Проблемы безопасности Интернета вещей Е. А. Верещагина И. О. Капецкий А. С. Ярмонов
 Скачать 3.32 Mb.
|
|
Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 48 3.2. Интеллектуальная транспортная система В транспортной сфере новые технологии внедрялись на протяжении всей истории развития человечества, но последние достижения в области информационных технологий обещают вывести управление транспортом на новый уровень, немыслимый до недавнего времени. Информационные и коммуникационные технологии имеют решающее значение для устойчивого развития в этой сфере, их использование может ускорить экологизацию транспорта. Общая задача интеллектуальных транспортных систем заключается в повышении безопасности дорожного движения, сокращении загруженности транспортных коридоров для людей и грузов и минимизации негативного воздействия транспорта на окружающую среду. Если уменьшить заторы на дорогах и сделать общественный транспорт более привлекательным, можно значительно сократить загрязнение транспортом окружающей среды, в частности уменьшить выбросы CO 2 в атмосферу. Интеллектуальные транспортные системы, сокращенно ИТС (англ. Intelligent transportation system) – информационные, коммуникационные системы (средства) и системы автоматизации в совокупности с транспортной инфраструктурой, транспортными средствами и потребителями, которые обеспечивают повышение эффективности и безопасности процесса перевозок, используют инновационные разработки в моделировании транспортных систем и регулировании транспортных потоков, предоставляют информационные услуги, а также качественно повышают уровень взаимодействия участников движения по сравнению с обычными транспортными системами. Хотя в мире существует общая концепция развития ИТС, каждая страна разрабатывает собственную национальную концепцию и приоритетные программы развертывания ИТС, зафиксированные в государственных документах. Интеллектуальные транспортные системы, различаясь в применяемых технологиях, имеют аналогичные базовые системы управления (автомобильная навигация, системы контроля дорожного движения, автоматическое распознавание номерных знаков или камеры контроля скорости), приложения, которые интегрируют данные в реальном времени и информацию из других источников, например метеослужб и т.п. Кроме того, разрабатываются эффективные модели и системы прогнозирования и транспортного планирования. Некоторые из этих технологий описаны в следующих разделах. Транспорт и связь являются ключевыми системообразующими инфраструктурными отраслями любого государства. В настоящее время, когда в мире разворачивается масштабный экономический кризис, транспортная политика приобретает первостепенное значение. Необходимо принимать меры, направленные на то, чтобы сделать транспортную систему максимально эффективной и безопасной, что требует объединения усилий профессионалов из разных областей со всего мира. В этом контексте развертывание интеллектуальной транспортной системы должно рассматриваться как единственный инструмент повышения эффективности транспортной отрасли и экономики России в целом, позволяющий оптимальным образом использовать инвестиции и ресурсы и привести к видимому результату. В настоящее время цифровые технологии играют важнейшую роль в оптимизации управления транспортной инфраструктурой, усовершенствовании стандартов безопасности, что ведет к улучшению качества жизни. Основные задачи транспортных систем – обеспечить мобильность населения, удовлетворять экономическим требованиям к перевозочным процессам, заключающимся в максимально эффективном перемещении грузов, повысить Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 49 уровень безопасности движения, снизить количество ДТП, сократить эксплуатационные затраты на содержание автодорог, повысить их пропускную способность, минимизировать заторы и пробки, уменьшить пагубное воздействие на экологию и т. п. ИТС включают современные специализированные устройства, которые позволяют передавать информацию в режиме реального времени участникам дорожного движения и правоохранительным органам. Средства ИТС, встраиваемые в транспортные средства и устанавливаемые на дорогах, используют технологии, которые повышают безопасность транспортных средств и инфраструктуры, обеспечивая бесперебойный и комфортный режим перевозки. Решения интеллектуальных транспортных систем используют передовые информационные технологии, связанные с управлением движением транспортных средств. Эти технологии постоянно улучшают качество взаимодействия между системами автомобильных дорог и транспортными средствами. Инфраструктура интеллектуальной транспортной системы (рисунок 3.2) Рисунок 3.2 – Инфраструктура интеллектуальной транспортной системы [65] Функции ИТС: • управление дорожным движением (наблюдение, управление движением, управление полосами движения, управление парковкой, управление светофорами, распространение информации). На рисунке 3.3 изображена схема интеллектуального управления дорожным движением; Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 50 Рисунок 