Н.
А. МуравьеваАннотация. В статье проведен анализ исследований в области проблем управления городскими транспортными системами, определены методы, подходы и технологические решения, используемые при их построении; рассмотрена структура системы городского транспортно-логистического мониторинга и проанализирован состав ее подсисте.
Ключевые слова: транспортные потоки,идентификация, система, связь, модель, мониторинг, управление, анализ, построение
Исследование проблем построения эффективных систем управления транспортными потоками городов активно ведется в настоящее время Российскими и зарубежными научными коллективами. Можно выделить следующие области исследований:
• анализ телематических и интеллектуальных транспортных систем: технологии адаптивного управления дорожным движением, обзор развития прикладных программ в области телематики; возможности построения интеллектуальных систем управления транспортными потоками на базе имитационного моделирования дорожного движения; принципы построения автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУДД), технические средства светофорного регулирования, устройства центрального управляющего пункта и контрольно-проверочной аппаратуры;
• управление процессом распределения транспортных потоков: подходы к исследованию транспортных потоков с помощью теории экономического равновесия и математических методов моделирования на макро- и микро-уровнях.[2]
• управление на основе агентных и мультиагентных архитектур, оптимизация городских перевозок; оценка прогнозов выбросов от транспортных средств и состояния транспортной инфраструктуры;
• построение матриц корреспонденций, алгоритм расчета пассажирских корреспонденций пригородного сообщения; методика определения емкости транспортных центральных районов по прибытию и отправлению автомобилей с использованием информации, полученной от автоматизированных транспортных информационных систем;[3]
• построение систем местоопределения подвижных транспортных объектов: особенности сетей третьего поколения стандарта UMTS; сведения по устройству и применению спутниковых систем позиционирования ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США); системы слежения за мобильными транспортными объектами на геоинформационной системе StarView;
• построение систем идентификации и аутентификации подвижных транспортных объектов: анализ технологий современных средств электронной идентификации способы идентификации грузов; возможность использования технологии радиочастотной идентификации в системах оплаты проезда пассажирского городского транспорта, достоинства и недостатки; внедрение систем электронной паспортизации дорог;
• построение систем транспортного мониторинга, видеопоток в реальном времени со скоростью 20 кадров/сек и регистрация подвижных объектов по характерным признакам; системы наблюдения за транспортными потоками с использованием навигационных данных, передаваемых с мобильных станций по каналам GSM/CDMA или по каналам спутниковой связи при наличии приемников/ навигаторов GPS/ГЛОНАС.
Выделяют следующие направления исследований:
1) построение интегрированных систем управления городскими транспортными потоками на основе использования комбинированных систем связи, интеграции и унификации различных современных технологий;
2) применение в моделях систем управления транспортом агентных архитектур, отражающих транспортные процессы в режиме реального времени;
3) использование в программно-математических моделях принципов самоорганизации, а в аппаратно-техническом обеспечении - комплексного внедрения информационных систем идентификации, аутентификации и классификации всех субъектов городской транспортной деятельности.
Система городского транспортного мониторинга включает в себя комплекс информационных систем наблюдения, направленный на получение достоверной информации о состоянии подвижных объектов и городской инфраструктуры. Она состоит из подсистемы идентификации и аутентификации ОУ, подсистемы распознавания состояний ОУ, подсистемы местоопределения ОУ, подсистемы прямой и обратной связи ОУ с системой городского транспортного мониторинга (рисунок 1).
Рисунок 1 – Состав системы городского транспортно-логистического мониторинга. [1]
Система осуществляет: сбор данных о положении и состоянии подвижных и стационарных объектов управления (ОУ); передачу данных по каналам связи на устройства обработки информации; анализ и архивирование информации о мобильных и стационарных объектах.
Объектами идентификации городской транспортной системы (ГТС) являются: городское население, транспортные средства, средства перевозки грузов (контейнеры, тара), товар, объекты социальной и транспортной инфраструктуры [2],[3]
Подсистема транспортной идентификации представлена на рисунке 2. Она включает подсистему идентификации: пользователей, объектов социальной инфраструктуры, транспортных средств, объектов дорожной инфраструктуры, внутренних и транзитных грузов.
Рисунок 2 – Подсистема транспортной идентификации.
Подсистема идентификации пользователей включает: радиочастотную идентификацию; карточные технологии идентификации; идентификацию в сетях сотовой связи; идентификацию через абонентский номер и биометрическую идентификацию.
