Научные публикации


ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ











Литвин Е.В.

Член президиума МОО «Координационный
совет по организации дорожного движения»


Бурнинова О.А.,
эксперт в сфере управления дорожного движения

В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед дорожной отраслью Российской Федерации, является обеспечение устойчивого и эффективного функционирования транспортных систем в городах. Анализ современного состояния транспортных систем позволяет констатировать увеличение суммарных затрат времени на ожидание выполнения транспортных операций, недостатки мощностей транспортной инфраструктуры, низкий уровень управления транспортными потоками и стихийное формирование обособленных элементов систем управления, отсутствие единой скоординированной научно-технической политики, что, в итоге, может сделать трудоемким переход транспортного комплекса на инновационный путь развития. В связи с этим необходима разработка высокоэффективных комплексных решений в сфере организации и управления дорожным движением.

Существуют несколько основных направлений решения проблем в сфере организации и управления дорожным движением – это проведение организационных мероприятий (ограничение движения, введение платного проезда и т.д.), осуществление мер градостроительного характера (строительство дорог-дублеров, мостов, тоннелей, подземных переходов, эстакад, объездов вокруг городов и т.д.) и совершенствование организации дорожного движения посредством внедрения Автоматизированных систем управления дорожным движением.

Осуществление мер градостроительного характера сопровождается значительными финансовыми и временными затратами. Проведение организационных мероприятий не в полной мере позволяет улучшить дорожно-транспортную ситуацию в городах, приводит к снижению мобильности населения и, соответственно, возникновению социальной напряженности.

Исходя из этого, с учетом нынешней ситуации на дорогах, наиболее перспективным и оптимальным решением по совершенствованию организации дорожного движения, как показывает зарубежный опыт многих развитых стран, является повсеместное развитие Автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУДД) с применением адаптивных методов управления.

Стоит отметить, что для этого имеются все необходимые предпосылки. Прежде всего, эти мероприятия могут быть реализованы в кратчайшее время с минимальными затратами по сравнению с дорожным строительством. Во-вторых, внедрение подобных систем позволит максимально использовать возможности имеющейся улично-дорожной сети и максимально учитывать потребности участников дорожного движения. В-третьих, развитие адаптивных АСУДД является одним из наиболее оперативных, доступных и эффективных методов совершенствования организации дорожного движения в современных все усложняющихся дорожных условиях на городских магистралях и на улично-дорожной сети городов.

Эксплуатирующиеся в настоящее время в городах России АСУДД в большинстве случаев относятся к системам первого и второго поколения, где управление транспортными потоками осуществляется по жестким планам координации, и при этом не учитывается реально складывающаяся ситуация на дорогах. Существенным недостатком является изначально заложенная в них функциональная ограниченность, отсутствие совместимости оборудования системы при ее наращивании, узкоспециализированная ориентированность линий связи, естественный износ оборудования и небольшая территория применения (как правило, охватывает небольшой район в пределах города). Вследствие этого они практически не оказывают существенного влияния на управление транспортными потоками и не помогают избежать серьезных заторов на улично-дорожной сети городов.

Также следует отметить, что не менее важной проблемой является отсутствие сбалансированной нормативной правовой базы, нормативных требований к унификации используемых средств и организационно-технических решений, обеспечивающих реализацию АСУДД. Оценка действующего федерального, регионального и муниципального законодательства, регламентирующего деятельность в сфере реализации АСУДД, существующей системы планирования проведения работ по реализации АСУДД, показала отсутствие территориальной и целевой согласованности реализации проектов внедрения АСУДД.

Действующая система стандартизации Российской Федерации, регулируемая ФЗ «О техническом регулировании», раскрыта несколькими общими национальными стандартами. В результате чего наблюдается ситуация внедрения разнородных систем и оборудования (в том числе, программных средств), замкнутых на одном производителе, и невозможности их модернизации с учетом использования современного оборудования. Кроме того, существенной проблемой является отсутствие своевременного обновления действующих нормативно-технических документов в сфере систем управления дорожным движением. Значительная их часть была разработана более 10 - 20 лет назад. В связи с этим возникают сложности при проектировании подобных систем в городах ввиду отсутствия необходимых требований к аппаратно-программной части АСУДД, протоколам передачи данных и т.д.