3.3 – Интеллектуальное управление дорожным движением [66] • управление движением на автострадах (наблюдение, контроль, управление полосой движения, реагирование на особые события, управление транспортом); • предотвращение аварий и обеспечение безопасности (предупреждения о геометрии дороги, о пересечении с авто-, велосипедной и железной дорогой, о пешеходном переходе, о столкновениях на перекрестках, о возможности появления животных); • мониторинг погодных условий и состояния окружающей среды (управление информацией о погоде на дорогах, прогнозирование погоды на дорогах, наблюдение, распространение информации, консультативные стратегии, стратегии контроля, стратегии реагирования, контроль состояния дорожного покрытия); • эксплуатация и обслуживание дорог (распространение информации, наблюдение, управление рабочей зоной); • управление перевозками (эксплуатация и управление автопарком, распространение информации, управление спросом на перевозки, обеспечение охраны и безопасности); • управление дорожно-транспортными происшествиями (наблюдение и обнаружение, мобилизация и реагирование, распространение информации, очистка и восстановление дорожного полотна и оборудования); • управление в чрезвычайных ситуациях (управление опасными материалами, неотложная медицинская помощь, реагирование и восстановление движения); • электронные платежи и ценообразование (взимание платы за проезд, оплата транзитного тарифа, оплата парковки, многоразовая оплата, ценообразование); • информирование путешественников (информация о поездке, информация о маршруте, туризм и события); • управление собранной информацией (архивация данных); • эксплуатация коммерческих транспортных средств (управление учетными данными, обеспечение безопасности, электронный досмотр, операции с перевозчиками и управление автопарком, операции по обеспечению безопасности); Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 51 • интермодальные перевозки (отслеживание грузов, наблюдение, процессы грузовых терминалов, операции по перевозке грузов, система соединения грузовых автодорог, процессы пересечения международных границ). Интеллектуальное транспортное средство оснащено системами: • предотвращения столкновений (предупреждение о столкновениях на перекрестках, обнаружение препятствий, помощь при смене полосы движения, предупреждение о выходе из полосы движения, предупреждение о выезде с дороги, предупреждение о нарушении дистанции между автомобилями, предупреждение об ударе сзади); • помощи водителю (навигация по маршруту, общение с водителем, обнаружение объектов, адаптивный круиз-контроль, интеллектуальное регулирование скорости, контроль движения по полосе, контроль устойчивости крена, системы предупреждения сна за рулем, прецизионная стыковка, сцепка/развязка, бортовой мониторинг); • уведомления о столкновении (предупреждение о столкновении, расширенное автоматическое уведомление о столкновении). Ниже представлено описание основных компонентов инфраструктуры ИТС. Центр управления дорожным движением Центры управления движением (ЦУД) являются краеугольным камнем дорожной инфраструктуры. Современные ЦУД получают и распространяют мультимедийную информацию о состоянии дорог и дорожного движения. ЦУД обеспечивают безопасную эксплуатацию дорог, собирая различные данные, касающиеся метеорологических и других условий окружающей среды (например, загрязнения внутри автодорожных туннелей). ЦУД эффективно обеспечивает своевременный обмен информацией между различными заинтересованными сторонами (дорожной полицией, органами власти и т.д.), что в свою очередь способствует быстрому принятию решений на этапе эксплуатации дорог. В большинстве ЦУД работают круглосуточно один или несколько программных агентов. Агенты ЦУД контролируют все технологические объекты, отслеживая видеоизображения с камер наблюдения за дорожным движением, расположенных на критических перекрестках и во всех дорожных сетях. Заторы, аварии и другие дорожные происшествия обнаруживаются либо агентом ЦУД, оператором технологических систем, либо с помощью дорожной полиции, агентов дорожного оператора или участников дорожного движения. Реагируя на события в реальном времени, агент ЦУД может активировать: • план действий в чрезвычайных ситуациях (оповещение всех компетентных органов и служб управления безопасностью движения, принятие необходимых мер); • план управления движением (принятие мер, необходимых для управления движением, в сотрудничестве с компетентными органами на региональном уровне, минимизация заторов и задержек и оптимизация использования дорожной инфраструктуры); • план восстановления (привлечение ремонтных бригад для восстановления инфраструктуры и, при необходимости, привлечение подрядчиков). В некоторых случаях агенты ЦУД имеют возможность напрямую влиять на ситуацию на месте события, предоставляя информацию пользователям через программы видеонаблюдения, управляя дистанционно светофорами, изменяя вентиляцию в туннелях или управляя другим дорожным оборудованием. На рисунке 3.4 продемонстрирована функциональная схема ЦУД для городского общественного транспорта. Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 52 Рисунок 3.4 – Функциональная схема центра управления дорожным движением для городского общественного транспорта [67] Основные цели ЦУД: • собирать всю полезную информацию и, следовательно, активировать все соответствующие внутренние и внешние службы; • предоставлять общественности точную информацию о трафике в реальном времени, используя различные средства массовой информации; • использовать всю информацию для обеспечения безопасности дорожного движения, а также агентов дорожного оператора на дороге, быстрого выполнения действий, определенных в руководстве оператора, с целью минимизации заторов, вызванных авариями, дорожными работами и другими событиями. Центры дорожной информации Центры информации о дорожном движении (ЦДИ) являются оперативными центрами, управляемыми дорожными властями или дорожными операторами. ЦДИ отвечают за сбор информации в реальном времени, ее проверку и распространение среди широкой общественности через все возможные средства массовой информации (радио, телевидение, центры обработки вызовов, Интернет и т.д.). Сбор и координация информации особенно важны, поскольку информация может поступать из различных источников (обычно от дорожной полиции и дорожных операторов). В процессе сбора и распространения участвует много разных партнеров на региональном или Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 53 национальном уровне. Задача, стоящая перед ЦДИ, в значительной степени заключается в управлении и обработке информации и поддержании надлежащих контактов со всеми заинтересованными сторонами. Информация собирается в соответствии с конкретными стандартами, а мультимедийные продукты центра создаются в режиме реального времени для трансляции через радио, телевидение или веб-платформы. Мониторинг Для постоянного мониторинга состояния автомагистралей дорожные операторы устанавливают детекторы, способные собирать информацию об основных объектах, представляющих интерес (движущихся транспортных средствах), проводить мониторинг погоды и окружающей среды. Система видеонаблюдения за дорожным движением представляет собой сеть, состоящую из телекамер с дистанционным управлением. Используя систему видеонаблюдения, агенты ЦОД могут отслеживать транспортный поток и немедленно проверять определенные участки сети, когда из интеллектуальной транспортной системы поступают автоматические оповещения, операторы предупреждают о нештатных ситуациях на дороге или участники дорожного движения обращаются за помощью. На рисунке 3.5 представлена модель системы мониторинга движения. Рисунок 3.5 – Модель системы мониторинга движения [66] На рисунке 3.6 представлены ключевые особенности использования видеонаблюдения за трафиком. Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 54 Рисунок 3.6 – Особенности использования видеонаблюдения за трафиком [66] Помимо вышеперечисленного, видеонаблюдение позволяет агентам ЦУД быстро проверять истинность полученного сигнала тревоги или предупреждения. Следовательно, агент может инициировать раннюю активацию соответствующего плана действий в чрезвычайных ситуациях, отправлять заблаговременные оповещения персоналу службы экстренной помощи оператора и соответствующим аварийным службам. Благодаря использованию видеомониторинга значительно сокращается общее время реакции на событие, что очень важно в случае чрезвычайных ситуаций. Автоматическое обнаружение инцидентов Системы автоматического обнаружения инцидентов используются для обнаружения остановившихся в потоке транспортных средств, замедления транспортного потока или пешеходов в запрещенных местах. Можно быстро выявить любую нештатную ситуацию, чтобы предотвратить или, по крайней мере, смягчить любые потенциальные неблагоприятные последствия. Системы автоматического обнаружения инцидентов постоянно анализируют дорожные видеозаписи с камер. Программное обеспечение способно определить, является ли объект транспортным средством, и может оценить его скорость. Когда автомобили замедляются, останавливаются или когда в кадре появляется «водитель-призрак» (водитель, выезжающий на полосу встречного движения), автоматически генерируется сигнал тревоги, чтобы привлечь внимание агента ЦУД. Программное обеспечение может также выявить пешехода, находящегося в запрещенном месте, и обломки транспортных средств на дороге. Система помогает агентам контролировать бо́льшее количество камер. Технические Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 55 проблемы в программном обеспечении могут привести к тому, что система будет выдавать ложные сигналы тревоги, которые могут подорвать доверие к агентам ЦОД в системе, если будут появляться слишком часто. Преимущества внедрения ИТС ИТС позволяют эффективно решать многие проблемы как на местном, так и на федеральном уровне (таблица 3). Таблица 3. Преимущества внедрения интеллектуальной транспортной системы Преимущество Описание Снижение числа случаев смерти и травм на дорогах Технологии