На более низких уровнях классификации в подавляющем большинстве случаев такое соответствие наблюдается.

Таблица 2 – Верхний уровень классификации проблем, решаемых ТТС (ИТС).

	Сервисный домен по ГОСТ Р ИСО 14813-1 - 2011	Группа пользовательских сервисов ( User Service Bundle ) Национальной архитектуры ИТС США	Фрагмент ИТС ( Part of ITS ) в Европейской рамочной архитектуре ИТС
	Информирование участников движения		Помощь путешественнику (Traveller Assistance)
	Управление дорожным движением и действия по отношению к его участникам	Управление перемещениями и дорожным движением (Travel and Traffic Management )	Управление дорожным движением (Traffic Management)
	Конструкция транспортных средств	Усовершенствованные системы активной безопасности (Advanced Vehicle Safety Systems )	Системы на транспортном средстве (In-Vehicle Systems)
	Коммерческие перевозки	Деятельность грузового транспорта (Commercial Vehicle Operations )	Управление грузами и грузоперевозками (Freight and Fleet Management)
	Общественный транспорт	Управление общественным транспортом (Public Transportation Management )	Управление общественным транспортом (Public Transport Management)
	Чрезвычайные ситуации
	Электронные платежи на транспорте	Электронные платежи (Electronic Payment )	Сбор электронных платежей (Electronic Fee Collection)
	Персональная безопасность, связанная с дорожным транс портом
	Погодные условия и состояние окружающей среды
	Катастрофы и чрезвычайные ситуации	Управление в чрезвычайных ситуациях (Emergency Management )	Оповещение и реакция на чрезвычайные ситуации (Emergency Notification and Response)
	Национальная безопасность		Правоприменение (Law Enforcement)
	Управление данными ИТС	Управление информацией (Information Management )
		Управление дорожными и строительными работами (Maintenance and Construction Management )
			Поддержка кооперативных систем (Support for Cooperative Systems)

Исходя из представленных в таблице данных, можно выдвинуть гипотезы о том, что рациональными могут быть следующие предварительные концепции системы:

- совокупность автономных систем, каждая из которых предназначена для решения одной или нескольких из вышеуказанных проблем либо их компонентов (проблем более низкого уровня);

- универсальная многофункциональная система, обеспечивающая решение всего круга проблем.

Представляется целесообразным сравнить эти концепции с точки зрения их эффективности и затрат, потребных для их создания и эксплуатации.

Для этого рассмотрим общую функциональную структуру информационной системы (рис. 2). Под функциональной структурой понимают совокупность функций (задач) системы и информационных связей между ними.

Рисунок 2. – О бщая функциональная структура информационной системы.

В общем случае информационная система предназначена для получения определенной информации о некоторой предметной области, обработки этой информации по заданным законам и представления результатов обработки в необходимом виде потребителям. Соответственно ее функциональная структура должна включать процессы получения необходимой информации о предметной области, передачи полученной информации на объект (объекты), где осуществляется обработка, собственно обработки информации, передачи полученных результатов на объект (объекты), где находятся потребители информации, и представления полученной информации потребителям.

Частным случаем информационной системы является автоматизированная система управления (рис. 3). При этом роль предметной области, о которой система получает информацию, играет управляемый объект. Полученная информация передается для обработки, которая в общем случае включает решение двух крупных задач: оценки состояния управляемого объекта, возможно, с учетом поступающих извне данных о его требуемом состоянии, и выработки управляющих воздействий, которая также может осуществляться с использованием внешних данных. Параметры выработанных управляющих воздействий передаются на исполнительные органы, которые непосредственно формируют воздействия на управляемый объект.

Рисунок 3. – О бщая функциональная структура автоматизированной системы управления.

Анализ проблем, представленных в таблице 2, и их дальнейшей детализации в и других материалах показывает, что предметные области практически всех проблем включают движение всех транспортных средств (ТС) либо отдельных их категорий на всей территории, обслуживаемой системой. В состав информации, получаемой системой, должны входить местоположение и скорость движения транспортных средств (ТС) и/или параметры транспортных потоков на улично-дорожной сети (УДС), находящейся на этой территории. Отсюда следует, что о бщую функциональную структуру ТТС, предназначенной для решения большинства вышеприведенных проблем, можно представить в виде, показанном на рис. 4.

Она может включать следующие процессы:

- получения информации о местоположении, движении и состоянии отдельных ТС;

- получения информации о транспортных потоках, которая может поступать от датчиков транспорта, средств видеонаблюдения и т. п.;

- получения информации о метеоусловиях на дорогах;

- передачи полученной информации для дальнейшей обработки;

- обработки информации;

- передачи результатов обработки информации на бортовые, индивидуальные (например, персональные компьютеры и переносные коммуникационные устройства) и групповые (например, светофоры, изменяемые дорожные знаки и информационные табло) средства представления информации;

- представления информации бортовыми средствами, размещенными на ТС;

- представления информации групповыми средствами для участников дорожного движения и пользователей ТС;

- представления информации иным пользователям, в том числе на средства отображения индивидуального пользования, включая переносные устройства.

Минимальная функциональная структура должна включать хотя бы один из процессов получения информации, соответствующий процесс передачи полученной информации для обработки и собственно процесс обработки информации.

Рисунок 4. – О бщая функциональная структура

Вышеописанной функциональной структуре ТТС соответствует физическая структура системы, представленная на рис. 5. Физическая структура отражает состав физических компонентов системы и связи между ними. Применительно к ТТС она включает следующие элементы:

- подсистему сбора информации, в которую могут входить бортовые автомобильные навигационно-информационные комплексы (БАНИК), внебортовые средства сбора информации (датчики транспорта, системы фотовидеофиксации, видеонаблюдения, видеоаналитики), средства сбора данных о метеоусловиях;

- комплекс средств управления дорожным движением и информирования пользователей ТС;

- подсистему обмена информацией с БАНИК;

- подсистему передачи данных с внебортовых средств сбора информации о транспортных потоках;

- подсистему передачи данных о метеоусловиях;

- подсистему передачи данных на средства управления дорожным движением и информирования пользователей ТС;

- подсистему обработки информации;

- средства представления информации пользователям ТТС и получения данных для выработки управляющих воздействий.

Рисунок 5. – О бщая физическая структура телематической транспортной системы.

Бортовой автомобильный навигационно-информационный комплекс включает (рис. 6) бортовой навигационно-информационный терминал, в состав которого входят приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, вычислительное устройство, устройство связи с внешними абонентами, пользовательский интерфейс и, кроме того, может содержать следующие элементы:

- датчиковый комплекс, в состав которого могут входить датчики состояния ТС, груза, пассажиропотока, оборудования, смонтированного на ТС, идентификации водителя, система автоматического определения факта аварии и др.;

- комплекс исполнительных элементов, которые могут обеспечивать по команде от оператора системы, например, такие функции, как блокировка возможности движения ТС (например, в случаях отклонения от маршрута ТС, перевозящего опасные грузы, нарушения режима работы и отдыха водителей либо угона ТС), включение аварийной сигнализации (при получении от ТС сигнала аварии и невозможности установления связи с водителем), разблокировка либо открытие дверей при получении сигнала аварии и т. д.

Рисунок 6. – Общая структура бортового автомобильного навигационно-информационного комплекса (БАНИК).

Возвращаясь к рассмотрению гипотез о рациональных предварительных концепциях (обликах) системы, можно отметить, что создание автономных систем узкого функционального назначения предлагается в ряде российских национальных стандартов и проектов таких стандартов . Пример одной из таких систем – системы диспетчерского управления транспортом по вывозу твердых бытовых отходов – показан на рис. 7.

