Анализ существующих проблем и подходов к обеспечению безопасности дорожного движения
 Скачать 4.25 Mb.
|
|
Этап 1 Этап 2 Этап 3 120 4.5.1 Пример реализации методики обеспечения безопасности дорожного движения на ФАД на примере Алтайского края В рамках разработанной методики обеспечения БДД на ФАД на основе оперативного реагирования на повышенный риск возникновения КС рассмотрен пример ее реализации на отрезке дороги А-322 (км 32+000 по км 38+000), дата мониторинга: 14 октября 2020 года, время: 11:00. Показатели ситуации представлены в таблице 4.12. Километровые участки выделенного отрезка относятся к кластеру 3, уровень потенциального риска каждого из них 𝐾 𝐷 𝑖 = 1,50 (ДТП/год). Таблица 4.12 – Входные параметры ситуации на заданном отрезке дороги для определения риска возникновения КС Параметры ситуации Значения Уровень потенциального риска, 𝐾 𝐷 𝑖 1,50 Температура воздуха, С -2 Атмосферное давление, приведенное к среднему уровню моря, мм.рт.ст. 766,6 Изменение давления за последние 3 часа, мм.рт.ст. 1,4 Перепад температуры воздуха за сутки, С 4 Порывы ветра, м/с 15 Количество осадков, мм 7 Дальность видимости, км 25 Время суток День Проведение дорожно-строительных работ Нет Месяц Октябрь Расчетный час 11:00 День недели Среда 121 На этапе 1 «Мониторинг обстановки и инициирование процесса принятия решений» ИЦ на основе входных параметров (элементов фактора среда – С и уровня потенциального риска на основе постоянных дорожных характеристик) рассчитано, что риск возникновения КС в заданных времени и месте 𝐾 оп 𝑖 = 3,19. На основе этого значения определено, что уровень опасности 𝑢 𝑖 = 4,14 . Полученный показатель превышает 0, поэтому инициируется процесс принятия решений и переход к этапу 2. Индекс i далее опущен, процесс принятия решений осуществляется для отрезка дороги (км 32+000 по км 38+000). На втором этапе ИЦ организует селекторное совещание АЭ и передает АЭ значение уровня опасности. В БЗ еще нет информации о ситуациях с близкими значениями уровня опасности, поэтому шаг 6 не реализуется, а переход от шага 7 осуществляется к шагу 8. Определено, что 𝑢 ∈ (4; 5]. АЭ выбрали стратегию 𝑙 4 АЭ1 + 𝑙 5 АЭ2 + 𝑙 4 АЭ3 Т.е. АЭ 1 осуществляет мероприятие 𝑙 4 АЭ1 «Очистка дорожного полотна и/или знаков, устранение скользкости при наличии грязи на проезжей части», АЭ 2 – мероприятие 𝑙 5 АЭ2 «Информирование населения об опасности с использованием взаимодействующих СМИ», АЭ 3 – мероприятие 𝑙 4 АЭ3 «Составление внеочередного прогноза ЧС-ДТП, его рассылка и размещение на официальном сайте», время реализации t с =3 ч. На третьем этапе, через 3 часа ИЦ регистрирует, что ДТП не произошло, отклик системы 0, и вносит информацию о характеристиках ситуации, выбранной стратегии и отклике системы в БЗ, что позволит увеличить объем знаний о положительных исходах. Второй пример использования разработанной методики представлен в приложении В. Данная методика направлена на обеспечение БДД на ФАД на основе оперативного реагирования на повышенный риск возникновения КС. Методика обладает свойством дальнейшего развития и масштабирования, что показано на примере ее использования на отдельно взятом участке. 122 4.6 Практические рекомендации по использованию методики обеспечения БДД на ФАД В результате разработанных математических моделей, зависимостей и элементов совершенствования системы оперативного управления БДД разработана методика обеспечения БДД на ФАД на основе оценки риска возникновения КС и совершенствования системы оперативного управления БДД. Для ее внедрения и использования в реальных условиях предлагается выполнение следующих основных этапов: 1) Определение состава субъектов управления АЭ и ИЦ. В качестве основы может быть выбрана схема, представленная на рисунке 4.2. 2) Оценка важности АЭ ( 𝑊 𝑗 ) в системе оперативного управления БДД на основе экспертного оценивания. 3) Формирование множества допустимых стратегий 𝐿 АЭ 𝑗 , выбор и критериальная оценка мероприятий, в рамках каждого АЭ ( 𝑅 𝑙𝑦𝑗 ′ ) с помощью экспертного оценивания. 