Как создается интеллектуальная
транспортная система
Челябинска

Две машины сталкиваются на перекрестке. Авария произошла на большой скорости, и водители без сознания. Камера на перекрестке фиксирует ДТП и начинает отсчет:
39, 38, 37… За сорок секунд дверь ни одной из машин не открывается. Искусственный интеллект принимает решение: пора вызывать врачей, и сигнал с координатами аварии автоматически уходит в диспетчерскую службу «Скорой помощи».

Это не научная фантастика и не хроники азиатского мегаполиса: такая система уже тестируется на 7 крупных перекрестках Челябинска. И это лишь малая часть функциональных возможностей Интеллектуальной транспортной системы (ИТС), которая объединяет светофоры, дорожные знаки, отслеживает движение уборочной техники и общественного транспорта, планы организации дорожного движения и многие другие возможности.
Каждый день система помогает челябинцам быстрее и безопаснее перемещаться по городу: пропускная способность улиц за последние годы повысилась на 12%, а сам Челябинск занял почетное последнее место по загруженности дорог в рейтинге Яндекс.Пробок, составленном прошлой осенью.
В этом материале мы расскажем, как город смог добиться таких результатов, и какие планы по развитию интеллектуальной транспортной системы вынашивают сегодня.

Ситуационный центр – сердце городского транспорта

То, что называется красивым словосочетанием «интеллектуальная транспортная система», на практике часто становится продолжением так называемых АСУДД — автоматизированных систем управления дорожным движением (в Челябинске система разработана компанией Комсигнал). Такие системы нужны для того, чтобы управлять потоками транспорта: в частности, переключать светофоры на перекрестках с учетом загруженности улиц.
Первая АСУДД появилась в Челябинске еще в 1986 году, и объединяла около 80 светофорных объектов.
Сегодня же она соединила в единую сеть все светофоры города (их в городе 378), а также около 600 видеодетекторов для подсчета трафика. Все данные собираются на одном информационном табло, выведенном на видеостену центрального управляющего пункта (ЦУП) — ситуационного центра. Здесь же принимаются оперативные решения, которые помогают разгрузить город от заторов, снизить смертность на дорогах и даже — пусть косвенно — улучшить крайне непростую экологическую обстановку промышленного «миллионника».
Мы поставили цель — объединить в единый центр все службы города.
Включая ГИБДД, скорую помощь, пожарные части, службы городского хозяйства — для сбора, анализа и обмена данными, а также вывода всей необходимой информации для принятия управленческих решений на мобильные устройства первых людей города и области. Важно, чтобы у руководства служб ЧС была под рукой оперативная информация: от прорыва трубы до ДТП. Возможностью для создания единого центра стал саммит ШОС, который должен был пройти в Челябинске. Предложенная нами система показала какие перспективы в ней заложены, теперь мы продолжаем ее активное развитие.
Игорь Беляшов, Генеральный директор АО «СМЭУ»
Сейчас, на этапе развертывания информационно-интеграционной платформы RITM3 происходит объединение всех городских служб, отдельных подсистем и компонентов в единую систему, но реализовано лишь частично. Многие составляющие транспортной системы уже работают и это помогает не только ехать быстрее и безопаснее, но и принимать правильные управленческие решения по строительству и содержанию транспортной инфраструктуры.
Как ситуационный центр спасает жизни
Как отмечают специалисты СМЭУ, наибольший процент ДТП с летальным исходом приходится на аварии с выездом на встречную полосу и на пешеходные переходы. Челябинск — промышленный город с широкими улицами, поэтому на «встречку» водители выезжают не так часто, а вот на пешеходные переходы приходится около 60% всех смертей на дороге.
Повышение безопасности на дороге – пожалуй, главная задача «транспортников» любого региона: согласно одному из «майских указов», к 2024 году смертность в ДТП должна сократиться в 3,5 раза от уровня 2017 года и составить не более 4 человек в год на 100 тыс. населения.
Чтобы снизить этот показатель, в Челябинске на нерегулируемых пешеходных переходах в рамках АСУДД объединены не только светофоры, но и расположенные тут же дорожные знаки «Пешеходный переход».
Сделано это изящно: в технические средства регулирования дорожного движения (свтофоры Т7, дорожные знаки и указатели) вмонтированы датчики, которые запитаны от солнечных станций и передают данные в ЦУП о состоянии средств регулирования.

Если кто-то собьет или снимет знак пешеходного перехода, сигнал об этом сразу поступит в ЦУП. То же самое произойдет, если светофор выйдет из строя. При этом, ремонтная бригада будет знать характер поломки, вплоть до конкретного неисправного элемента.
Но не менее важно, что ИТС помогает анализировать очаги аварийности. Каждую неделю ГИБДД передает в ЦУП обновленные данные обо всех ДТП, произошедших в городе. На основании этих данных проводится анализ, почему именно случилось ДТП. Например, возможно, машины не успевают на левый поворот и нужно поставить дополнительную секцию светофора или нужно продлить «зеленый» на 5 секунд. Так ситуационный центр делает жизнь горожан безопаснее.
Есть у челябинцев разработанная совместно с компанией «Интерсвязь» система автоматической фиксации ДТП, та самая, с которой мы начинали эту статью. Искусственный интеллект распознает, что два транспортных средства врезались друг в друга и остановились — сигнал об этом сразу поступает в ЦУП. А через 40 секунд, если система не «увидела» выходящих водителей, уведомляет «скорую помощь».
Интерсвязь