При этом, например, в США с 1991 г. ведется разработка и поддержание в актуальном состоянии Национальной архитектуры ИТС США, которая представляет собой комплекс документов, включающий 21 книгу общим объемом около 4800 страниц. Текущая версия 7.0 выпущена 29.01.2012 г. Общее описание архитектуры приведено в документе . Упрощенная логическая архитектура верхнего уровня ИТС США показана на рис. 8.

В Европейском Союзе разработана Европейская рамочная архитектура ИТС, описание версии 4.1 которой состоит из 21 книги общим объемом более 1800 страниц (см. ) .

Указанные примеры зарубежных архитектур ИТС охватывают все проблемы, приведенные в соответствующих столбцах табл. 2, т. е. соответствуют гипотезе рациональности облика ТТС как универсальной многофункциональной системы, обеспечивающей решение всего круга проблем.

Рисунок 7. - Иерархическая архитектура системы диспетчерского управления транспортом по вывозу твердых бытовых отходов (ГОСТ Р 54029-2010).

Рисунок 8. - Упрощенная логическая архитектура верхнего уровня ИТС США.

Проведем сравнительную оценку описанных концепций создания ТТС.

В результате реализации концепции создания изолированных узкофункциональных систем возникает ситуация, которая в информатике именуется лоскутной автоматизацией , "лоскутной" стратегией , а ее результат - «зоопарком» программ .

На рис. 9 показан возможный результат ее применения к тяжелым грузовым ТС, для которых установлен или ожидается к установлению нормативными актами ряд требований по оснащению телематическими средствами.

Рисунок 9. - Возможная конфигурация разрабатываемых телематических систем.

Как видно из рисунка, в случае применения изолированных узкофункциональных систем возникает необходимость оснащения каждого ТС бортовыми навигационно-информационными комплексами в к количестве, равном числу систем, обслуживающих данное ТС. Если стоимость одного комплекса составляет 15-30 тыс. руб., то затраты на оснащение 100 тысяч ТС одним комплексом достигают 1,5 – 3 млрд. руб., а пятью комплексами - 7,5 – 15 млрд. руб. Оценивая общий российский парк грузовых автомобилей, автобусов и легковых автомобилей, не находящихся в пользовании граждан, в 8 млн. единиц, легко видеть, что оснащение каждого из этих ТС одним бортовым комплексом потребует суммарных затрат в 120 – 240 млрд. руб. Кроме того, каждый из бортовых комплексов генерирует трафик обмена данными, который также должен оплачиваться.

Каждая из изолированных систем включает подсистемы обмена (передачи) данными и их обработки. Затраты на их создание и эксплуатацию увеличиваются пропорционально количеству таких систем. Необходимо также иметь в виду возможную перспективу расширения круга задач, решаемых ТТС. В рамках рассматриваемой концепции это потребует создания новых узкофункциональных систем и дополнительных крупных затрат.

В случае реализации концепции универсальной многофункциональной системы, обеспечивающей решение всего круга проблем (рис. 10), достаточно оснастить каждое ТС единственным бортовым навигационно-информационным комплексом, создать на каждой территории обслуживания единственную систему обмена данными, единственный центр обработки сообщений ТС и единственный многофункциональный центр контроля и управления. Расширение круга задач, решаемых системой, обеспечивается возможностями ее масштабирования, т. е. придания новых функций БАНИК и центрам обработки сообщений и контроля и управления.

Рисунок 10. - Возможная конфигурация универсальной многофункциональной телематической транспортной системы.

Кроме того, важнейшим преимуществом универсальной системы перед «зоопарком» узкофункциональных является то, что универсальная система позволяет интегрировать данные о движении всех ТС в информацию о реальных транспортных потоках, на основе которой возможно эффективное управление дорожным движением, обеспечивающее достижение целей создания ТТС.

Еще одним направлением сокращения затрат на создание телематических транспортных систем является разработка общей архитектуры, на базе которой возможно формирование облика конкретных реализаций системы и последовательное наращивание их функциональных возможностей при рациональном использовании имеющихся ресурсов. По оценкам европейских специалистов, использование общей архитектуры обеспечивает почти 80 % объема работ по созданию архитектуры конкретной системы .

Таким образом, концепция универсальной многофункциональной ТТС характеризуется во много раз более низкими затратами, чем альтернативная. Тем самым подтверждается рациональность подходов к построению ТТС, используемых за рубежом, в частности, в США и ЕС.

Для создания универсальной многофункциональной ТТС необходимо разработать универсальную структуру сообщения БАНИК о местоположении, движении и состоянии ТС, которое обеспечивает решение всех задач ТТС, кроме экстренного реагирования на аварии, для которой используется специальный состав и формат сообщения. В табл. 3 приведен возможный состав такого сообщения.

Таблица 3 – Возможный состав унифицированного сообщения о местоположении, движении и состоянии ТС

	Группа данных	Изменчивость
	Идентификационные данные ТС	Постоянные/постоянные для сеанса взаимодействия с ТТС
	Идентификационные данные водителя	Постоянные для водителя
	Идентификационные данные груза		ТС, предназначенные для перевозки грузов, которые могут иметь носители идентификационных данных
	Классификационные признаки ТС	Постоянные, постоянные для рейса
	Классификационные признаки груза	Постоянные для каждого места груза	Грузовые ТС
	Данные о местоположении и скорости ТС	Переменные
	Данные о состоянии ТС	Переменные	ТС, для которых нормативными документами либо решением владельца установлена необходимость контроля состояния
	Данные о состоянии водителя	Переменные	ТС, для которых предусмотрен контроль режима движения, труда, отдыха и состояния водителей
	Данные о состоянии груза	Переменные	ТС, предназначенные для перевозки грузов, которые подлежат контролю их состояния
	Данные о количестве пассажиров	Переменные	Средства общественного транспорта
	Данные о состоянии оборудования, смонтированного на ТС	Переменные	ТС, на которых смонтировано оборудование, которое подлежит контролю его состояния

Дадим краткую характеристику групп данных, представленных в таблице.

Идентификационные данные (ИД) ТС определяют конкретное транспортное средство. Они могут задаваться различными способами. Для ТС, применительно к которым установлены нормативные требования об их телематическом контроле (средства общественного транспорта, ТС, перевозящие опасные грузы, тяжеловесные ТС и т. д.) целесообразно устанавливать постоянные ИД. Такие идентификационные данные могут устанавливаться и для иных ТС по желанию их владельцев. Это позволяет накапливать и анализировать статистику о движении и изменениях состояния ТС, которая может быть полезной для владельцев как коммерческих, так и личных транспортных средств.

Если же владелец транспортного средства не желает, чтобы в системе накапливались данные об его ТС, таким ТС может быть предоставлена возможность присвоения новых ИД при каждом входе в связь с системой. Тем самым может быть ослаблено негативное отношение некоторых лиц к ТТС, которые рассматриваются этими лицами как средство «тотальной слежки» за их передвижениями.

В целях предотвращения противоправного использования информации, циркулирующей в ТТС, целесообразно принять меры по строгому ограничению доступа к ИД в форме, используемой при радиообмене ТС с элементами ТТС. Идентификационные данные не должны сообщаться владельцу ТС, а также оперативному персоналу ТТС.

В состав этой группы данных могут также входить ИД прицепов/полуприцепов.

Идентификационные данные водителя предназначены для решения задачи контроля режима движения, труда, отдыха и состояния водителей. Технология такого контроля достаточно детально разработана применительно к тахографам и может быть принята за основу при решении указанной задачи телематическими средствами. В перспективе эта технология может быть усовершенствована, например, путем идентификации водителей по автоматически формируемому портрету, а также внедрения технических средств контроля физического состояния водителя.

