Интеллектуальная транспортная система ( ИТС ) — это современное приложение, целью которого является предоставление инновационных услуг, связанных с различными видами транспорта и управлением дорожным движением , а также предоставление пользователям возможности быть лучше информированными и обеспечивать более безопасное, более скоординированное и «умное» использование транспортных сетей. [1]
Некоторые из этих технологий включают вызов служб экстренной помощи в случае аварии, использование камер для обеспечения соблюдения правил дорожного движения или знаков, отмечающих изменение ограничения скорости в зависимости от условий.
Хотя ИТС могут относиться ко всем видам транспорта, директива Европейского Союза 2010/40/ЕС от 7 июля 2010 года определила ИТС как системы, в которых информационные и коммуникационные технологии применяются в сфере автомобильного транспорта , включая инфраструктуру. , транспортных средств и пользователей, а также в управлении дорожным движением и управлении мобильностью, а также для взаимодействия с другими видами транспорта. [2] ИТС могут использоваться для повышения эффективности и безопасности транспорта во многих ситуациях, например, при автомобильном транспорте, управлении дорожным движением, мобильности и т. д. [3] Технология ИТС применяется во всем мире для увеличения пропускной способности дорог с интенсивным движением, снижения время в пути и позволяют собирать информацию о ничего не подозревающих участниках дорожного движения. [4]
Правительственный [ какой? ] деятельность в области ИТС дополнительно мотивируется растущим вниманием к национальной безопасности . [ когда? ] Многие из предлагаемых систем ITS также включают наблюдение за дорогами, что является приоритетом национальной безопасности. [5] Финансирование многих систем осуществляется либо напрямую через организации национальной безопасности, либо с их одобрения. Кроме того, ITS может сыграть роль в быстрой массовой эвакуации людей из городских центров после событий с большим числом жертв, например, в результате стихийного бедствия или угрозы. Большая часть инфраструктуры и планирования, связанных с ИТС, аналогична потребностям в системах национальной безопасности.
В развивающихся странах миграция из сельских мест обитания в урбанизированные протекает по-другому. Многие районы развивающегося мира урбанизировались без значительной автомобилизации и образования пригородов . Небольшая часть населения может позволить себе автомобили , но автомобили значительно увеличивают заторы в этих мультимодальных транспортных системах. Они также вызывают значительное загрязнение воздуха , представляют значительный риск для безопасности и усугубляют чувство неравенства в обществе. Высокая плотность населения могла бы поддерживаться мультимодальной системой пешего, велосипедного транспорта, мотоциклов , автобусов и поездов .
Другие части развивающегося мира, такие как Китай , Индия и Бразилия, остаются преимущественно сельскими, но быстро урбанизируются и индустриализируются. В этих районах наряду с автомобилизацией населения развивается моторизованная инфраструктура. Огромное неравенство в благосостоянии означает, что только часть населения может пользоваться автомобилем, и поэтому очень плотная мультимодальная транспортная система для бедных пересекается с высокомоторизованной транспортной системой для богатых.
Интеллектуальные транспортные системы различаются по применяемым технологиям: от базовых систем управления, таких как автомобильная навигация ; системы управления светофорами ; системы управления контейнерами; знаки изменяемого сообщения; автоматическое распознавание номерных знаков или камеры контроля скорости для мониторинга приложений, таких как системы охранного видеонаблюдения , а также системы автоматического обнаружения происшествий или обнаружения остановившихся транспортных средств; к более продвинутым приложениям, которые объединяют оперативные данные и обратную связь из ряда других источников, таких как системы управления парковкой и информационные системы; информация о погоде ; системы противообледенения мостов (США ) ; и тому подобное. Кроме того, разрабатываются методы прогнозирования, позволяющие проводить расширенное моделирование и сравнение с историческими базовыми данными. Некоторые из этих технологий описаны в следующих разделах. [6]
Для интеллектуальных транспортных систем были предложены различные формы технологий беспроводной связи. Радиомодемная связь на частотах УВЧ и УКВ широко используется для связи на ближнем и дальнем расстоянии в рамках ИТС.
Связь на расстоянии 350 м может быть реализована с использованием протоколов IEEE 802.11 , в частности 802.11p (WAVE) или стандарта выделенной связи ближнего действия (DSRC) 802.11bd, продвигаемого Интеллектуальным транспортным обществом Америки и Министерством транспорта США. . Теоретически диапазон этих протоколов можно расширить с помощью мобильных одноранговых сетей или ячеистых сетей .
Для связи на большие расстояния используются инфраструктурные сети. Связь на большие расстояния с использованием этих методов хорошо известна, но, в отличие от протоколов ближнего действия, эти методы требуют обширного и очень дорогостоящего развертывания инфраструктуры.