4) Определение уровня потенциального риска 𝐾 𝐷 𝑖 (согласно выражениям (2.5) – (2.8)) на i-ых километрах выбранной ФАД. Уровень потенциального риска представляет собой величину, обусловленную совокупным влиянием постоянных дорожных характеристик. Его показатели целесообразно представить в виде базы данных. 5) Выбор инструмента расчета риска возникновения КС ( К оп 𝑖 ), источников получения данных о состоянии элементов внешней среды. Для автоматизации расчетов предлагается приложение, описанное в п. 3.4. Для обеспечения корректных расчетов необходимо подключить базу данных показателей 𝐾 𝐷 𝑖 выбранной ФАД к приложению. В случае выбора других способов расчета для определения К оп 𝑖 рекомендуется использовать математическую модель (3.17). 123 6) Определение критического значения риска возникновения КС К оп крит (согласно выражению (4.9) или другим правилам, нормативам) с целью обеспечения сравнительной оценки риска. Показатель критического значения может быть определен на один год или более длительный период. 7) Определение правила оценки критериального требования системы, уровня опасности 𝑢 𝑖 и формы заполнения и использования базы знаний. Для определения правил рекомендуется применение аппарата нечеткой логики, базовым вариантом предлагается выражение (4.10), и подход, описанный в п. 4.4; при его использовании необходимо изменить ядра терм-множеств в соответствии с полученным К оп крит 8) Тестирование методики обеспечения БДД на ФАД (на основе алгоритма – рисунок 4.10), определение средств связи, отработка ошибок. 9) Реализация системы оперативного реагирования на ФАД в режиме реального времени на основе алгоритма (рисунок 4.10), и его описания, представленного в п.4.5. Представленные этапы отражены на рисунке 4.11. Выполнение первых трех этапов обеспечит формирование элементов системы оперативного управления. Выполнение шагов 4 – 8 позволит сформировать базу для дальнейшего обеспечения БДД на ФАД. Этап 9 является основным и реализует принцип оперативного реагирования на повышенный риск возникновения ДТП на основе мониторинга (оценки) риска возникновения КС на ФАД в условиях динамичной меняющейся внешней среды, выбора оптимальных мероприятий, которые позволят предотвратить переход КС в ДТП. Разработанную методику предлагается применять на участках ФАД при отсутствии ИТС или при ее временной неработоспособности. 124 Рисунок 4.11 – Этапы практических рекомендаций по внедрению и использованию методики обеспечения БДД Выполнение представленных этапов рекомендуется выполнять на базе работы региональной комиссии по обеспечению безопасности (КОБДД). В первую очередь требуется внесение в годовой план работы региональной КОБДД вопроса о совершенствовании системы оперативного управления БДД на ФАД. Ответственными органами являются: подведомственная организация Росавтодора в регионе, ГИБДД территориального органа МВД РФ на региональном уровне, территориальный орган МЧС РФ на региональном уровне и другие службы предупреждения ЧС. На примере Алтайского края в качестве ответственных определить ФКУ Упрдор «Алтай», УГИБДД по Алтайскому краю, ЦУКС ГУ МЧС по Алтайскому краю, ККУ «УГОЧС и ПБ в Алтайском крае. В рамках Начало 4. Определение i D K База данных показателей i D K 5. Выбор инструмента расчета и источников данных 6. Определение крит оп K i оп K 1. Определение состава субъектов управления: АЭ и ИЦ 2. Оценка важности АЭ (W j ) 3. Формирование множества допустимых стратегий 7. Определение правила оценки уровня опасности u i и формы заполнения БЗ 8. Тестирование порядка функционирования Конец 9. Реализация системы оперативного реагирования на повышенный риск КС в режиме реального времени 125 заседания КОБДД согласовать состав участников системы управления (ответственных организаций), на основе экспертного оценивания участниками КОБДД определить вес каждого из участников системы, а также выбрать участок дороги, на основе которого будет проводиться тестирование системы управления и порядка функционирования. По итогам заседания КОБДД поставить задачи для ответственных служб по определению перечня мероприятий в рамках оперативного управления БДД, расчету приведенного ранга (степени снижения опасности) каждого из них на основе экспертного оценивания, порядка