Идентификационные данные груза используются при организации и управлении перевозками грузов, оснащенных носителями идентификационных данных, либо перевозимых в таре, имеющей такое оснащение.

Классификационные признаки ТС включают признаки, позволяющие установить класс габаритов и иных технических характеристик ТС, а также сведения о принадлежности ТС к классификационным группам, для которых установлены специальные требования к телематическому контролю. Часть этих признаков может устанавливаться для каждого рейса (например, в зависимости от характера перевозимого груза, наличия пассажиров либо выполнения рейса порожняком).

Классификационные признаки груза могут использоваться для грузов, для которых установлены специальные требования к их перевозке (например, опасные либо скоропортящиеся).

Данные о местоположении и скорости ТС включают его координаты, модуль и направление вектора скорости движения, а также момент времени, в который были определены эти параметры. Они необходимы для решения задач управления дорожным движением, контроля за маршрутами движения ТС, для которых установлены специальные требования, и многих других задач.

Данные о состоянии ТС могут включать широкий круг параметров, зависящих от категории ТС. Например, сведения о давлении в шинах могут использоваться для контроля безопасности движения, данные об уровне топлива в баке – для предотвращения хищений и контроля заправляемых объемов топлива, данные о режиме функционирования стеклоочистителей – для оценки метеоусловий на дороге и т. д.

Данные о состоянии груза могут использоваться для отслеживания состояния грузов, требующих специальных условий перевозки (опасных, скоропортящихся и др.).

Данные о количестве пассажиров , перевозимых средствами общественного транспорта, целесообразно использовать в процессе диспетчерского управления, например, для направления на маршруты дополнительных ТС либо снятия их с маршрутов.

Данные о состоянии оборудования, смонтированного на ТС , необходимы для контроля и учета объемов работ, выполняемых с помощью этого оборудования (например, дорожных, строительных, сельскохозяйственных и т. д.).

Представленный состав унифицированного сообщения, по мнению авторов, охватывает все группы данных, которые могут передаваться с борта ТС для использования в универсальной многофункциональной ТТС. Для представления сообщения целесообразно использовать язык XML , широко применяемый в современных информационных системах. Его использование в ИТС регламентировано стандартом ISO 24531:2007 .

Использование описанного состава унифицированного сообщения обеспечивает унификацию компонентов ТТС и ИТС (БАНИК, подсистем обмена и обработки информации), алгоритмов обработки данных, географическую непрерывность телематического обслуживания ТС и позволяет сократить затраты на создание и эксплуатацию систем.

Таким образом, в настоящей статье описаны методологические основы формирования рационального облика телематических и интеллектуальных транспортных систем как одного их классов информационно-управляющих систем, описана их рациональная структура, подобная используемым в США и ЕС, показаны преимущества такой структуры и предложен состав унифицированного сообщения о местоположении, движении и состоянии ТС, обеспечивающий эффективную разработку и функционирование ТТС и ИТС.

1. В. В. Комаров, С. А. Гараган. Архитектура и стандартизация телематических и интеллектуальных транспортных систем. Зарубежный опыт и отечественная практика. М.: НТБ «Энергия», 2012.

2. Теория систем: Учеб. пособие/В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - М.: Высш. шк., 2006.

3. Системный анализ. Учеб. для вузов/А.В. Антонов. - М.: Высш. шк., 2004.

4. Проблемы системологии (проблемы теории сложных систем). М., «Сов. радио», 1976.

5. Могилевский В. Д. Методология систем: вербальный подход/Отд-ние экон. РАН; науч.-ред. совет изд-ва "Экономика". - М.: ОАО "Издательство "Экономика", 1999.

6. Новиков А.М., Новиков Д.А. Методология.– М.: СИНТЕГ, 2007.

7. Липаев, В.В. Программная инженерия. Методологические основы. М.: ТЕИС, 2006.

8. ГОСТ Р ИСО 14813-1 - 2011 «Интеллектуальные транспортные системы. Схема построения архитектуры интеллектуальных транспортных систем. Часть 1. Сервисные домены в области интеллектуальных транспортных систем, сервисные группы и сервисы».

9. National Intelligent Transportation System (ITS) Architecture. Executive Summary. Research and Innovation Technology Administration (RITA). US Department of Transportation. Washington D.C. , May 2007.

10. E-FRAME. Extend FRAMEwork architecture for cooperative systems. D15 – FRAME Architecture – Part 1, version V1.0.

11. ГОСТ Р 52456-2005 Глобальная навигационная спутниковая система и глобальная система позиционирования. Приемник индивидуальный для автомобильного транспорта. Технические требования.

12. ГОСТ Р 53703-2009 Системы мониторинга и охраны автотранспортных средств. Общие технические требования и методы испытаний.

13. ГОСТ Р 53860-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом. Требования к архитектуре и функциям.

14. ГОСТ Р 54023-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Система навигационного диспетчерского контроля выполнения государственного заказа на содержание федеральных автомобильных дорог. Назначение, состав и характеристики подсистемы картографического обеспечения.

15. ГОСТ Р 54026-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления городским наземным пассажирским транспортом. Назначение, состав и характеристики решаемых задач подсистемы информирования пассажиров.

16. ГОСТ Р 54027-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления грузовым автомобильным транспортом. Требования к архитектуре, функциям и решаемым задачам системы диспетчерского управления перевозками строительных грузов по часовым графикам.

17. ГОСТ Р 54028-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления междугородними пассажирскими перевозками. Требования к архитектуре, функциям и решаемым задачам.

18. ГОСТ Р 54029-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления специальным автомобильным транспортом муниципальных служб. Требования к архитектуре, функциям и решаемым задачам системы диспетчерского управления транспортом по вывозу твердых бытовых отходов.

19. ГОСТ Р 54030-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Системы информационного сопровождения и мониторинга городских и пригородных автомобильных перевозок опасных грузов. Требования в архитектуре, функциям и решаемым задачам.

20. Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления автомобильным и городским электрическим транспортом. Системы диспетчерского управления междугородними контейнерными грузовыми автомобильными перевозками. Требования к архитектуре, функциям и решаемым задачам. Проект национального стандарта.

21. Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления автомобильным и городским электрическим транспортом. Системы диспетчерского управления грузовым автомобильным транспортом. Назначение, состав и характеристики бортового навигационно-связного оборудования. Проект национального стандарта.

22. Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления автомобильным и городским электрическим транспортом. Системы диспетчерского управления специальным автомобильным транспортом муниципальных служб. Требования к архитектуре, функциям и решаемым задачам системы диспетчерского управления транспортом по уборке улиц. Проект национального стандарта.

23. Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления автомобильным и городским электрическим транспортом. Системы информационного сопровождения и мониторинга региональных автомобильных перевозок опасных грузов. Требования к архитектуре, функциям и решаемым задачам. Проект национального стандарта.

24. Глобальная навигационная спутниковая система. Системы диспетчерского управления автомобильным и городским электрическим транспортом. Системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом. Назначение, состав и характеристики решаемых задач подсистемы анализа пассажиропотоков. Проект национального стандарта.

25. Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Услуга базовая. Проект национального стандарта.

26. Глобальная навигационная спутниковая система. Автомобильная система вызова экстренных оперативных служб. Общие технические требования. Проект национального стандарта.

27. Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Протоколы обмена данными автомобильной системы вызова экстренных оперативных служб с инфраструктурой системы экстренного реагирования при авариях. Проект национального стандарта.

28. Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Программа и методики испытаний на соответствие требованиям по электромагнитной совместимости, стойкости к климатическим и механическим воздействиям. Проект национального стандарта.

29. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2005.

30. Н. Лисин. Лоскутная автоматизация, или как управлять «зоопарком» программ. 19.06.2009. http://www.bytemag.ru/articles/detail.php?ID=14862

31. Ксавьер Гилберт. Мастерство: Менеджмент / Пер. с англ.-М.: (Серия «Мастерство»), 1999.

32. The FRAME Architecture And The ITS Action Plan. Booklet of the E-FRAME Project, June 2011.

33. ISO 24531:2007 Intelligent transport systems -- System architecture, taxonomy and terminology -- Using XML in ITS standards, data registries and data dictionaries.

К 2013 году в Москве должна появиться интеллектуальная транспортная система (ИТС). За 210 миллионов долларов в ее пилотный проект должны войти единый диспетчерский центр, умные светофоры, уличные табло с информацией о пробках и объездных путях. ГЛОНАСС станет базовой навигационной системой. Мировые пионеры в индустрии ИТС - Корея, Сингапур и Япония, отдельные составляющие таких систем встречаются в Бостоне, Нью-Йорке, Лос-Анджелесе, Брисбене и Франкфурте. The Village проанализировал иностранный опыт и составил универсальный список обязательных элементов умной транспортной системы.

ПАССАЖИРАМ И ПЕШЕХОДАМ

В корейском Пусане центр управления транспортом оперирует терминалом автобусной информации. Он передает информацию на остановки (U-Shelter), где пассажиры могут узнать, почему маршрут задерживается. Терминал связан непосредственно с каждым автобусом. Если интерактивный экран на остановке не работает, то можно позвонить на горячую линию. В Сеуле работает точно такая же система, корейцы даже создали бесплатное автобусное приложение для iPhone. В английском Лестере динамическими табло с информацией о задержках автобусов оборудованы 22 маршрута и 250 машин. Информационного экрана на остановках нет, но можно отправить СМС-запрос за 25 пенсов и узнать, когда будет транспорт.

Единая карта оплаты проезда в Гонконге называется Octopus, в корейских городах Сеуле и Пусане - T-Money. С помощью таких карт можно оплачивать не только проезд на всех видах общественного транспорта, но и парковку, мелкие покупки в супермаркетах и билеты в кино. У проездного во Франкфурте-на-Майне нет такого набора возможностей, но он позволяет пересаживаться с электрички на метро и трамвай.

В Сингапуре на зебрах зелёный свет включается нажатием кнопки. Причём пожилой человек или инвалид может приложить к специальному считывателю свою смарт-карту, и у него будет больше времени для перехода на другую сторону улицы.

В Гонконге на нескольких дисках можно приобрести специальную электронную программу, которая содержит интерактивную карту дорог (Road Network Data) со всеми уличными знаками и спецсигналами (Digitized Traffic Aids Drawings) и данными по статистике пробок (Traffic Census Data). Для курьерских компаний Гонконга эта программа зачастую нужнее, чем бухгалтерское ПО. Обновления выходят регулярно.

ВОДИТЕЛЯМ

Систему автомобильной информации и связи (VICS) специалисты называют основой любой интеллектуальной транспортной системы. В Токио придорожные передатчики и маяки для неё установили ещё в 1995 году. Тогда же ведущие автопроизводители Японии стали делать навигаторы для машин с поддержкой VICS, и уже через несколько лет вся страна оказалась охвачена динамической информационной сетью. С её помощью всегда можно получить через GPS данные о загруженности дорог и возможных объездных путях.

По радиоканалам дорожных сообщений в Сингапуре и Сеуле регулярно передают сводки о загруженности ключевых участков и развязок. В час пик выпуски учащаются. Таких каналов может быть несколько: в Сингапуре работает четыре, а в Сеуле это официальное государственное радио.

Посетив многофункциональный транспортный портал корейского Инчхона, можно оценить ситуацию на дорогах и посмотреть трансляции с уличных вебкамер. Транспортная компания также предлагает интерактивную карту дорог - мини-копию диспетчерского центра. За движением транспорта в городе можно также наблюдать онлайн в Гонконге и Сингапуре.

Планировщик поездок в Сингапуре базируется на такси, потому что все машины имеют GPS-датчики, передающие информацию о перемещениях в диспетчерскую. Далее вычисляется средняя скорость движения по основным дорогам, чтобы постоянно корректировать данные планировщика, к которому можно обратиться и по телефону. Подобная система также работает во Франкфурте, но опирается в основном на веб-портал.

Дорожные знаки на светодиодах лучше видно, плюс они экономят электричество. Знаки, как и все внешние устройства ИТС, подключены к запасным генераторам и в случае коллапса продолжают работать. В гонконгской системе разные индикаторы включаются в разное время суток и в зависимости от загруженности соответствующего участка дороги. 27 светящихся табло в Нью-Йорке работают на транспортном узле аэропорта Ла Гуардия.

Система помощи при парковке в австралийском городе Брисбене - это мониторы с информацией о свободных местах, одновременно на таком экране высвечивается 6–7 адресов ближайших парковок. Центральная компьютерная система связана с ними через Wi-Fi.

Многополосное шоссе Gateway Motorway проходит через австралийский Брисбен и ведет на северо-восток, к аэропорту и на побережье штата Квинсленд. Здесь скапливались многокилометровые пробки. Дорогу решили сделать платной, но скопление машин на пунктах сбора денег только усугубило ситуацию. Автомобили выстраивались в гигантские очереди. В 2007 году на шоссе установили камеры, которые фотографируют номер машины - плата за проезд списывается с кредитной карты её владельца. Также запустили сайт , где каждый может проверить баланс и настроить подходящий режим оплаты.

ВЛАСТЯМ

С помощью камер J-Eye, установленных в Сингапуре, можно отслеживать пробки, а также неправильно припаркованные автомобили. В январе этого года за дорогами наблюдало более трёхсот таких камер с высоким качеством картинки и 1 453 обычных камер безопасности. Эвакуаторы прибывают на места аварий в среднем за 15 минут.

Система управления светофорами регулирует транспортные и пешеходные светофоры. На перекрёстках и развязках проложенные под асфальтом сенсорные провода определяют примерное число машин, скопившихся на данном направлении, и зелёный свет горит дольше для той магистрали, на которой нагрузка сейчас больше. В Гонконге из нескольких близко расположенных пересечений дорог часто делают одну «зелёную улицу», чтобы поток, свободно пройдя один перекрёсток, не задерживался на соседнем. В 2005 году компьютеризованные светофоры Лос-Анджелеса стали на поворотах первыми пропускать автобусы, в результате скорость езды автобусов по городу возросла на четверть.

Противопожарные датчики и детекторы загрязнения воздуха чаще всего необходимы в тоннелях, где возгорания и технические неполадки сложно засечь с камер наблюдения и где они представляют наибольшую опасность. Десятиполосный Большой бостонский тоннель - длинный подземный отрезок шоссе I-93, проходящий прямо под центром города - располагает несколькими десятками таких устройств.

Рис. 11. Варианты установки клапанов РОГ: а - первоначальная конструкция;

б - модернизированная конструкция В Ы В О Д Л И Т Е Р А Т У Р А

Наибольшей эффективностью обладает внешняя система рециркуляции отработавших газов по контуру высокого давления. Она позволяет организовать охлаждение и регулирование степени рециркуляции перепускаемых отработавших газов. Не приводит к преждевременному выходу из строя турбокомпрессора и засорению охладителя наддувочного воздуха ввиду возможности организовать поток отработавших газов мимо лопаток компрессора напрямую во впускной коллектор. Топливная экономичность двигателя лучше с рециркуляцией отработавших газов по контуру высокого давления вследствие меньших потерь на привод ротора.

