Интеллектуальная транспортная система

Понятие интеллектуальной транспортной системы по определению включает в себя:

• моделирование транспортных систем;
• регулирование транспортных потоков.

В интеллектуальных транспортных системах (ИТС) соприкасается индустрия автотранспорта и индустрия информационных технологий. Основными целями ИТС являются:

• информативность и безопасность;
• переход на качественно новый уровень информационного взаимодействия всех людей, участвующих в дорожном движении.

Это не значит, что для внедрения ИТС достаточно установить технические средства, обеспечивающие транспортное моделирование и регулирование транспортных потоков – гораздо важнее определить цели, для которых все это делается. Поэтому мы рассмотрим не технические средства, а задачи, которые они должны выполнять.

Что должна делать ИТС

Как и любая автоматизированная система управления, ИТС должна:

• собирать информацию об управляемом объекте, то есть о транспортных потоках;
• анализировать полученную информацию;
• оказывать на управляемый объект воздействие прямым или косвенным путем.

Откуда брать информацию? От установленных на дорогах датчиков и детекторов. Что нужно для проведения анализа? Нужна некая модель, заложенная в систему, определяемая задачами, поставленными перед ИТС, к которой вся система должна стремиться.

Моделирование транспорта

Модель в системе транспорта может быть математической, учитывающей законы движения транспорта в виде уравнений и формул, или имитационной, имитирующей поведение водителей, движение транспортных средств, работу светофоров. Практически оба вида моделей используются в виде какой-то смеси.

Математику моделирования используют в основном макро-модели, работающие на уровне страны, региона, города и оценивающие пропускную способность улиц, использование автомобилей населением и другие глобальные параметры. Такие модели просчитывают реакцию на перекрытие улиц, достаточность пропускной способности магистралей.

Микро-модель, рассматривающая отдельный перекресток или транспортную развязку, учитывает количество полос движения, наличие спусков и подъемов, мощность двигателей, правила движения. Если на вход такой модели подать данные из макро-модели о количестве проходящих в данный момент автомобилей, трамваев и т.д., о соблюдении водителями правил движения и парковки, микроуровень достаточно точно будет имитировать реальный транспортный поток.

Создав транспортную модель, можно проводить эксперименты, проверяя, как повлияет на движение машин установка или перестройка светофора, организация одностороннего движения, запрет поворотов. Можно оценить изменения при проведении спортивных соревнований, при строительстве торгового центра или жилого микрорайона. Поддерживать такую модель в рабочем состоянии непросто – в нее надо вводить все изменения дорожной обстановки. Зато выгода ее для транспортного хозяйства города несомненна.

Когда необходима ИТС

Большинство проблем движения транспорта по улицам города удается решить обычными средствами организации движения. А вот если их недостаточно, ИТС становиться необходимой.

Наиболее часто ИТС представлена «умными светофорами» с координированным управлением и информационными цифровыми табло перед развилками. К информационным средствам относятся и Интернет-сервисы вроде Яндекс-пробок, навигационные сервисы для водителей. По сути они тоже являются частью ИТС.

Но в полной мере ИТС начинает действовать, когда объединенные в общую сеть управления светофоры не просто управляются из центрального офиса, а подчиняются компьютеру, в который заложен специальный алгоритм. Транспортная модель позволяет определить параметры, которые необходимо ввести в работу светофоров для того, чтобы движению по улицам создавалось как можно меньше помех.

Модель должна включать в себя все установленные на улицах элементы ИТС, а ее алгоритм должен учитывать реакцию водителей на подаваемые им сигналы. Так, если на табло высвечена рекомендация об изменении маршрута, то 20% водителей ее проигнорируют и поедут прежним путем, что повлияет на транспортные потоки.

Модели могут рассматривать сложные управляющие сценарии, быстро реагировать на реальное изменение дорожной обстановки, разрабатывать автоматически новые сценарии, лучше прежних приводящие к конечной цели. А цель эта – отсутствие пробок на улицах и свободное движение всех видов транспорта.

Так что понятие ИТС не ограничивается следящим оборудованием на столбах и управляемыми с общего пульта светофорами. Подлинный интеллект системы – это управляющие алгоритмы, моделирующие транспортные ситуации, а также процесс их разработки, отладки и внедрения.

Автор: Станислав С