Плотников А.Д. Умные светофоры как один из способов организации. Умные светофоры как один из способов организации транспортного движения
 Скачать 1.91 Mb.
|
|
УДК 656.052.14 Умные светофоры как один из способов организации транспортного движения Плотников Алексей Дмитриевич, Бакалавр Седова Нелли Алексеевна канд. тех. Наук, доцент Владивостокский государственный университет экономики и сервиса Россия, Владивосток E-mail:Aleksey.Plotnikov@vvsu.ru; Тел. +79098104412 Ул. Гоголя, 41, г. Владивосток, Приморский край, Россия, 690014 В статье приводится анализ современной интеллектуальной транспортной системы «Умный светофор», рассматривается принцип работы системы, её защищённость и пример реализации в городе Владивосток. Ключевые слова: «Умный светофор», интеллектуальная транспортная система, организация движения Smart traffic lights as a way to manage traffic The article analyzes the modern intelligent traffic system «Smart Traffic Lights», discusses the principle of the system, its security and example of implementation in the city of Vladivostok. Keywords: "Smart Traffic Lights", intelligent transport system, traffic management Введение В настоящее время в городах наблюдается увеличение количества транспортных средств наряду с увеличением протяжённостью автодорог по данным Научно-исследовательского центра проблем безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации (ФКУ НИЦ БДД МВД России) (Рис. 1) [1]. Увеличение автопарка страны напрямую влияет на организацию транспортного движения в городе и на транспортную безопасность водителей и пешеходов.  Рисунок 1. Данные о количестве транспортных средств в России ФКУ НИЦ БДД МВД России [1] Следствием увеличения автопарка страны является повышение аварийности на дорогах, в частности – на перекрёстках. Пробки в важных логистических узлах городов наносят большой ущерб в материальном и моральном плане, они влияют на логистику различных предприятий, муниципальных систем, это также вредит окружающей среде и может снижать показатели комфортной жизни в городе, что сказывается на экономической составляющей страны. Цель работы заключается в проведении обзора существующих технологий для автоматизированной системы «умный светофор». Основная часть В свете перечисленных проблем появляется важная задача – уменьшение автомобильных пробок при помощи интеллектуальных транспортных систем. Если обратиться к ГОСТ Р 56829-2015, то можно найти официальное определение интеллектуальных транспортных систем (ИТС) – система управления, интегрирующая современные информационные и телематические технологии и предназначенная для автоматизированного поиска и принятия к реализации максимально эффективных сценариев управления транспортно-дорожным комплексом региона, конкретным транспортным средством или группой транспортных средств с целью обеспечения заданной мобильности населения, максимизации показателей использования дорожной сети, повышения безопасности и эффективности транспортного процесса, комфортности для водителей и пользователей транспорта. Одним из направлений развития ИТС является развитие информационных сервисов и систем, одной из которых является современная система управления пропускной способностью перекрёстка – умный светофор. Суть технологии заключается в динамическом управлении сигналами светофора в зависимости от дорожно-транспортной ситуации на конкретном перекрёстке. В отличии от обычных светофоров, которые работают только в локальном режиме по заранее прописанному алгоритму система умного светофора работает в адаптивном режиме, в котором переключение сигналов светофора происходит не по расписанию, а после анализа данных о ситуации на дороге. Процессор «умного» светофора получает информацию о потоке машин с видеокамер и детекторов, обрабатывает ее и в соответствии с этим по установленному алгоритму принимает решение, в каком направлении необходимо увеличить продолжительность зеленого света [2]. Система видеоконтроля, которая входит в комплект умного светофора передаёт данные следующих типов: информация о трафике, куда входит количество автомобилей, которые находятся в зоне работы системы умного светофора, скорости автомобильного потока, степень стеснённости движения, насколько загружены полосы движения, какие транспортные средства находятся в данные момент в зоне работы светофора, информация о каких-либо происшествиях на дороге, например, это дорожно-транспортное происшествие, ремонтные работы на участке прилегающем в зону работы светофора, наличие открытого люка и другие происшествия, информация о наличии автомобилей на перекрёстке: сколько автомобилей остановилось на перекрёстке, сколько транспортных средств приближается к перекрёстку, какой длины транспортная очередь. Благодаря анализу данных и принятию решений происходит уменьшение вероятности появление транспортного затора в зоне работы умного светофора. И благодаря постоянному анализу система также может выстраивать прогнозы транспортной ситуации на конкретном участке и заранее определить лучший план для управления движением. Стоит отметить, что если произойдёт сбой системы, то ничего критического в тот момент не происходит, светофоры не горят всегда зелёными, пешеходам нет постоянного доступа к переходу дороге, просто система начинает работать в