Комаров В.В., Гараган С.А. Архитектура и стандартизация ИТС. Зарубежный опыт и отечественная практика (2012) (1142010), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Данный принцип обеспечивает оптимизацию затрат на создание указанных систем.В современных условиях центральной проблемой эффективной организации транспортного процесса во многих крупных городах и на внегородских участках дорожной сети с интенсивным автомобильным движением является оптимизация использования ограниченного ресурса общегопользования, каковым является пропускная способность улично-дорожнойсети (УДС). Для решения этой проблемы целесообразно создать интегрированную интеллектуальную транспортную систему (ИИТС), по-213214Рисунок 2.4.
Функциональная структура интегрированной интеллектуальной транспортной системы.зволяющую помимо решения задач интегрированной телематическойтранспортной системы, примеры которых приведены выше, реализовыватьследующие функции:–– прогнозирование транспортных потоков и дорожной обстановки на территории крупного города с окрестностями либо участка дорожной сети наопределенной территории;–– выработка обеспечивающих оптимизацию транспортных потоков и дорожной обстановки команд средствам управления дорожным движениеми данных для средств информирования водителей;–– формирование оптимальных маршрутов движения и прогнозированиепродолжительности поездки ТС, сообщивших пункты своего назначенияи находящихся на связи с ИИТС;–– формирование оптимальных планов применения (нарядов) для систем(парков) ТС.Функциональная структура ИИТС показана на рис. 2.4.Объекты управления (информатизации) этой системы относятся к тремклассам:–– единичные ТС;–– системы (группы, парки) ТС;–– транспортные потоки в целом.Разделение функций управления и информатизации обусловлено тем,что для части ТС требования к порядку, условиям движения и перевозки грузов, контролируемые с помощью ИИТС, установлены либо будутустановлены нормативными документами (такие ТС обозначены на рис.2.4 красным шрифтом).
Для этих ТС система играет роль управляющей.Транспортные средства, для которых не установлены нормативные требования вышеуказанного характера (на рис. 2.4 показаны зеленым шрифтом),могут быть подключены к системе по желанию их владельцев и информация, получаемая от системы, играет роль рекомендаций, которые могут выполняться либо не выполняться по решению владельца либо водителя ТС.Такие ТС будем считать объектами информатизации.Каждому из этих классов соответствуют классы задач, подлежащих решению с помощью ИИТС.Задачи управления (информатизации) единичными ТС можно разделить на следующие группы:–– контроль;–– управление;–– информирование;–– экстренное реагирование на аварии.215Контроль осуществляется в отношении ТС, для которых нормативнымидокументами либо владельцами ТС установлены специальные требования кпорядку, условиям движения и перевозки грузов либо необходимость мониторинга.
Примерами могут являться ТС, для которых установлена плата запроезд по определенным участкам УДС, перевозящие опасные грузы, пассажирские ТС и т. д. Существо задачи состоит в отслеживании местоположения и состояния ТС и при выполнении заданных условий осуществлениенеобходимой реакции (сообщение оператору, передача данных в платежныесистемы, сообщение в правоохранительные органы, структуры транспортного надзора, владельцу ТС и т. п.).Управлению подлежат государственные либо коммерческие ТС по решению их владельцев в целях повышения эффективности использования этихТС. В рамках решения этой задачи ИИТС, возможно, во взаимодействии синформационными системами владельцев ТС, вырабатывает команды управления, передаваемые на борт ТС.
Примеры – ТС оперативных, дорожных икоммунальных служб, общественный транспорт и т. п.Информирование осуществляется в отношении любых ТС по желаниюих владельцев, в том числе и ТС, для которых установлена необходимостьконтроля и управления. Оно состоит в сообщении на борт ТС информациио дорожной обстановке, оптимальном (рациональном) маршруте следованияв пункт назначения и прогнозируемом времени прибытия. Очевидными необходимыми условиями для этого является передача с борта ТС в системуданных о пункте назначения и поддержание связи ТС с системой для корректировки маршрута и прогноза в реальном масштабе времени.Экстренное реагирование на аварии состоит в обеспечении возможности передачи сообщения об аварии ТС в автоматическом режиме, а такжепри наличии такой возможности по голосовому каналу и доведении этого сообщения до аварийно-спасательных служб для принятия необходимых мер.Круг ТС, которые должны быть оснащены соответствующей аппаратурой,вероятно, будет установлен федеральными властями.В рамках первых трех из вышеперечисленных групп задач могут бытьвыделены разновидности однотипных в смысле логико-математического содержания задач, решение которых может осуществляться одними и теми жесредствами.
Использование типовых средств решения задач определеннойразновидности позволяет сэкономить время и ресурсы при создании и эксплуатации системы.К таким разновидностям можно, например, отнести задачу контролямаршрута движения ТС. Она является основой взимания платы за проездопределенных участков УДС, контроля соблюдения правил перевозки опас-216ных грузов и целого ряда других приложений. Другим примером может бытьконтроль либо управление ТС, движущимися по маршруту, заданному определенным набором точек.