взаимодействия с подчиненными структурами и определению ответственных лиц – ЛПР. Для подведомственной организации Росавтодора в регионе дополнительно поставить задачи по определению ответственного за выполнение функций информационного центра, выбору интервала контроля за показателями потенциальной опасности, расчету уровня потенциального риска участков выбранного отрезка ФАД и внесению информации в базу данных, выбору инструмента расчета риска возникновения КС. Территориальному органу МЧС РФ на региональном уровне и другим службам предупреждения ЧС дополнительно поставить задачу по определению ответственности за реализацию каждого из мероприятий. При следующем заседании КОБДД определить критическое значение риска возникновения КС на основе региональной целевой программы по обеспечению БДД и установить правила оценки уровня опасности. Для ответственных организаций поставить задачу по разработке проекта соглашения о порядке взаимодействия по вопросу реализации методики оперативного управления БДД на ФАД. После разработки проекта соглашения обсудить его в рамках заседания КОБДД, согласовать и утвердить его и определить дату начала тестирования системы оперативного управления БДД. После проведения тестирования определить основные проблемы, обсудить и устранить их и при необходимости внести изменения в соглашение о порядке взаимодействия. При достижении согласия в области проведения оперативного 126 мониторинга и реагирования на повышенный риск возникновения КС увеличить охват ФАД системой управления БДД. Разработанная методика обеспечения БДД и практические рекомендации по ее внедрению позволят значительно сократить аварийность на ФАД за счет своевременного принятия и реализации решений по предупреждению ДТП [163], а также ускорить процесс повышения эффективности работы системы оперативного управления БДД. 4.7 Перспективы совершенствования обеспечения БДД на ФАД Перспективы дальнейшего совершенствования системы обеспечения БДД на ФАД могут идти по двум направлениям: совершенствование способа оценки риска возникновения КС и повышение качества функционирования системы оперативного управления. Предложения по дальнейшему совершенствованию способа определения 𝐾 оп 𝑖 могут включать в себя: - определение влияния редких событий на риск возникновения КС, например, возникновение аварии в результате изменения движения вследствие произошедших ДТП; - уточнение закономерности взаимосвязи погодных условий и аварийности в зонах морского, высокогорного и субарктического климата; - расширение модели определения потенциального риска на основе постоянных дорожных характеристик на дорогах I и IV категорий. Повышению качества моделирования на дорогах, характеризующихся значительными отличиями от А–322 (горные дороги, в зоне морского климата и др.), может способствовать повышение детализации и точности информации в карточках ДТП, в том числе: точная информация о месте ДТП, времени суток (с уточнением вида сумерек), количественная информация о метеорологических 127 условиях. При этом важным аспектом является накопление и анализ полных и качественных статистических данных о ДТП [164]. Целесообразно совершенствование программного обеспечения для расчета 𝐾 оп 𝑖 на основе создания баз данных постоянных дорожных характеристик. При развитии ИТС на ФАД возможно изменение типа архитектуры приложения и определение входных параметров для расчета К оп 𝑖 на основе автоматического получения информации с автоматизированных систем метеорологического наблюдения, ПУИД и системы контроля за проведением дорожных работ. При перспективном увеличении числа беспилотных ТС в общем транспортном потоке на ФАД роль факторов водитель – B и автомобиль – A будет уменьшаться, что позволяет сделать вывод о повышении точности моделирования. В настоящее время одной из тенденций развития транспортных систем является совершенствование ИТС. Практика внедрения ИТС показывает высокую эффективность их применения [165]. Разработанные математические модели позволят получать более точную оценку, которая в дальнейшем может быть основой для совершенствования автоматизированного