Недавние достижения в области автомобильной электроники привели к переходу к меньшему количеству более мощных компьютерных процессоров на транспортных средствах. Типичный автомобиль начала 2000-х годов имел от 20 до 100 отдельных сетевых модулей микроконтроллеров / программируемых логических контроллеров с операционными системами , работающими не в реальном времени . Текущая тенденция заключается в уменьшении количества и более дорогих микропроцессорных модулей с аппаратным управлением памятью и операционными системами реального времени . Новые встроенные системные платформы позволяют реализовать более сложные программные приложения , включая управление процессами на основе моделей , искусственный интеллект и повсеместные вычисления . Возможно, наиболее важным из них для интеллектуальных транспортных систем является искусственный интеллект . [ нужна цитата ]
Данные «плавающего автомобиля» или «зонда» собирались на других транспортных маршрутах. Вообще говоря, для получения необработанных данных использовались четыре метода:
В мегаполисах расстояние между антеннами короче и теоретически точность увеличивается. Преимущество этого метода в том, что вдоль дороги не нужно строить инфраструктуру; используется только сеть мобильной связи. Но на практике метод триангуляции может оказаться сложным, особенно в районах, где одни и те же вышки мобильной связи обслуживают два или более параллельных маршрута (например, автомагистраль (автострада) с подъездной дорогой, автомагистраль (автострада) и линия пригородной железной дороги, две или несколько параллельных улиц, или улица, которая одновременно является автобусной линией). К началу 2010-х годов популярность метода триангуляции пошла на спад. [ нужна цитата ]
Технология плавающих данных об автомобилях обеспечивает преимущества перед другими методами измерения трафика:
Технологические достижения в области телекоммуникаций и информационных технологий в сочетании с ультрасовременными микрочипами, RFID (радиочастотной идентификацией) и недорогими интеллектуальными технологиями обнаружения маяков расширили технические возможности, которые будут способствовать повышению безопасности автомобилистов в интеллектуальных транспортных системах. глобально . Сенсорные системы для ИТС представляют собой сетевые системы на базе транспортных средств и инфраструктуры, т.е. интеллектуальные автомобильные технологии. Датчики инфраструктуры — это неразрушимые (например, дорожные отражатели) устройства, которые при необходимости устанавливаются или встраиваются в дорогу или вокруг дороги (например, на зданиях, столбах и знаках) и могут распространяться вручную во время профилактического обслуживания дорожного строительства. или с помощью оборудования для введения датчиков для быстрого развертывания. Системы обнаружения транспортных средств включают развертывание электронных маяков между инфраструктурой и транспортными средствами для идентификационной связи, а также могут использовать технологии автоматического распознавания номерных знаков или технологии обнаружения магнитных сигнатур транспортных средств с желаемыми интервалами для улучшения постоянного мониторинга транспортных средств, работающих в критических ситуациях. зоны мира.
Индуктивные петли можно разместить на дорожном полотне для обнаружения транспортных средств, проходящих через магнитное поле петли. Самые простые детекторы просто подсчитывают количество транспортных средств за единицу времени (обычно 60 секунд в США ) , которые проезжают через петлю, в то время как более сложные датчики оценивают скорость, длину и класс транспортных средств, а также расстояние между ними. Петли можно размещать на одной полосе или на нескольких полосах движения, и они работают с очень медленными или остановившимися транспортными средствами, а также с транспортными средствами, движущимися с высокой скоростью.
Измерение транспортных потоков и автоматическое обнаружение происшествий с помощью видеокамер — еще одна форма обнаружения транспортных средств. Поскольку системы видеообнаружения, такие как те, которые используются для автоматического распознавания номерных знаков, не предполагают установку каких-либо компонентов непосредственно на поверхность дороги или земляное полотно, этот тип системы известен как «неинтрузивный» метод обнаружения дорожного движения. Видео с камер поступает в процессоры , которые анализируют изменяющиеся характеристики видеоизображения по мере проезда транспортных средств. Камеры обычно устанавливаются на столбах или конструкциях над проезжей частью или рядом с ней. Большинству систем видеообнаружения требуется некоторая начальная настройка для «обучения» процессора базовому фоновому изображению. Обычно это предполагает ввод известных измерений, таких как расстояние между полосами движения или высота камеры над проезжей частью. Один процессор видеодетектирования может обнаруживать трафик одновременно от одной до восьми камер, в зависимости от марки и модели. Типичными выходными данными системы видеообнаружения являются данные о скорости движения транспортных средств по полосам движения, счетчики и показания занятости полосы движения. Некоторые системы предоставляют дополнительные выходные данные, включая информацию о промежутке, пройденном пути, обнаружении остановившегося транспортного средства и сигнализацию о выезде на встречную полосу.