Поэтому на сегодняшний день очень важно проработать все вопросы, касающиеся проектирования, внедрения и эксплуатации современных адаптивных систем управления, отвечающих принципам открытости архитектуры и протоколов связи, масштабируемости и надстраиваемости.

К настоящему времени в мире накоплен богатый опыт создания и внедрения АСУДД в адаптивном режиме, который доказал, что проведение мероприятий в сфере создания систем управления дорожным движением позволяет достичь следующих результатов:

- снижение транспортных задержек на 15 – 40%;

- повышение пропускной способности улично-дорожной сети на 10 – 15% при незначительных капиталовложениях;

- сокращение времени поездки на 15-20 %;

- уменьшение вредных выбросов на 20-25%.

Как правило, в зависимости от территории их применения и поставленных задач четко прослеживается разделение автоматизированных систем по функционалу. Эти различия обуславливают дифференциацию в архитектуре, составе подсистем управления, типах применяемого оборудования и т.п. Например, при построении АСУДД на улично-дорожной сети городов важной задачей является оптимизация транспортных потоков за счет светофорного регулирования, на магистральных дорогах – поддержание безостановочного движения за счет обеспечения своевременной информации о различных условиях движения и метеорологической обстановки.

В настоящее время АСУДД, функционирующие в адаптивном режиме, установлены во многих зарубежных странах (США, Франция, Италия, Япония, Германия, Канада и др.).

Например, в США и странах северной Европы особое внимание уделяется автоматическому мониторингу метеорологической и экологической обстановки на автодорогах, что обусловлено проблемами их зимнего содержания. В штате Пенсильвания успешно функционирует система, обеспечивающая гибкое регулирование разрешенной скорости движения на межгородских магистралях в зависимости от погодных условий. В этой системе в единую информационную сеть интегрированы табло с изменяющейся информацией, метеостанции и детекторы транспорта.

В Италии в целях оптимизации движения на улично-дорожной сети успешно функционирует адаптивная система управления городским транспортом «UTOPIA». Основной концепцией данной системы является предоставление приоритета определенным видам общественного транспорта на перекрестках со светофорным регулированием и повышение мобильности частных автомобилей при возникновении задержек. «UTOPIA» представляет собой иерархическую систему на основе применения интеллектуальных транспортных контроллеров, аппаратной и программной логики, линий связи и детекторов транспорта. Работа системы основана на сборе и анализе текущих данных, поступающих с детекторов транспорта, и данных с навигационного оборудования общественного транспорта, если задействована программа его приоритета. В зависимости от ситуации позволяет работать либо полностью в адаптивном режиме, либо в режиме выбора плана координации. При этом UTOPIA способна работать с системами информирования участников дорожного движения, мониторинга и управления парковками, мониторинга окружающей среды и маршрутного ориентирования.

Во Франции разработана концепция системы CLAIRE для реализации управляющих воздействий в условиях заторов. Эта система совместима с большинством существующих автоматизированных систем управления движением, поскольку CLAIRE вырабатывает универсальные решения, которые не зависят от типа технических средств и методов управления. Методология CLAIRE впервые была применена в Тулузе и позволила выработать согласованную стратегию управления, которая учитывает цели всех категорий участников дорожного движения.

Системы автоматизированного управления городским пассажирским транспортом (АСУ ГПТ) хорошо развиты в Японии, Германии, Великобритании. В последнее десятилетие все шире применяется контроль движения транспорта, основанный на спутниковой навигации, однако наиболее обширная зарубежная система - Eurobus, управляющая движением автобусов, основана на использовании маяков.

В Европе серьезно занимаются управлением въездов на магистральные дороги, что предотвращает образование заторов. При этом заторы очень часто возникают на автомагистралях и на дорогах, соединяющих городские районы. В таком случае очень важной является интеграция управления на въезде с общегородской системой управления движением транспортных потоков. По результатам проведенных исследований была доказана эффективность метода управления въездами (Ramp Metering), который позволил повысить пропускную способность на автомагистрали на 5 %, городской сети на 13 %, способствовал улучшению поведения водителей, привел к уменьшению количества ДТП.

