Университет ИТМО. Профессор Самуил Горелик. Концепция «умной» транспортной системы.

«Умная» транспортная система для страны будущего: как справиться с автомобильным коллапсом

Рост мегаполисов и количества автомобилей в них приводят к транспортным коллапсам, избавиться от которых пока не удается ни управленческими методами, ни внедрением новых технологических решений. Профессор кафедры управления государственными информационными системами Университета ИТМО Самуил Горелик разрабатывает концепцию «умной» транспортной системы, которая поможет нормализовать движение в городах и за их пределами.

– Что включает в себя понятие «умной» транспортной системы?

– Сейчас многие обсуждают автоматизацию движения транспорта. Основным источником хаоса в транспортной системе является окружающее пространство: некоторые водители могут вести себя неадекватно, может неожиданно выскочить пешеход, пойти дождь, повредиться дорожное покрытие и так далее. 90% современных работ по созданию интеллектуальной транспортной системы – это попытки научить автомобили эффективно ориентироваться в этом беспорядке. Считается, что нужно сделать так, чтобы машины «узнавали» друг друга, «общались», распознавали светофоры; идеологи Google продвигают беспилотные автомобили и предлагают просто не пускать людей на дороги «умного города». Но это все тупиковые идеи, так как «умная» транспортная система должна основываться не на внедрении отдельных технических решений, а на фундаментальных принципах. Во-первых, хаос на дороге автоматизировать нельзя. Во-вторых, оптимизировать транспортную систему нужно уже сейчас, поэтому не стоит фантазировать только о технологиях будущего. В-третьих, требуется методом аналогии найти похожие системы, которые уже успешно работают, и использовать те же подходы.

Такая система, на которую можно опираться, существует уже давно – это железная дорога. Ее главное отличие от автомобильных трасс в том, что движение по ней упорядочено: с самого начала железнодорожный транспорт ходил по расписанию, посторонние участники не могли помешать движению, сама технология развивалась так, чтобы была возможность автоматизировать процесс сигнализации и связи. Нужно просто внедрить эти принципы в движение автомобилей – выделить несколько полос и пустить маршрутный пассажирский и грузовой транспорт по ним. Попытка отстранить человека от управления автомобилем – наивная цель, многие водят машину для удовольствия. Лучше развести автомобилистов и маршрутный транспорт по разным дорогам, тем самым мы сможем разгрузить магистрали и нормализовать движение.

Для того, чтобы все это реализовать, нужно снабдить грузоперевозчиков и другие автомобили специальным технологическим оборудованием, которое будет следить за перемещением и давать указания водителям. Въезд и движение по таким трассам должен осуществляться через пропускные пункты строго по командам, поступающим из центра управления согласно расписанию. Преимущество такой системы перед железной дорогой в том, что сохраняется мобильность участников движения: в отличие от поезда, автомобиль может при необходимости съехать с маршрута в сторону. По предварительным подсчетам, затраты на создание такой транспортной системы будут почти в четыре раза ниже, чем в случае с железной дорогой; при этом пропускная способность возрастает также в четыре раза.

– Но ведь для этого требуется создать новую инфраструктуру с нуля?

– Все это можно реализовать на основе существующих дорожно-транспортных технологий. Современные магистрали и хайвеи практически отвечают всем требованиям. Технологически мы готовы к тому, чтобы внедрить все эти принципы, и предстоит только интеллектуальная работа.

«Умная» транспортная система состоит из элементарных участков, пунктов заезда-выезда и перекрестков, информационно-математические модели которых составляются и периодически корректируются по данным постоянного мониторинга и по информации, поступающей от служб управления дорожной инфраструктурой. Эти модели позволяют создавать маршруты, определять условия допуска транспортных средств дополнительно к постоянному расписанию, указывать места остановки, обгона, расположение сервисных служб и пунктов питания, и наконец, реализовывать систему обработки данных и согласование расписаний. Данные, получаемые в процессе мониторинга, вносятся в базу знаний, тем самым реализуется основное свойство интеллектуальных систем – самообучение.

На 70% крупных дорог маршрутный и немаршрутный транспорт движется хаотически и мешает друг другу, из-за этого образуются заторы. Интеллектуальная магистраль разгружает движение по обычным трассам, так как с них частично уйдет маршрутный пассажирский и грузовой транспорт. Также существуют варианты для внедрения «умной» транспортной системы в черте города – от второго этажа движения до замены трамваев. Сегодня они часто создают пробки из-за поломок или перебоев с электричеством. Пока трамвай маневрирует на перекрестке, в автомобилях ждут десятки людей, в то время как в вагоне сидят всего два-три пассажира.

– Разве отказ от электротранспорта не повлияет на городскую экологию негативно?

– Трамваи можно заменить, к примеру, электрическими автобусами. Вообще трамвай очень опасен с экологической точки зрения. В местах, где проложены рельсы, дорожное покрытие постоянно разрушается, вибрация распространяется на здания, портит коммуникации. У трамвая нет каких-либо особых преимуществ, и многие современные города избавляются от этого вида транспорта. Освободив трамвайные пути, мы можем разместить полосы для «умной» транспортной системы. Прикладную сторону вопроса мы изучаем с позиций организационной системы управления.

– Как это возможно реализовать с технической точки зрения?

– «Умная» дорога включает центр управления (диспетчерский центр), процессинг, реализуемый в облачных технологиях, систему мониторинга объектов дорожно-транспортной инфраструктуры. По сути, во всех городах уже есть автоматизированные системы управления городским пассажирским транспортом, но пока они только отслеживают перемещение автомобилей по маршрутам. На дорогах необходимо установить датчики радиочастотной идентификации (RFID), а в машины – системы, которые будут следить за положением на дороге, передавать геолокационные данные и принимать команды для водителей, чтобы те не сами ориентировались по дорожным знакам, а управляли автомобилем по инструкции. Для системы в целом критична непрерывность работы, поэтому в ее основе – принцип восстановления и корреляции данных, а также тройное дублирование обрабатываемых сигналов. Они поступают одновременно со спутников системы навигации, мобильной сети и датчиков RFID.

– Реально ли внедрить такую систему в России в ближайшем будущем?

– К сожалению, в нашей стране любое предложение такого рода сталкивается с активным противодействием. Я веду аналитическую работу в интересах госорганизаций, сейчас исследую эффективность затрат на автоматизацию дорожного движения в России с 2006 года. Результаты этого анализа плачевные. С другой стороны, ученые работают не потому, что хотят лично увидеть, во что вылилась их работа. Для меня сам результат научных исследований является полноценным продуктом: он позволяет строить прогнозы, принимать сегодня грамотные решения и тем самым влиять на будущее в лучшую сторону.

– Какие еще технологические решения помогут воплотить концепцию «умного города»?

– «Умный город», каким его обычно представляют, не совсем корректная концепция. Как я уже говорил, нельзя автоматизировать беспорядок. Здесь необходимо говорить о системах контроля городских объектов, общем мониторинге. Системы управления транспортом, перекрестками, улицами и зданиями должны быть объединены в одну. Главное же в «умном городе» – база знаний, где будут накапливаться критические ситуации, и система должна уметь их прогнозировать и самообучаться. Начинать необходимо с этого.

В Университете ИТМО накоплен серьезный научно-технический опыт в направлении информатизации транспортной отрасли. Реализовать этот опыт на практике и создавать новые технологии предстоит нынешним студентам, магистрантам и аспирантам.

Пресс-служба Университета ИТМО

Архив по годам:
Пресс-служба