1. Bosch: Системы управления дизельными двигателями: пер. с нем. - М.: Изд-во «За рулем», 2004. - 480 с.

2. Севиздрал, С. П. Обеспечение экологических показателей уровня Евро-4 и Евро-5 на автомобильных дизелях Минского моторного завода / С. П. Севиздрал, Г. М. Ку-харенок, В. И. Березун // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту: науково-виробничий збірник. - 2012. -№ 1 (14). - С. 95-105.

R E F E R E N C E S

1. Bosch: Diesel Engine Control Systems: Translation from German. - М.: Publishing House “Za Ruliom” (“Behind the Wheel”), 2004. - 480 p.

2. Sevizdral, S. P. Provision of Euro-4 and Euro-5 Ecological Indices in Automotive Diesel Engines of Minsk Motor Plant / S. P. Sevizdral, G. M. Kukharionok, V. I. Berezun // Visti Avtomobilno-Dorozhnogo Instituta (News of Automobile and Highway Institute): Science-Production Collected Works. - 2012. - No 1 (14). - P. 95-105.

Поступила 25.09.2013

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА КАК ИННОВАЦИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТА

Докт. техн. наук, проф. ГРАБА УРОВ В. А.

Белорусский национальный технический университет E-mail: [email protected]

INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM INNOVATIVE CONCEPT OF TRANSPORT DEVELOPMENT

Belarusian National Technical University

Приводится анализ передовых технологий, которые основаны на инновационном развитии транспортного комплекса страны на базе интеллектуальных транспортных систем. Предложено в качестве основной идеи при разработке долгосрочной концепции инновационного развития транспорта Республики Беларусь использовать интеллектуальные транспортные системы и всю концепцию долгосрочного инновационного развития транспорта. Сформулированы принципы создания концепции развития и приведено обоснование ее создания с позиции интеллектуальных транспортных систем.

Ключевые слова: транспортная система, интеллектуальная транспортная система, инновации, концепция развития.

The paper presents an analysis of the state-of-the-art technologies which are based on the innovative development of the transport sector of the country using intelligent transport systems. It has been proposed to use intelligent transportation systems and the whole concept of long-term innovative transport development as the basic idea while elaborating long-term concept of innovative transport development of the Republic of Belarus. Principles for creation of development concept have been formulated and substantiation of its creation from the perspective of intelligent transport systems has been given in the paper.

Наука итехника, № 1, 2014

Keywords: transportation system, intelligent transportation system, innovations, development concept.

Введение. Долгосрочная концепция развития транспорта, безусловно, должна быть инновационной, т. е. опираться на передовые достижения науки и техники. Основой инноваций могут быть собственные дорогостоящие фундаментальные научные исследования в области транспорта или достижения из других областей. При разработке долгосрочной концепции развития транспорта необходимо учитывать реальные возможности Республики Беларусь, поэтому сначала сформулируем принципы создания этой концепции.

1. Разработка долгосрочной инновационной концепции должна опираться на системный подход, содержащий новую идею, базирующуюся на современном или перспективном развитии науки и техники, а не на индуктивном подходе, предполагающем лишь небольшое улучшение уже существующих разработок.

2. С учетом ограниченных финансовых возможностей Республики Беларусь концепция в большей степени должна ориентироваться на интенсивное, а не на экстенсивное развитие транспорта. Под экстенсивным развитием подразумевается строительство новых дорог, транспортных развязок и т. д. Интенсивное развитие - это более эффективное использование существующих ресурсов без крупных дополнительных затрат.

3. Инновационное развитие предполагает лидерство. Но лидерство может опираться либо на собственные научные разработки в данной области, либо на перенесение достижений из продвинутых отраслей в данную область. Республика Беларусь как небольшое государство с ограниченными ресурсами не может позволить себе проводить широкие научные исследования по всем направлениям развития транспорта. Поэтому при разработке путей инновационного развития транспорта Беларусь должна опираться на достижения передовых отраслей науки и техники.

4. В последние десятилетия самой быстро-развивающейся инновационной областью являются информационно-коммуникационные технологии, что привело к перевороту во многих отраслях. Сегодня мы живем в информационной эпохе, пришедшей на смену индустриаль-

ной. В транспортной отрасли достижения информационно-коммуникационных технологий пока используются еще не в полной мере. Тем не менее в развитых странах на транспорте уже в течение 20 лет информационно-коммуникационные технологии развиваются под общим названием интеллектуальные транспортные системы (ИТС). ИТС впитывают в себя новейшие достижения высоких технологий, космической и авиационной техники. В развитых странах, а также в России ИТС фактически становятся рычагом развития всей транспортной отрасли.

5. ИТС в крупных экономических странах или объединениях (США, Европейский союз) охватывают очень широкий спектр задач, который для Беларуси может оказаться чрезмерно большим. Поэтому для наших нужд необходимо выбрать отдельные направления, оценку перспективности и полезности которых желательно проводить с помощью SWOT-анализа (силы - слабости - возможности - угрозы).

Интеллектуальные транспортные системы как возможная основная идея долгосрочной концепции инновационного развития транспорта. Толчком к появлению ИТС стали все нарастающие транспортные проблемы в мегаполисах. Скорость движения транспорта в городе на порядок меньше технических возможностей транспортных средств. Например, в Нью-Йорке - 33 км/ч; в Минске -17 км/ч; в Москве - 13 км/ч. Фактически автомобиль превращается в черепаху. И это при том, что технические возможности транспортного средства позволяют ездить на порядок быстрее. Можно, конечно, расширять дороги, строить автомобильные развязки, но в городах такие возможности ограничены, да и стоят они достаточно дорого. Поэтому сейчас главные усилия направлены не столько на совершенствование ходовых качеств автомобилей, сколько на системы управления ими.

ИТС пока еще не получили широкого распространения и не имеют общепризнанного толкования, поэтому попытаемся определиться с этим понятием. ИТС можно представить как компьютерные, информационные и коммуникационные технологии для управления транспор-

Наука итехника, № 1, 2014

том и транспортными сетями в реальном времени, включая перемещение людей и грузов.

Направление развития ИТС - создание единого информационного пространства, объединяющего транспортные средства, дорожное оборудование, диспетчерские залы и центры организации движения по всей стране. ИТС используются не только для автомобильного, но и для и железнодорожного и других видов транспорта (рис. 1).

ИТС имеют две главные цели:

Увеличение скорости движения транспортных средств;

Повышение безопасности на дорогах.

ИТС полезны как при перевозках на дальние расстояния, так и в городах. В международных перевозках - это создание надежных и эффективных транспортно-логистических цепочек на основе ИТС, глобальных навигационных систем мониторинга и автоматизированных систем учета товарно-сырьевых потоков (рис. 2).

Рис. 1. Интеллектуальные транспортные системы объединяют все виды транспорта

Наука итехника, № 1, 2014

Рис. 2. ИТС в международных перевозках

ИТС в дорожном движении - это обеспечение безопасного, удобного и бесперебойного движения транспорта в перегруженных мегаполисах. В городе ИТС полезны всем трем группам пользователей - пассажирам и пешеходам, водителям и городским властям.

Для пассажиров и пешеходов:

Информационная система для общественного транспорта;

Единая карта оплаты услуг;

Светофор по требованию;

Интерактивные комплекты «Умная дорожная сеть».