К ним относятся средства общественного транспорта, ТС коммунальных служб, предназначенные для сбора и вывоза бытовых отходов, уборки улиц, инкассаторский автотранспорт и т. п.Основным содержанием задач управления системами (группами, парками) ТС является определение оптимальных планов применения (нарядов) ТС, т. е. распределение между ТС подлежащих выполнению заданий ипри необходимости определение оптимальных маршрутов следования ТС.Данный класс также можно разделить на группы задач, например, статические и динамические. В статических задачах задается исходное положениеи характеристики ТС, составляющих группу, начальные и конечные пунктымаршрутов следования и характеристики заданий, например, веса и объемыгрузов, которые должны быть доставлены из исходных пунктов в конечные.Подобные задачи характерны для грузовых автопредприятий, дорожных, коммунальных служб и т.
п. В динамических задачах задания заранее неизвестны, они могут поступать в любой момент, при этом требуется оптимальнымобразом выбрать ТС, которому назначается поступившее задание, а такжемаршрут его следования к начальному пункту и, возможно, из начального вконечный пункт. Таким образом могут решаться задачи управления ТС оперативных служб, таксопарков и т. д.Наиболее сложным комплексом задач является управление транспортными потоками на заданной территории, которое осуществляется с цельюнаиболее рационального использования УДС для удовлетворения транспортных потребностей пользователей.
Управление производится путем выработки командной информации для средств управления дорожным движением,данных для отображения на средствах информирования водителей и передачи сформированной информации соответствующим адресатам.Большинство перечисленных задач должно решаться путем оптимизации соответствующих показателей качества. Для получения адекватныхрешений этих задач необходимо сформировать прогноз транспортных потоков и дорожной обстановки на наиболее продолжительный из периодов,для которых должны быть получены решения. Прогноз представляет собой динамическую модель УДС, например, в виде графа, вообще говоря,переменной структуры с заданными переменными во времени величинами загрузки его ребер транспортом на интервале времени, для которого217Качество решения вышеперечисленных оптимизационных задач в значительной степени определяется полнотой и достоверностью информациио текущем и прогнозируемом состоянии транспортных потоков.
Данные обих текущем состоянии могут быть получены от бортовых навигационноинформационных комплексов ТС и внебортовых средств сбора информации,что указывает на необходимость интеграции в ИИТС данных обо всех ТС.Для прогнозирования необходимо получить данные о пунктах назначениявозможно большего количества ТС, движущихся по УДС.Эти данные могут быть выданы владельцами государственных и коммерческих ТС, а также водителями индивидуальных ТС, если оптимизированныемаршруты позволят получить заметный выигрыш в продолжительности поездки либо хотя бы достоверный прогноз ее продолжительности, если значительная перегрузка УДС не позволяет достичь такого выигрыша.Следует заметить, что ИИТС, эффективно реализующие функции оптимизации маршрута и прогноза продолжительности поездки, могут статьмеханизмом повышения заинтересованности водителей всех, в том числе илегковых, автомобилей, в оснащении средствами спутниковой навигации,что позволит решить задачу коммерциализации системы ГЛОНАСС гораздоболее успешно, чем с помощью применяемых в настоящее время мер административного нажима.Возможная функциональная структура подсистемы прогнозирования иоптимизации ИИТС показана на рис.
2.5. Ее функционирование может осуществляться следующим образом.218Рисунок 2.5. Возможная функциональная структура подсистемы прогнозирования и оптимизации ИИТС.осуществляется прогнозирование. Изменения структуры графа отражаютвводимые и отменяемые (в том числе с помощью изменяемых дорожныхзнаков) ограничения на движение по определенным участкам УДС, а переменные величины загрузки его ребер транспортом – интенсивность прогнозируемых транспортных потоков.Исходными данными для прогнозирования являются сведения о местоположении и состоянии ТС на УДС, а также о пунктах назначения тех ТС, которыевыдали данные о них в систему. Информация о местоположении и состоянииТС поступает от бортовых автомобильных навигационно-информационныхкомплексов, а также от внебортовых средств сбора информации. Необходимо также использовать информацию о текущих и прогнозируемых погодныхусловиях.На основе собранной информации должны формироваться данные для таких пользователей ТТС, как органы транспортного надзора, операторы платежных систем, аварийно-спасательные структуры, владельцы ТС и т.
д.219По данным о состоянии УДС от центров организации дорожного движения (ЦОДД), ГИБДД, дорожных служб, органов МЧС и иных источников набазе полной модели УДС с учетом метеоданных производится актуализациямодели УДС, т. е. формируется модель, соответствующая текущей ситуации.Для этой модели с использованием данных о ТС и дорожной обстановке, собранных от бортовых и внебортовых средств, выполняется агрегированиеданных и оценка текущих параметров транспортных потоков. При этом необходимо иметь в виду, что не все ТС могут быть оснащены БАНИК, не всеимеющиеся навигационно-информационные комплексы могут быть включены и не все водители выдадут данные о пунктах назначения. В этой связи необходимо учитывать статистические данные о соотношении количества ТС,передающих информацию о своем местоположении и состоянии, и общегоколичества движущихся ТС с учетом факторов, влияющих на это соотношение в различных условиях.На основе текущих параметров транспортных потоков, а также параметров, спрогнозированных на предыдущих шагах процесса, производитсядинамическая декомпозиция УДС на слабозависимые фрагменты, соответствующие заданным для прогнозирования моментам времени t = t0, t1,…, tN.Слабозависимыми считаются те фрагменты УДС, ситуации на которых оказывают незначительное влияние друг на друга.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