Bluetooth — это точный и недорогой способ передачи местоположения движущегося автомобиля. Устройства Bluetooth в проезжающих транспортных средствах обнаруживаются сенсорными устройствами, установленными на дороге. Если эти датчики связаны между собой, они смогут рассчитывать время в пути и предоставлять данные для матриц отправления и назначения. По сравнению с другими технологиями измерения трафика измерение Bluetooth имеет некоторые отличия:
Поскольку устройства Bluetooth становятся все более распространенными на борту транспортных средств, а портативная электроника вещает все чаще, объем данных, собираемых с течением времени, становится более точным и ценным для целей поездки и оценки, дополнительную информацию можно найти в [11] .
Также можно измерить плотность движения на дороге, используя звуковой сигнал , который состоит из совокупного звука шума шин, шума двигателя, шума холостого хода двигателя, гудков и шума турбулентности воздуха . Установленный на дороге микрофон улавливает звук, включающий в себя различные шумы транспортных средств, а методы обработки аудиосигнала можно использовать для оценки состояния дорожного движения. Точность такой системы сравнима с точностью других методов, описанных выше. [12]
Радары устанавливаются на обочине дороги для измерения транспортного потока, а также для обнаружения остановившихся и застрявших транспортных средств. Как и видеосистемы, радар изучает окружающую среду во время настройки и может различать транспортные средства и другие объекты. Он также может работать в условиях плохой видимости. Радар транспортного потока использует метод «бокового огня» для обзора всех полос движения в узкой полосе, чтобы подсчитать количество проезжающих транспортных средств и оценить плотность движения. Для обнаружения остановившихся транспортных средств (СВД) и автоматического обнаружения происшествий используются радарные системы на 360 градусов, которые сканируют все полосы движения на больших участках дороги. Сообщается, что радар имеет лучшую производительность на больших расстояниях, чем другие технологии. [13] Радар СВД будет установлен на всех автомагистралях Smart в Великобритании. [14]
Данные, полученные от различных сенсорных технологий, можно интеллектуально комбинировать для точного определения состояния дорожного движения. Было показано, что подход , основанный на объединении данных , который использует собранные на обочине дороги акустические данные, данные изображений и данные датчиков, сочетает в себе преимущества различных отдельных методов. [15]
В 2015 году ЕС принял закон, требующий от автопроизводителей оборудовать все новые автомобили системой eCall — европейской инициативой, которая помогает автомобилистам в случае столкновения. [16] Автомобильный eCall генерируется либо вручную пассажирами автомобиля, либо автоматически посредством активации бортовых датчиков после аварии. [17] При активации бортовое устройство eCall осуществляет экстренный вызов, передавая голос и данные непосредственно в ближайший пункт экстренной помощи [17] (обычно ближайший пункт ответа общественной безопасности E 1-1-2 , PSAP). Голосовой вызов позволяет пассажиру автомобиля общаться с обученным оператором eCall. При этом оператору eCall, принимающему голосовой вызов, будет отправлен минимальный набор данных.
Минимальный набор данных содержит информацию о происшествии, включая время, точное место, направление движения транспортного средства и идентификацию транспортного средства. Общеевропейская система eCall призвана стать стандартной опцией для всех новых автомобилей, получивших одобрение типа. В зависимости от производителя системы eCall она может быть основана на мобильном телефоне (подключение Bluetooth к бортовому интерфейсу), встроенном устройстве eCall или функциональности более широкой системы, такой как навигация, телематическое устройство или устройство взимания платы за проезд. Ожидается, что eCall будет предложен не раньше конца 2010 года, в ожидании стандартизации Европейским институтом телекоммуникационных стандартов и обязательств со стороны крупных государств-членов ЕС, таких как Франция и Великобритания.
Проект SafeTRIP , финансируемый ЕС , разрабатывает открытую систему ITS, которая повысит безопасность дорожного движения и обеспечит устойчивую связь за счет использования спутниковой связи S-диапазона. Такая платформа позволит расширить охват Службы экстренного вызова на территории ЕС.