Для водителей:

Система автомобильной информации и

Радиоканалы дорожных сообщений;

Многофункциональный транспортный сайт;

Планировщик поездок;

Динамические дорожные указатели и табло;

Система помощи при парковке;

Автоматический сбор платежей за проезд по платным дорогам.

Для города:

Камеры J-Eye (Junction Electronic Eyes);

Система управления светофорами;

Противопожарные датчики и детекторы загрязнения воздуха.

Реализуются заданные функции с помощью подсистем ИТС. В мире нет единого мнения о количестве и составе таких подсистем. Единственной страной, которая поставила перед собой цель создать всеобъемлющую ИТС, являются США. Количество и состав подсистем определяются потребностями и возможностями заинтересованных организаций и ведомств. Например, в американской ИТС имеются 22 подсистемы, а в европейской - 16.

Американская ИТС содержит следующие подсистемы (приведены 12 из 22):

1) информационного обеспечения участников дорожного движения;

2) обеспечения безопасности;

3) управления дорожным движением (АСУ ДД);

4) управления коммерческим транспортом;

5) управления специальным транспортом;

6) управления грузовыми перевозками;

7) обеспечения интеграции с информационными порталами и СМИ;

8) доступа к персональной информации;

9) управления парковками;

10) маршрутизации транспорта;

11) управления сбором дорожной платы;

12) управления бортовым оборудованием.

В Евросоюзе в 1991 г. была создана Европейская ассоциация участников рынка интеллектуальных транспортных систем ERTICO, представляющая собой консорциум, в который входят все ведущие европейские производители, заинтересованные в развитии рынка ИТС, общественные организации, представители различных министерств и ведомств, инфраструктурные операторы связи, пользователи и прочие организации. Только перечень реализованных за последние годы программ ERTICO (всего более 20) позволяет судить о вкладе этой организации в обеспечение безопасности дорожного движения в странах Евросоюза:

1. ADASIS - использование точных картографических данных в средствах навигации для получения водителем прогноза ситуации.

2. AIDE - использование специального электронного оборудования и ПО, позволяющих концентрировать внимание водителя в момент обгона.

3. GST - развитие массового рынка открытых телематических услуг.

4. IP PReVENT - программа внедрения электронных устройств ADAS с превентивной информацией о возможных опасностях по ходу движения.

5. SAFESPOT - программа поддержки появления большего количества «умных» машин на «умных» дорогах.

6. AGILE - программа обеспечения коммерческого использования спутниковой системы Galileo.

7. CVIS - программа взаимодействия автомобилей и дорожной инфраструктуры.

8. ENITE - программа подготовки специалистов по интеллектуальным транспортным системам.

9. FRAME Forum - программа построения архитектуры для европейской ИТС и др.

Основой ИТС являются системы телекоммуникации, которые соединяют все элементы ИТС: датчики, размещенные по городу, информацию со спутников, о движущихся объектах, базы данных, наземные центры управления и т. д.

ИТС имеют три уровня архитектуры (рис. 3):

Сетевой инфраструктуры с каналами связи;

Наука итехника, № 1, 2014

Транспортный;

Институциональный: организации, политика, механизмы финансирования и бизнес-процессы,

необходимые для создания и эксплуатации ИТС.

Рис. 3. Три уровня архитектуры интеллектуальной транспортной системы

ИТС далеко выходят за рамки чисто инженерных задач (уровня сетевой инфраструктуры). Для их построения необходимо создать институциональную структуру, в которой будут участвовать проектные, научно-исследовательские, промышленные, управленческие, учебные организации. Эта структура должна иметь высокий уровень государственной поддержки.

ИТС - результат комплексных усилий ученых, проектировщиков, промышленников и управленцев. Они представляются на сегодняшний день не четко сформированной структурой, а скорее полезной, очень крупной, непрерывно развивающейся системой, может быть, даже мечтой. Тем не менее в развитых странах уже сейчас ИТС становятся рычагом развития отрасли, определяя стратегию расширения отдельных направлений.

Наука итехника, № 1, 2014

В Республике Беларусь ИТС находятся на зачаточном уровне: разрабатываются отдельные, не связанные между собой элементы. Делаются попытки создания ИТС Минска. На транспортных конгрессах уже обсуждаются проблемы и перспективы развития ИТС, но в предыдущих планах развития отрасли даже название это почти не применялось. Тем не менее в БНТУ открывается подготовка по специальности «Эксплуатация интеллектуальных транспортных систем на автомобильном и городском транспорте». Но необходим многосторонний развернутый подход к созданию в Беларуси ИТС, поскольку она является крупной системой, выходящей за пределы страны. Она должна быть унифицирована с международной ИТС, поэтому такую систему целесообразно создавать в сотрудничестве с Россией и европейскими странами, учитывая специфические особенности Республики Беларусь.

Россия последние годы уделяет большое внимание созданию и развитию ИТС. Эти системы строятся не только в Москве и Санкт-Петербурге, но и во многих крупных городах, к созданию технических средств подключаются предприятия высоких технологий, налаживаются международные связи, открываются новые производства. Проводятся конгрессы по ИТС. Россия подключается к европейским организациям, связанным с ИТС.

Развитие CALS-технологий. Интересно проследить аналогию между ИТС и CALS-технологиями. В 80-е гг. прошлого века при создании системы противоракетной обороны США столкнулись с необходимостью организации взаимодействия многих тысяч предприятий и поставок между ними. Бумажный документооборот делал эту логистическую задачу практически неразрешимой, так как при увеличении сложности изделия количество документации экспоненциально возрастает. Поэтому было решено создать громадную информационную систему, объединяющую всех участников, - CALS (Computer-Aided of Logistics Support - компьютерная поддержка логистических систем). В основе CALS были заложены две идеи: отказ от «бумажной» технологии, а также замена многочисленных автономных автоматизированных систем проектирования, подготовки производства и т. д. на интегрированную информационную среду.

Сначала CALS засекретили и применяли только в военной области. Затем разрешили использование в гражданской сфере США, так как CALS-технологии доказали очень высокую эффективность. Далее CALS рассекретили и начали применять в НАТО и развитых странах.

И вдруг произошло неожиданное: использование информационных технологий позволило не просто упростить взаимодействие между участниками, но и резко усовершенствовать все бизнес-процессы, что привело к повышению их эффективности до 50-70 %! Концепция CALS-технологий показана на рис. 4.

CALS-технологии оказались блестящей глубокой идеей, позволившей не только усовершенствовать логистику, но и серьезно улучшить работу предприятий на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ): маркетинга, проектирования, подготовки производства, изготовления, поставок, эксплуатации, сервисного обслуживания, модификации и утилизации. Произошла эволюция CALS-технологии от управления логистикой до поддержки ЖЦ, что нашло отражение в изменении понимания CALS:

1. Computer-Aided of Logistics Support -компьютерная поддержка логистических систем, 1980-е гг.

2. Computer-Aided Acquisition and Support -компьютеризированные поставки и поддержка, 1988 г.

3. Computer-Aided Acquisition and Lifecycle Support - поддержка непрерывных поставок и жизненного цикла, 1993 г.

4. Commerce At Ligth Speed - бизнес со скоростью света, 1995 г.

5. Computer Acquisition and Life-cycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции.

Фактически произошла революция в управлении бизнес-процессами ЖЦ и во взаимодействии между участниками совместного производства. Самым важным результатом является то, что в XXI в. нельзя рассчитывать на продажу сложных наукоемких изделий без использования CALS-технологий.

Развитые государства организовали более узкую и закрытую организацию под названием Международный CALS-конгресс (ICC). Официально заявлено, что ICC проводит политику неподдержания государств, отстающих в сфере CALS-технологий. Таким образом, CALS-технологии стали пропуском в клуб развитых стран.