управления, сценариев смены сообщений на информационном табло и знаках переменной информации, – части перспективной системы «БДД» ИТС [146, 166]. Схема одного из перспективных вариантов передачи информации представлена на рисунке 4.12. В рамках развития ИТС в перспективе возможно использование автоматизированного управления обеспечением БДД на основе двухвариантной системы: в роли первой вариантной системы используются решения, принятые активными элементами, в роли второй – «машинная» (компьютерная) управляющая система на основе базы знаний [162]. При накоплении достаточно большого количества опыта (информации в базе знаний о положительных результатах) возможно использование преимущественно автоматизированного варианта, что позволит уменьшить величину «человеческого фактора». Вариант работы активных элементов целесообразно осуществлять при сложных ситуациях, 128 данных о которых нет в базе знаний. База знаний может стать основой для реализации управления с помощью самообучающихся нейронных сетей. Кроме того, программное обеспечение для расчета К оп 𝑖 и 𝑢 𝑖 ′ может стать базой информационного обеспечения субъектов ИТС на участках ФАД. Рисунок 4.12 – Схема одного из перспективных вариантов передачи информации Основной перспективой использования разработанной методики является ее интеграция с компонентами ИТС при условии их дальнейшего развития и увеличения охвата участков ФАД. 4.8 Определение социально-экономического эффекта внедрения результатов исследований Использование методики обеспечения БДД на ФАД на основе оперативного реагирования на повышенный риск возникновения конфликтных ситуаций позволит снизить количество раненых и погибших людей за счет предотвращения Внимание, через 10 километров сильный дождь, скользкое покрытие Подсистема ИТС Передача данных с датчика Передача предупреждения 129 ДТП. Это подтверждается достаточно высокой точностью прогнозирования КС, представленной в п. 3.5. Для определения величины социально-экономического эффекта результатов исследований проведена оценка количества потенциально предотвращенных аварий и их экономического эквивалента. Оценка проводилась на основе ОДМ 218.6.025-2017 «Методические рекомендации по выбору эффективных некапиталоемких мероприятий по снижению аварийности в местах концентрации ДТП на автомобильных дорогах общего пользования» [167]. Согласно документу, социально-экономический ущерб от автомобильных аварий вычисляется по формуле: С ДТП = 𝑁 гиб ∙ 𝑌 гиб + 𝑁 тр ∙ 𝑌 тр + 𝑁 ТС ∙ 𝑌 ТС , (4.16) где С ДТП – социально-экономический ущерб от ДТП за год (руб), 𝑁 гиб , 𝑁 тр , 𝑁 ТС – количество погибших, травмированных взрослых и транспортных средств соответственно, 𝑌 гиб , 𝑌 тр , 𝑌 ТС – нормативные оценки потерь в результате гибели, травмирования и материального ущерба в результате повреждения автомобилей. В документе приведены стоимостные оценки до 2017 года: 𝑌 гиб 2017 = 16,085 млн. руб., 𝑌 тр 2017 = 0,496 млн. руб., 𝑌 ТС 2017 = 0,258 млн. руб. Для расчета актуальных значений на 2019 год использованы индекс-дефляторы ВВП. С использованием официальной информации федеральной службы государственной статистики получены индексы-дефляторы ВВП с 2018 по 2019 год и рассчитано актуальные значения нормативов по состоянию на 2019 год: 𝑌 гиб 2019 = 15,846 млн. руб., 𝑌 тр 2019 = 0,489 млн. руб., 𝑌 ТС 2019 = 0,254 млн. руб. На основе проверки адекватности модели на примере отрезка дороги А-322 длиной 50 км (км 97+000 – км 147+000) установлено, что прогноз КС позволил верно определить 11 ДТП с пострадавшими (это 61 % из 18 ДТП), в которых пострадало 20 человек (это 71% из 28 пострадавших) и погибло 4 человека (это 66% из 6 погибших). На основе представленных данных произведены расчеты 130 фактического ущерба от ДТП (без внедрения результатов исследования) – С ДТП факт , ущерба от ДТП при внедрении результатов исследования (отсутствие предсказанных ДТП) – С ДТП п и экономического эффекта Э ДТП п при внедрении результатов на основе разницы значений С ДТП факт и С ДТП п . Исходные данные и рассчитанные значения представлены в таблице 4.13. С учетом рассчитанного норматива стоимость потенциально