автономном режиме, который подразумевает работы светофора в обычном локальном режиме. Стоит отметить, что работа светофоров очень сильно зависит от чёткого выполнения правил установки оборудования для работы системы. Например, это видеокамеры, ультрозвуковые датчики, кнопки вызова пешеходной фазы работы «умного светофора». Важно, чтобы отсутсвовали препятсвия для прохождения сигнала, линии обзора. К сожалению, эти требования можно выполнить не всегда, потому что чаще всего вблизи расположены столбы с множеством проводов, деревья с растительностью и другие препятсвия вплоть до киоска. Поэтому для того, чтобы правильно установить систему нужно для начала провести обзор того места, куда будет устанавливаться светофор не только по монтажным характеристикам, но и по условиям размещения датчиков и препятсвий для них. Это несёт на себе дополнительные расходы, что напрямую влияет на скорость и стоимость установки системы.  Рисунок 2. Организационная схема «Умного светофора» На перекрестках можно установить определенный тип датчиков, который будет учитывать приоритет общественного транспорта и экстренных служб перед остальными участниками движения, а также при использовании специальных метеостанций, которые будут собирать информацию о погодных условиях и состоянии асфальта, позволит скорректировать скоростные ограничения и предупредить водителей о неблагоприятных условиях на дороге [2]. Система «Умный светофор» функционирует в диапазоне частот для промышленной, научной и медицинской аппаратуры с частотой 5,8 ГГц или 900 МГц. Все устройства, которые функционируют в одном комплекте образуют одно частную сеть и принадлежат к одной IP-подсети. Для «общения» устройств используется протокол, который аналогичен стандарту 802.11n и передает идентификатор SSID, который виден со стандартных ноутбуков и смартфонов. Беспроводные соединения не зашифрованы, радиостанции используют стандартные имена пользователей и пароли [3]. Также контроллер использует операционную систему VxWorks 5.5, параметры сборки которого по умолчанию для этой версии оставляют порт откладки открытым для тестирования. Стоит отметить, что при подключении к порту система не запросит данные пароля и позволит произвольно произвести чтение и запись памяти устройства. Поэтому проблема заключается не в том, что у системы есть какая-то определённая уязвимость, а в том, что службы, которые обеспечивают техническое обслуживание такой «Умного светофора» пока ещё не полностью осознают последствия атак на систему, ведь то, что устройства работают на незашифрованных радиосигналах и не имеют безопасной аутентификации в сети говорит о много. Но есть уверенность, что данные пробелы безопасности будут решены. В пример реализации систем «Умного светофора» можно приводить такие города, как Москва, Санкт-Петербург, Воронеж и другие. Но нам интересен город Владивосток, в котором «Умные светофоры» начали тестировать в 2018 году на перекрёстке проспекта 100 лет Владивостоку и улицы Русской при поддержке администрации Владивостока и японских партнёров «Киосан Электрик», данные о том тестировании не удалось найти. Однако, на наше счастье, в рамках проекта «ИС Цифровое Приморье» в 2022 году во Владивостоке меняют обычные светофоры на новые «умные», на которых нет обратного времени отсчёта для автомобилистов. Уже 98 умных светофоров подключены к единой системе.  Рисунок 3. Карта сети «Умных светофоров» во Владивостоке По данным Администрации Владивостока со ссылкой на ООО «Цифровое Приморье» на расчётном участке Океанский проспект – Октябрьская, Океанский проспект, 31, Океанский проспект – Фонтанная, Океанский проспект – Семеновская и четыре перекрестка на улице Алеутской: Алеутская – Фокина, Алеутская – Семеновская, Алеутская – Фонтанная и Алеутская – Прапорщика Комарова «Всего за неделю работы статистика показала улучшение дорожного трафика в этом районе на 20-25%», – отмечает Евгений Кулешов [4], который является руководителем проекта по интеллектуальным транспортным системам ООО «Цифровое Приморье» Заключение В заключении можно сказать следующее: стало ясно, что эксплуатация системы «Умный светофор» повышает пропускную способность перекрёстков, что ведёт к уменьшению вероятности образования транспортных заторов, сокращению транспортных расходов и расходов топлива, также сокращению вредного воздействия на окружающую среду, но прежде всего система «Умный светофор» способна лишь максимально увеличить производительности перекрёстка. В любом случае городским властям необходимо своевременно решать остальные дорожные проблемы. Список литературы: Дорожно-транспортная аварийность в Российской Федерации за 2020 год. Информационно-аналитический обзор. – М.: ФКУ «НЦ БДД МВД России», 2021, 79 с. Крылова Е.И. Интеллектуальные транспортные системы. «умный» светофор, «умный» перекресток / Е. И. Крылова // Аэрокосмическое приборостроение и эксплуатационные технологии. – 2021. – С. 115-118. Донкан К.М. Дудоладова П.Г. Оценка защищённости системы управления транспортом «Умный светофор» / К.М. Донкан П.Г. Дудоладова // Инновационное развитие: потенциал науки и современного образования. – 2019. – С. 88-90. Официальный сайт Администрации Владивостока:[Электронный ресурс]. http://vladivostok.ru/event/news/62797 (дата обращения 15.04.2022). |