Показателен печальный опыт знакомства Беларуси с CALS: в начале 2000-х гг. Вьетнам хотел купить у нас крупную партию автомобилей, но затем отказался, так как Беларусь не смогла изготовить эти машины с использованием CALS-технологий. Поэтому в Республике в 2005 г. была создана Государственная программа CALS. Участниками этой программы на первых этапах являются: ОИПИ НАН Беларуси в качестве координатора, МТЗ, МАЗ, ОАО «Витязь», а также БелГИСС - для решения вопросов стандартизации.

Наука итехника, № 1, 2014

Рис. 4. Концепция ИТС и CALS-технологии: есть ли сходство? ИТС развиваются по аналогичному с CALS пути: использование информационнокоммуникационных технологий, создание единого информационного пространства, замена бумажного документооборота на электронный. ИТС также обладают большим потенциалом, так как опираются на бурно развивающиеся информационные, телекоммуникационные, авиационные, космические и другие высокие технологии. Существует вероятность, что в будущем ИТС и CALS будут взаимодействовать, так как цели и подходы у них близкие. В БНТУ открывается подготовка специалистов по интеллектуальным транспортным системам и CALS-технологиям.

СЛЬБ-технодогий

Долгосрочная концепция развития транспорта должна опираться на передовые достижения науки и техники. При разработке долгосрочной концепции инновационного развития транспорта необходимо учитывать реальные возможности Республики Беларусь, а в качестве основной идеи использовать интеллектуальные транспортные системы. Концепцию долгосрочного инновационного развития транспорта создавать с позиций ИТС.

Поступила 13.06.2013

УДК 621.26:629.244:629.2293

ВОЗМОЖНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ И БИРОТАТИВНОЙ ЭЛЕКТРОМАШИНОЙ

Канд. техн. наук, доц. МИХАЙЛОВ В. В., магистр техн. наук СНИТКОВ А. Г.

ГНУ «Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси»

Е-mail: [email protected]

POSSIBILITIES FOR AUTOMATIC CONTROL OF HYDRO-MECHANICAL TRANSMISSION AND BIROTATING ELECTRIC MACHINE MIKHAIWV V. V., SNITKOV A. G.

SSI (State Scientific Institution) “Joint Institute of Mechanical Engineering of National Academy of Sciences of Belarus”

Представлены математические модели и результаты виртуального исследования выбранных параметров движения мобильной машины, оснащенной гидромеханической и модернизированной трансмиссиями. Машина испытывалась в одинаковых технологических циклах и была оборудована универсальной системой автоматического управления. Изменение структуры и типа силовой передачи получено алгоритмом управления, в том числе дополнительной реверсивной электрической машиной, подключаемой на определенных режимах эксплуатации.

Реализация предложенной концепции позволяет получить и проверить более совершенный С-код системы управления, улучшить эксплуатационные качества трансмиссии, повысить эффективность машины, уменьшить буксование и износ шин путем использования безвозвратно расходуемой в обычных случаях энергии торможения для последующего ее полезного использования.

Ключевые слова: гидромеханическая передача, гибрид, автоматическое управление, электрическая машина, математическая модель.

В настоящее время отсутствует единообразное понимание термина "интеллектуальные транспортные системы".

Диапазон смешения понятий крайне широк - от отождествления с автоматизированными системами управления (АСУ) до глобального объединения информационных баз данных транспортного комплекса по всей стране и автоматической системы на основе искусственного интеллекта.

Представляется, что обобщающим может быть следующее определение:

ИТС - система, интегрирующая современные информационные, коммуникационные и телематические технологии, технологии управления и предназначенная для автоматизированного поиска и принятия к реализации максимально эффективных сценариев управления транспортной системой региона, конкретным транспортным средством или группой транспортных средств в целях обеспечения заданной мобильности населения, максимизации показателей использования дорожной сети и транспортной инфраструктуры, повышения безопасности и эффективности транспортного процесса, комфортности для водителей и пользователей транспорта.

Глобальная цель ИТС - создание системы мониторинга и управления транспортной системой в режиме реального времени для повышения качества транспортных услуг, снижения транспортных затрат, улучшения экологии и безопасности.

Цели ИТС:

повышение уровня безопасности движения;

повышение пропускной способности и провозной возможности транспортной инфраструктуры;

обеспечение высокого качества транспортного обслуживания всех пользователей;

снижение вредного воздействия транспортного комплекса на экосистему;

повышение качества планирования и управления в области транспортного комплекса и транспортной инфраструктуры;

поддержание в надлежащем состоянии транспортной сети.

Задачи развития ИТС:

обеспечение динамичного развития торгово-транспортных узлов и интермодальных перевозок грузов;

снижение издержек и увеличение скорости сообщения на всех видах транспорта на основе создания системы управления транспортными потоками в реальном масштабе времени;

сокращение количества и тяжести аварий и дорожно-транспортных происшествий;

обеспечение безопасности объектов транспортной инфраструктуры;

обеспечение оперативного автоматизированного контроля движения транспорта и оперативного управления им;

повышение информированности участников дорожного движения;

уменьшение массы выбросов вредных веществ;

развитие систем электронных платежей на транспорте.

Приоритетные подсистемы ИТС:

• 1. Мониторинг параметров транспортных потоков (обеспечение отслеживания изменения транспортных потоков на всех перегонах и на всех развязках, создание постоянно действующей транспортной модели, работающей в режиме реального времени) и т.д.
• 2. Видеонаблюдение (полное видеопокрытие сети, создание единой системы предоставления онлайн-видеоинформации, обеспечивающей оповещение дежурных служб).
• 3. Выявление инцидентов (покрытие подсистемой развязок, мостовых сооружений, мест концентрации дорожно-транспортных происшествий (ДТП).
• 4. Метеомониторинг (управление информацией о погоде на дорогах, в том числе прогнозирование погоды на дорогах, создание единой системы метеомониторинга с метеослужбами).
• 5. Информирование участников дорожного движения (предварительное информирование, информирование в процессе движения).
• 6. Управление движением (внедрение ситуационного управления дорожным движением, обеспечение координации между управлением движением на скоростных автомагистралях и управлением уличным движением).
• 7. Весогабаритный контроль (внедрение единой системы весогабаритного контроля на всех автомобильных дорогах).
• 8. Мониторинг работы дорожной техники (внедрение единой системы мониторинга дорожной техники).
• 9. Связь и передача данных (надежная и качественная связь, позволяющая обеспечивать функционирование комплекса сервисных услуг для всех участников дорожного движения).

Базовые критерии оценки эффективности реализации функций ИТС:

сокращение времени пребывания пассажиров в пути (снижение затрат времени пользователей наземного транспорта за счет сокращения средней продолжительности поездки, увеличения скорости доставки);

снижение себестоимости перевозок (снижение расхода топлива и износа транспортных средств за счет сокращения продолжительности и числа заторов, возможности заранее спланировать маршрут поездки);

снижение экологической нагрузки (уменьшение бросовой транспортной работы).

ИТС - это большой комплекс сервисных услуг, предоставляемых пользователям. Набор этих услуг может формироваться и расширяться в зависимости от поставленных целей в рамках, определяемых национальными стандартами ИТС. В ином случае гарантировано получение локальных подсистем, не сопрягающихся ни между собой, ни с системой в целом.

Формирование инновационных технологий ИТС основывается, прежде всего, на принципе модернизации, реинжиниринга действующей транспортной инфраструктуры. При масштабах транспортных систем и множестве технологий этот процесс не может затронуть все подсистемы и элементы одновременно. Отсюда следуют важные принципы поэтапного развития и модульности создания ИТС.