ИТС, встроенные в транспортное средство или дорожную инфраструктуру, помогают водителям избегать потенциально опасных ситуаций на дороге. Новые технологии ИТС помогают сместить акценты в сфере безопасности с минимизации последствий аварий на полное их предотвращение Мобильность Мобильность имеет ключевое значение для людей с особыми потребностями, включая людей с ограниченными возможностями и пожилых людей, а также для людей, которые живут в отдаленных районах. Мобильность улучшает качество жизни и увеличивает возможность участия отдельных лиц и организаций в экономической, культурной и хозяйственной деятельности. ИТС включают в себя множество методов повышения мобильности людей и грузов за счет развития всех видов транспорта. Например, информация о пробках помогает путешественникам избежать заторов, способствуя более эффективному использованию существующей пропускной способности дороги и, следовательно, улучшая условия движения. Эффективность управления транспортным трафиком можно повысить за счет использования принципов межуровневого взаимодействия. Управление спросом (то есть размером платы за проезд в общественном транспорте, за проезд по платным дорогам) может помочь облегчить проблему перегруженных городских дорог. Управление коммерческими транспортными средствами способствует повышению безопасности движения и эффективности использования улично-транспортной сети Более быстрое реагирование на чрезвычайные ситуации и повышение эффективности работы дорожных операторов Новые системы связи и организационные средства расширяют возможности дорожных операторов и аварийных служб. ИТС могут точно определить происшествие, помочь определить степень тяжести полученных травм, быстрее направить машины скорой помощи на место происшествия и найти оптимальный маршрут до больниц, что позволит транспортному потоку быстрее вернуться к нормальным условиям Проблемы безопасности Интернета вещей Е.А. Верещагина И.О. Капецкий А.С. Ярмонов http://izd-mn.com/ 56 Экономия времени в пути Транспортная система будет помогать путешественникам в режиме реального времени избегать заторов или реагировать на несчастные случаи и другие инциденты. ИТС могут помочь уменьшить неопределенность в пути за счет сглаживания транспортных потоков (и, следовательно, уменьшения колебаний во времени в пути). ИТС также могут предоставить улучшенную прогнозируемую информацию в режиме реального времени, которая позволит пользователям более эффективно планировать поездки. Автомобильные навигационные системы могут включать информацию о дорожном движении в режиме реального времени для динамической настройки маршрутов, оптимизируя поездки на основе полученной информации Повышение безопасности ИТС предоставляют технологии, которые позволяют пользователям решать проблемы безопасности посредством использования системы GPS/ГЛОНАСС (или другой технологии определения местоположения), проводной и беспроводной связи, а также усовершенствованных датчиков и информационных систем. ИТС могут отслеживать техническое состояние транспортных средств общего пользования. Это область, в которой повышение безопасности способствует повышению эффективности процессов управления перевозками людей и грузов, производительности за счет стандартизации и интеграции Шаг в сторону модальности Доступность информации и возможности интеллектуальной системы автомобильного транспорта содействуют активному обмену информацией и услугами с другими видами транспорта, способствуя интеграции возможностей различных видов транспорта Проблемы внедрения ИТС Активы, полученные в результате развертывания интеллектуальной транспортной системы, более многочисленны и лучше определены, чем потенциальные трудности, которые могут возникнуть. Однако администраторы и проектировщики дорожного движения сталкиваются с такими переменными, как человеческий фактор, технологические и культурные ограничения, которые могут снизить эффективность ИТС. Технический прогресс в автомобильном транспорте будет давать положительные результаты, когда заинтересованные стороны осознают возможную обратную реакцию. Ниже приведено описание проблем, которые могут возникнуть при развертывании ИТС. Мошенничество и нарушения при использовании ИТС В случае, когда ИТС требует автоматической оплаты определенной услуги, правильному функционированию этой процедуры могут помешать некоторые события. К ним относятся инциденты, вызванные пользователем или простой неисправностью системы или ее частей. В зависимости от ситуации инцидент может быть классифицирован как ошибка в правильном функционировании системы или как мошенничество. Любое действие, которое позволяет избежать электронного сбора надлежащей платы с помощью средств, запрещенных правилами или законами, применимыми к соответствующей дорожной сети, считается правонарушением и классифицируется как мошенничество. Системы должны быть защищены от мошенничества с помощью технических средств и правовых инструментов и положений. Необходимо также обеспечить достаточный уровень правоприменительных услуг. Если |