То есть, предложенная система идентификации и аутентификации, обуславливает выполнение первого условия достоверной мобильности:каждый объект, входящий в ГТС или находящийся внутри нее, имеет идентификатор.
Построение подсистемы распознавания для различных ОУ ГТС осуществляется на базе унифицированных контрольно-измерительных модулей или директивных элементов, которые позволяют решать задачи комплексной диагностики их состояний в режиме реального времени.
Подсистема распознавания состояний транспортного средства должна обеспечивать выполнение следующих функций:
− учет безналичной оплаты проезда на основе бесконтактных карт;
− погодный мониторинг;
− учет входящих и выходящих пассажиров;
− управление маршрутными указателями и автоматическое информирование пассажиров о текущей и следующей остановках;
− отслеживание маршрута пассажирского транспортного средства;
− диагностику и мониторинг состояния основных систем пассажирского транспортного средства;
− диагностику и мониторинг условий внутри пассажирской системы;
− запись видеоинформации в транспортной системе.
Подсистема распознавания состояния объектов дорожной инфраструктуры ГТС должна реализовывать следующий набор функций: измерение интенсивности движения транспортных объектов на дорожных участках; диагностика и мониторинг погодных условий дорожной инфраструктуры;диагностика и мониторинг технических и эксплуатационных нормативов качества дорожной инфраструктуры;диагностика и мониторинг состояний и характеристик подвижных транспортных объектов.
Анализ технологий местоопределения, свидетельствует о том, что каждая в отдельности технология не в состоянии обеспечить заданную точность позиционирования. Следовательно, необходима разработка комбинированного решения, совмещающего технологии глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), систем сотовой связи и локальных беспроводных радионавигационных сетей (рисунок 4).
Рисунок 4 – Комбинированная технология местоопределения
Для обеспечения высокоточного позиционирования (Rdef =1м) в зоне действия сети подвижной радиосвязи GSM/UMTS необходимо сформировать локальное радионавигационное поле (ЛРП) с использованием контрольнокорректирующей станции, которая будет выдавать потребителю корректирующую информацию (рисунок 5).
Рисунок 5 – Подсистема местоопределения ОУ ГТС.
Таким образом, в основу системы городского транспортно-логистического мониторинга были положены рассмотренные выше подсистемы идентификации и аунтефикации, распознавания состояний, подсистемы местоопределения, прямой и обратной связи ОУ с системой и между собой. Система городского транспортного мониторинга имеет способность осуществлять сбор данных о положении и состоянии подвижных и стационарных объектов, передачу данных по каналам связи на устройства обработки информации и диспетчерские центры. При этом каждый объект внутри системы распознан, идентифицирован, определены его характеристики, свойства, поведение, отображены элементарные стохастические связи с другими объектами (рисунок 6).
Рисунок 6 – Система городского транспортно-логистического мониторинга
Таким образом, структура модели позволяет учесть динамические состояния и параметры подвижных и стационарных объектов, обеспечивая достоверность модели, что дает возможность осуществлять планирование полного цикла управления городским транспортным процессом и предупреждать возникновение опасных ситуаций.
Были проанализированы существующие системы управления городскими транспортными потоками:
- выделены области проблем управления городскими транспортными системами в современных исследованиях
- рассмотрена структура системы городского транспортно-логистического мониторинга
- проанализирован состав ее подсистем, обеспечивающих выполнение следующего набора функций: идентификации, аутентификации, распознавания состояний, местоопределения и прямой и обратной связей;
На основе результатов, полученных в [1] могут быть рассмотрены проблемы построения моделей управления городскими транспортными потоками, устойчивых к неопределенностям внешней информационной среды.
Ссылки на источники
- Селиверстов, Я.А. Особенности построения системы городского транспортно-логистического мониторинга [Текст] / А.Л. Стариченков, Я.А. Селиверстов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» № 1/2015.С. 29-36.
- К вопросу об оценке эффективности логистических систем городских пассажирских перевозок /Красникова Д.А., Евсеева А.А., Сухова И.А. //Вестник развития науки и образования. 2014. № 2. С. 167-171.
- Оптимизация процессов в логистической системе пассажирских перевозок с нестабильными характеристиками /Красникова Д.А. // Научное обозрение. 2013. № 12. С. 393-396.