предотвращенных отчетных ДТП в результате прогнозирования КС на рассматриваемом отрезке дороги длиной 50 км составила 75 952 220 руб./год. Средняя аварийность на рассматриваемом отрезке дороги составила 1,97 ДТП/год. С учетом средней аварийности на всем протяжении дороги А-322 (1,18 ДТП/год) рассчитаны значения экономического эффекта в зависимости от протяженности охваченных контролем риска дорог. Результат представлен на рисунке 4.13. Таблица 4.13 – Расчет экономического ущерба и эффекта от потенциально предотвращенных ДТП Показатель Стоимость единицы: 𝑌 гиб 2019 , 𝑌 тр 2019 , 𝑌 ТС 2019 (млн. руб.) Кол-во случаев – факт (ед.) Ущерб фактический С ДТП факт (млн. руб.) Ущерб от ДТП при внедрении результатов С ДТП п (млн. руб.) Потенциальный экономический эффект Э ДТП п (млн. руб.) Погибшие в ДТП 15,85 6 95,08 31,69 63,38 Раненые в ДТП 0,49 28 13,68 3,91 9,77 Повреждение ТС в отчетных ДТП 0,25 18 4,57 1,78 2,80 Всего 113,33 37,38 75,95 При охвате контролем всех участков ФАД А-322 экономический эффект составит свыше 538,47 млн. рублей в год. 131 Рисунок 4.13 – Рост экономического эффекта в зависимости от протяженности охваченных контролем дорог Кроме того, внедрение результатов исследования позволит снизить количество погибших на 66%, обеспечить целевые показатели смертности на дороге уже в 2022 году, предотвратить более 38 летальных исходов на выбранной дороге с 2022 до 2024 года, более 113 на всех ФАД региона, а к 2030 году спасти более 323 жизней на ФАД региона за счет предотвращения ДТП. Проведенные расчеты позволяют сделать вывод о значимости социально- экономического эффекта использования результатов исследования: применение разработанной методики на основе оценки риска возникновения КС позволит не только предотвратить ущерб в результате повреждения ТС, но и обеспечить главную цель БДД – предотвращение травм и гибели людей в ДТП. Выводы по главе 4 1. Предложена структура и состав оперативной системы управления БДД на ФАД: объектом управления являются участники и условия движения, его обобщенной характеристикой – риск возникновения КС;4 субъектами управления 0 100 200 300 400 500 600 1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 243 254 265 276 287 298 Эк он ом ич ес ки й эф фек т, м лн .р уб ле й/г од Протяженность охваченных контролем риска дорог, км 132 – ведомства, ответственные за БДД; для обеспечения мониторинга показателей объекта управления выделен ИЦ. На примере Алтайского края определен состав и структура субъектов управления, в качестве ИЦ выбрано ФКУ Упрдор «Алтай». К АЭ отнесены: АЭ 1 – ФКУ Упрдор «Алтай»; АЭ 2 – УГИБДД по Алтайскому краю; АЭ 3 – ЦУКС ГУ МЧС по Алтайскому краю, ККУ «УГОЧС и ПБ в Алтайском крае. 2. На основе экспертного оценивания определены вес каждого АЭ в системе оперативного управления и критериальные оценки возможных мероприятий. 3. С использованием метода нечеткого логического вывода определены правила перехода от значения риска возникновения КС к уровню опасности. Уровень опасности выбран критериальным требованием системы управления. 4. Разработана методика обеспечения БДД на ФАД на основе оценки риска возникновения КС и совершенствования системы оперативного управления БДД состоящая из трех основных этапов: мониторинг обстановки и инициирование процесса принятия решений; процесс принятия решений; создание базы знаний. Таким образом решена поставленная научная задача по разработке научно- обоснованной методики обеспечения БДД на ФАД на основе математических моделей оценки риска возникновения КС в определенных времени и месте и совершенствования элементов системы оперативного управления БДД. 5. Определены практические рекомендации по внедрению и использованию методики обеспечения БДД, которые могут быть реализованы в рамках заседаний КОБДД. 6. Определен социально-экономический эффект исследований, который в случае внедрения результатов составит 538 млн. рублей в год при условии охвата контролем всех участков ФАД А-322; кроме того, внедрение результатов позволит снизить количество ДТП и погибших в них и обеспечить целевые показатели БДД по региональной целевой программе. |