Таким образом, практически во всех Европейских странах существуют национальные программы развития АСУДД с переходом на более комплексное решение транспортных проблем путем внедрения интеллектуальных транспортных систем. Большое разнообразие таких программ есть на территориальном уровне – города, системы скоростных магистралей.

Принимая во внимание все вышесказанное, стоит понимать, что существующий уровень развития АСУДД в России не сразу позволит перейти на уровень развития современных систем управления. Развитие АСУДД должно основываться на системном подходе, формируя АСУДД именно как совокупность отдельных модулей и основываться на модернизации и реинжиниринге действующих транспортных систем по принципу поэтапного развития и модульности создания.

В связи с обширностью территории, разнообразием климатических условий, организации дорожной сети, многообразием задач, которые должны решать конкретные АСУДД на дорогах и в городах, установление одного или нескольких жестких архитектурных решений АСУДД для России нецелесообразно. Предлагается использовать унифицированную архитектурную платформу, основанную на принципах открытости архитектуры и протоколов связи, модульности, надстраиваемости и масштабируемости, что обеспечит гибкое изменение функциональных возможностей АСУДД, оптимальное для каждого конкретного случая.

Для обеспечения эффективного и полноценного управления транспортными потоками современные АСУДД должны состоять из логически взаимосвязанных подсистем, оснащённых специализированными аппаратно-программными средствами и реализующих специальные функции. Это могут быть подсистема управления дорожным движением, подсистема мониторинга транспортных потоков и видеонаблюдения за транспортной ситуацией, подсистема мониторинга метеорологической и экологической обстановки, подсистема информационного обеспечения участников дорожного движения и т.д.

В зависимости от поставленных задач, сложности объекта управления и территории применения АСУДД может быть как централизованной (управление осуществляется из Центрального управляющего пункта) так и децентрализованной (управление происходит на зональном уровне).

На настоящей стадии развития АСУДД в России очевидно обоснованным представляется подход в возможности централизованного управления сложными районами улично-дорожной сети и магистральными улицами (дорогами) на основе гибкой смены режимов управления, их общей и местной коррекции в зависимости от текущей транспортной ситуации. С этой целью целесообразно использование интеллектуальных дорожных контроллеров с открытыми протоколами управления и связи и поддерживающих адаптивное координированное и адаптивное сетевое управление.

Для ускорения процесса внедрения и функционирования систем управления с учетом действующего законодательства необходимо на:

федеральном уровне:

- разработать методологические подходы и нормативную правовую среду, обеспечивающие формирование стратегии развития АСУДД;

- выработать подходы к формированию национальной концепции АСУДД;

- разработать нормативные документы, методические рекомендации и руководства по формированию и реализации планов и программ в сфере управления дорожным движением;

- обеспечить соответствие деятельности местных органов власти в данной сфере принципам государственной политики средствами экспертизы, надзора и контроля;

региональном уровне (за исключением городов федерального значения):

- обеспечить регулирование взаимодействия органов власти муниципальных образований, входящих в состав региона, при разработке и реализации планов и программ управления дорожным движением местного уровня;

- обеспечить согласование конкретных мероприятий в данной сфере, проводимых местными властями, в случае если эти мероприятия затрагивают дорожную сеть регионального значения.

местном уровне (в том числе для городов федерального значения):

- разработать, реализовать программы мероприятий по управлению дорожным движением на основе принятых документов территориального планирования и планировки территории.

Для решения основополагающих задач в сфере стандартизации АСУДД необходимо, прежде всего, проведение следующих мероприятий:

- совершенствование нормативно-технической базы в сфере АСУДД, в том числе, гармонизация с зарубежными требованиями, пересмотр с учетом последних научных исследований существующих стандартов и разработка регламентов и стандартов для системы и ее компонентов, регламентация требований к информационному обмену между компонентами системы и внешними системами, требования к их совместимости и т.д.;

- создание специализированного структурного подразделения (технического комитета), координирующего деятельность в сфере разработки нормативных правовых и нормативно-технических документов в сфере АСУДД на основании имеющегося опыта зарубежных стран, являющихся членами международной организации по стандартизации ISO и т.д.

При разработке и внедрении АСУДД необходимо привлечение надежных специализированных организаций со значительным опытом в сфере организации и управления дорожным движением.