Система камер контроля дорожного движения, состоящая из камеры и устройства мониторинга транспортных средств , используется для обнаружения и идентификации транспортных средств, не соблюдающих ограничение скорости или других требований законодательства, а также автоматически выписывает нарушителей штрафы на основе номерного знака. Квитанции ГИБДД высылаются по почте. Приложения включают в себя:
Недавно в некоторых юрисдикциях начали экспериментировать с переменными ограничениями скорости, которые меняются в зависимости от пробок на дорогах и других факторов. Обычно такие ограничения скорости изменяются в сторону снижения только в плохих условиях, а не улучшаются в хороших. Одним из примеров является британская автомагистраль М25 , огибающая Лондон. На наиболее загруженном участке длиной 14 миль (23 км) (развязка 10–16) автомагистрали M25 с 1995 года действуют переменные ограничения скорости в сочетании с автоматизированным контролем. Первоначальные результаты показали экономию времени в пути, более плавное движение и снижение количества аварий, поэтому в 1997 году внедрение стало постоянным. Дальнейшие испытания на M25 пока оказались безрезультатными. [18]
Япония установила на своих автомагистралях датчики, оповещающие автомобилистов о том, что впереди глохнет автомобиль. [19]
Коммуникационное сотрудничество на дороге включает в себя «автомобиль-автомобиль», «автомобиль-инфраструктура» и наоборот. Данные, доступные от транспортных средств, собираются и передаются на сервер для централизованного объединения и обработки. Эти данные можно использовать для обнаружения таких событий, как дождь (работа дворников) и заторы (частое торможение). Сервер обрабатывает рекомендации по вождению, предназначенные для одного или определенной группы водителей, и передает их по беспроводной сети транспортным средствам. Цель кооперативных систем — использовать и планировать коммуникационную и сенсорную инфраструктуру для повышения безопасности дорожного движения. Определение кооперативных систем в дорожном движении дано Европейской комиссией : [20] [21]
Всемирный конгресс по интеллектуальным транспортным системам (ITS World Congress) — ежегодная выставка, посвященная продвижению технологий ITS. ERTICO – ITS Europe, ITS America и ITS AsiaPacific спонсируют ежегодный Всемирный конгресс и выставку ITS. Каждый год мероприятие проводится в другом регионе (Европа, Америка или Азиатско-Тихоокеанский регион). [22] Первый Всемирный конгресс ИТС состоялся в Париже в 1994 году. [23]
Во всем мире появляются новые модели мобильности и умного транспорта. Схемы совместного использования велосипедов , автомобилей и самокатов , такие как Lime или Bird, продолжают набирать популярность; во многих городах набирают популярность схемы зарядки электромобилей ; подключенный автомобиль — растущий сегмент рынка; в то время как новые, умные решения для парковки используются пассажирами и покупателями по всему миру. Все эти новые модели открывают возможности для решения проблем последней мили в городских районах .
Операторы мобильной связи становятся важным игроком в этих цепочках создания стоимости (помимо обеспечения просто связи). Специальные приложения могут использоваться для приема мобильных платежей , предоставления анализа данных и инструментов навигации, предложения поощрений и скидок, а также выступать в качестве средства цифровой коммерции .
Эти новые модели мобильности требуют высокой гибкости монетизации и возможностей управления партнерами. Гибкая платформа расчетов и выставления счетов позволяет быстро и легко распределять доходы и в целом повышает качество обслуживания клиентов . Помимо улучшения обслуживания, пользователи также могут получать скидки, баллы лояльности и вознаграждения, а также привлекаться посредством прямого маркетинга .
Сеть национальных ассоциаций ИТС представляет собой группу национальных интересов ИТС. Официально об этом было объявлено 7 октября 2004 года в Лондоне. Секретариат находится в ERTICO – ITS Europe. [24]
ERTICO – ITS Europe – это государственно-частное партнерство, способствующее развитию и внедрению ITS. Они объединяют органы государственной власти, игроков отрасли, операторов инфраструктуры, пользователей, национальные ассоциации ИТС и другие организации. Рабочая программа ERTICO сосредоточена на инициативах по повышению транспортной безопасности, защищенности и эффективности сети, принимая во внимание меры по снижению воздействия на окружающую среду.
В Соединенных Штатах в каждом штате есть отделение ИТС, которое проводит ежегодную конференцию для продвижения и демонстрации технологий и идей ИТС. На конференции присутствуют представители каждого департамента транспорта (штата, городов и округов) штата.
В промежуточных городах Колумбии, где внедрены стратегические системы общественного транспорта, городские транспортные сети должны работать с параметрами, которые улучшают качество предоставления услуг. Некоторые из проблем, с которыми сталкиваются транспортные системы в этих городах, направлены на увеличение количества пассажиров, перевозимых в системе, и внедрение технологий, которые необходимо интегрировать для управления и контроля парков общественного транспорта. [25] Для достижения этой цели необходимы стратегические системы для интеграции решений на основе интеллектуальных транспортных систем и информационных и коммуникационных технологий для оптимизации контроля и управления автопарком, электронного сбора платы за проезд, безопасности дорожного движения и доставки информации пользователям. [26] Функциональные возможности, которые будут охватываться технологией в этих транспортных системах, включают: планирование автопарка; местонахождение и отслеживаемость транспортного средства; облачное хранилище оперативных данных; совместимость с другими информационными системами; централизация операций; подсчет пассажиров; контроль и визуализация данных. [27]
{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite conference}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: |periodical=игнорируется ( помощь )