Идея ИТС в глобальном масштабе во многом реализована в гражданской авиации. Благодаря стандартам и руководящим документам ИКАО управление международными полетами, работой аэропортов и обслуживанием пассажиров с использованием информационных и коммуникационных технологий в концептуальном и технологическом плане гармонизированы. Все воздушные суда имеют средства связи, автономную спутниковую навигацию, системы автоматического пилотирования, предотвращения столкновений в воздухе, управления посадкой и др. Наземные службы располагают технологиями постоянного контроля и управления в условиях плотного и эшелонированного воздушного движения.

Сфера продвижения ИТС в мировой практике варьируется от решения задач в интересах общественного транспорта, существенного повышения безопасности дорожного движения, ликвидации заторов в транспортных сетях, повышения производительности интермодальной транспортной системы (включая автомобильный, железнодорожный, воздушный и морской транспорт) до экологических и энергетических проблем.

ИТС как сервисная система, классифицируя получателей услуг, определяет пять типов пользователей ИТС:

участники дорожного движения;

пассажиры общественного транспорта;

перевозчики грузов и пассажиров;

транспортные операторы и службы эксплуатации транспортной инфраструктуры;

службы экстренной помощи (МЧС, МВД, скорая помощь и т.п.).

Наиболее активно развиваются такие базовые технологии ИТС для транспортной инфраструктуры и транспортных средств, как:

борьба с задержками транспортных средств и заторами в транспортных сетях;

повышение производительности интермодальной транспортной системы;

существенное повышение безопасности дорожного движения.

Второе направление развития ИТС, которое активно продвигается последние 15 лет в Европе, США, Японии, Южной Корее, - это реализация концепции "интеллектуального автомобиля".

Под термином "бортовые интеллектуальные системы" в Европейской экономической комисии ООН понимают системы, установленные на автомобиле в целях повышения его безопасности и использующие информацию, которая поступает как непосредственно от бортовых датчиков автомобиля, так и от дорожной инфраструктуры или других источников.

В настоящее время находятся в продаже или проходят полигонные испытания более десяти типов бортовых ИТС:

система поддержания дистанции в плотном транспортном потоке;

система удержания автомобиля на полосе;

система оповещения об усталости (дремоте) водителя;

система предотвращения боковых столкновений;

система удержания автомобиля при движении по кривой;

система обнаружения мотоциклистов и др.

Бортовые ИТС реализуют как минимум четыре функции:

оказание помощи водителю в предвидении дорожной обстановки;

побуждение водителя к действиям по предотвращению опасной ситуации;

снижение утомляемости водителя с перераспределением части нагрузки по управлению автомобилем на ИБС;

автоматическое переключение управления на ИБС, в случае если водитель самостоятельно не смог выполнить необходимые действия по предотвращению ДТП, либо снижение тяжести последствий ДТП.

Уже первые опыты использования бортовых интеллектуальных систем показали, что они способны уменьшить число ДТП на 40 %, а число ДТП со смертельным исходом - на 50 %. Сегодня в Японии ИТС-оборудование устанавливается штатное на всех автомобилях высокого и среднего класса.

Необходимо разработать единый подход к оценке безопасности бортовых ИТС, на основе которого в дальнейшем будут установлены обязательные технические требования к ним. Эта задача решается в рамках ЕЭК ООН, где осуществляется разработка технических требований и объединены усилия представителей органов государственной власти стран, подписавших международные соглашения в сфере безопасности автотранспортных средств. В этом же направлении работает международная программа "Транспортные средства повышенной безопасности", осуществляемая правительствами ряда государств.

3. Современные тенденции развития интеллектуальных транспортных систем в мире

В условиях современной мировой экономики ни одна отрасль, включая и транспорт, не может успешно развиваться без концептуального определения политики, стратегических целей и приоритетов, выбора средств их достижения с учетом эффективного использование наличных ресурсов.

Проблема развития ИТС приобрела стратегический характер и не реализуема без непосредственного участия государства. Отсутствие системной работы в данном направлении в конечном итоге блокирует развитие рынка ИТС, останавливая его на уровне оказания коммерческих услуг с использованием локальных компонентов ИТС. Опыт стран Евросоюза, США, Японии, Китая и других государств в продвижении проектов ИТС показывает, что в условиях рыночной экономики только единая государственная политика позволяет объединить усилия государства, бизнеса всех уровней и секторов экономики в решении общенациональных задач в транспортном комплексе.

При этом необходимо отметить, что степень и сроки реализации целей научно-технологического развития, а также сама возможность достижения стратегических целей ИТС определяющим образом зависят от достижения конструктивного консенсуса государства, бизнеса и науки.

Многие технологии ИТС первоначально были разработаны в США, но институциональные, организационные и политические препятствия позволили взять на себя инициативу другим странам.

США по многим направлениям отстают от мировых лидеров в совокупности развертывания ИТС, в частности в предоставлении информации о движении в режиме реального времени, интеграции транспортного средства с транспортной инфраструктурой, принятии компьютеризированных дорожных сигналов и максимальном повышении эффективности систем ИТС. Такой вывод сделан в докладе Вашингтонского аналитического центра Фонда информационных технологий и инноваций, опубликованном Национальной академией наук в июне 2010 года. Это расценивается как результат излишней ориентированности на то, что "частный сектор может разрабатывать и развертывать ИТС-технологии сам по себе, когда на межштатном уровне действует принцип «у каждого государства свой подход".

Переплетение местной и корпоративной ответственности за управление на дорогах США - препятствие, с которым на определенном этапе сталкивался Европейский союз и в ближайшей перспективе столкнутся государства Содружества.

В 2008 году Комиссия Европейского союза приняла План действий ускоренного развертывания ИТС в Европе и координации ИТС на автомобильном транспорте с другими видами транспорта. На тот момент Комиссия ЕС констатировала, что в этой сфере "услуги развернуты на фрагментарной основе, что привело к лоскутному одеялу из национальных, региональных и местных решений без четкого согласования, ставя под угрозу целостность единого рынка". Приводился пример, когда водитель грузовика, передвигающегося внутри европейской сети автомагистралей, должен был иметь не только аппаратуру GSM и системы навигации на борту, но и до трех и более различных электронных устройств систем оплаты в государствах - членах ЕС, границы которых он пересекает.

7 июля 2010 года Европейский парламент и Совет Европы приняли новую правовую основу - Директиву 2010/40/EU, устанавливающую единые условия и стандарты для всех государств - членов ЕС. Комиссии ЕС поручено провести проверку соответствия существующих систем. Для гарантии скоординированной деятельности ИТС Евросоюз ввел условия, стандарты и спецификации, которыми будут руководствоваться все государства - члены ЕС.

Директива выделяет четыре приоритетных направления развития ИТС:

1. Оптимальное использование дорог и информации о дорожном движении.

В современном мире производство и распределение товаров во многом зависит от организации эффективных и экономичных логистических цепочек транспортировки грузов на территории ЕС и за его пределами точно в срок, особенно в части доставки товаров.

Инструменты ИТС являются основным средством поддержки эффективного управления логистическими цепочками в реальном времени, в частности, путем обмена электронными данными между государственными органами и заинтересованными сторонами при пересечении границ.

2. Непрерывность управления дорожным движением и грузовыми перевозками на европейских транспортных коридорах и в городских агломерациях.

Технологии ИТС имеют большое значение для развития логистики грузовых перевозок, предусматривающей предоставление в реальном масштабе времени информации о местонахождении и состоянии перевозимых грузов (особенно опасных грузов и животных).