Как работают светофоры

Зеленая волна
Методика обеспечения безостановочного движения транспорта за счёт согласованного последовательного включения зелёного сигнала светофора на перекрёстках (также называется координированным управлением).
Все светофоры города собраны в единую систему. С одной стороны, это позволяет синхронизировать работу и создавать «зеленые волны» для водителей, которые движутся со скоростью, близкой к максимально разрешенной (например, 55 км/ч). С другой стороны, благодаря детекторам транспорта, подсчитывающим трафик, ситуационный центр может проанализировать и смоделировать, какие улицы наиболее «оживленно» едут, и своевременно переключать светофорные планы.
Сегодня на каждом из светофорных объектов используется от 3 до 8 планов, и переключаются они в зависимости от времени суток.
Адаптивное регулирование
Принцип организации светофорного регулирования, который позволяет равномерно разгружать все направления на перекрёстках, пропуская только то количество транспорта, которое сможет пропустить соседний перекрёсток.
Однако есть и две особые улицы: Комарова и проспект Победы. Они стали первыми, где реализовано так называемое адаптивное управление транспортными и пешеходными потоками. Сейчас реализовано два типа такого управления.
Первый – адаптивное управление транспортными потоками, который учитывает количество транспорта на подходе к перекрестку и позволяет увеличить или уменьшить время горения зеленого сигнала светофора, но при этом очень аккуратно относится ко времени горения разрешающего сигнала для пешеходов.
Второй тип адаптивного управления предназначен для беспрепятственного пропуска пассажирского транспорта общего пользования (в данном случае трамваев) с учетом пешеходов, которые двигаются на остановочные пункты. Данный тип регулирования также учитывает движение и других участников движения.
Осторожно: дорожные работы
К ЦУП Челябинска подключены и все подрядные организации, работающие над уборкой и ремонтом улично-дорожной сети города. Сегодня любой подрядчик, который занимается уборкой снега, подметанием или поливкой улиц, обязан оснастить свою технику датчиками. Это помогает лучше контролировать, сколько единиц техники вышло чистить дороги и тротуары – и сверять с актами выполненных работ, которые сдает подрядчик.
Более того, датчики даже позволяют узнать, опущена ли щетка у машины или поднята – иными словами, действительно ли она чистит дорогу или «просто так катается». На крупных улицах установлены бесконтактные лазерные датчики, которые определяют, необходимо ли убирать снег с дорожного полотна или обрабатывать реагентами, выявляют наличие воды или гололед.
Еще более значимой задачей становится организация движения в рамках дорожных работ. Часто в регионах этот процесс недостаточно хорошо организован: дорожное движение уже ограничивается или перекрывается, а информационные знаки еще не установлены.

Из-за этого люди начинают хаотично двигаться по городу, проезжая по одним и тем же участкам, создавая пробки и излишне загрязняя воздух из-за «перепробега».

Ситуационный центр в Челябинске оперативно реагирует на такие ситуации: его специалисты точно знают, где и когда ведутся работы и оперативно информируют горожан.
Аналитическая система RITM3
Cистема для поддержки принятия решений в процессе управления транспортными системами городов и регионов, разработанная специально для центров организации дорожного движения (ЦОДД), центров транспортного планирования (ЦТП) и центров управления транспортным комплексом.
Кстати, раз уж зашла речь об экологической обстановке – в Челябинске она действительно исторически непростая, поэтому к загрязнению воздуха относятся серьезно. В городе установлены газоанализаторы, определяющие выбросы СО и тяжелых металлов в атмосферу: эта информация сразу передается городской Администрации. Также в городе установлены 7 профессиональных метеостанций, произведенных финской компанией Vaisala. Они, в свою очередь, помогают отслеживать температуру, давление и осадки – вся эта информация «стекается» в систему RITM3, на базе которой и работает ситуационный центр.

Что «под капотом» интеллектуальной транспортной системы Челябинска

Интеллектуальная транспортная система Челябинска развернута на базе информационно-интеграционной платформы RITM3 («Ритм-куб»), разработанной российской компанией SIMETRA. Именно она аккумулирует в себе данные со всех датчиков и метеостанций, помогает управлять светофорами (благодаря интеграции с АСУДД – автоматизированной системой управления дорожным движением), «видеть» общественный транспорт и дорожные работы, прогнозировать трафик и использовать элементы искусственного интеллекта.
Кроме сугубо практических задач по улучшению ситуации на дороге, она помогает властям исполнять законодательство. Например, в ней удобно хранить все проекты организации дорожного движения (ПОДД), которые закон обязует разрабатывать по каждой улице, электронный КСОДД по каждому разделу, который привязанн к цифровому двойнику улично-дорожной сети города. Эти документы всегда под рукой: достаточно навести курсор на улицу на карте. По словам представителей СМЭУ, это сильно упрощает проведение проверок всех технических средств регулирования дорожного движения, а также строительные работы.
Аналитическая система ritm3
RITM3_очаги_аварийности
Например, чтобы установить светофор, не нужно ходить к газовщикам, электрикам и коммуникационным провайдерам — расположение всех коммуникаций под рукой. В RITM3 также реализованы мощные аналитические инструменты. Например, можно вывести «тепловые карты» города, чтобы наглядно видеть концентрацию населения в разных районах или, например, основные очаги аварийности.
Еще одна возможность – отображение основных корреспонденций горожан, это дает понимание, откуда и куда перемещаются жители. Корреспонденции рассчитываются на основе множества фактических данных в математической модели транспортных и пассажирских потоков города — это позволяет спрогнозировать сценарии развития городской транспортной инфраструктуры.
RITM3_корреспонденции
Сейчас в крупных российских городах мало глобальных возможностей для улучшения транспортной ситуации: невозможно, да и не нужно, расширять улицы под новые объёмы транспортных потоков, как делали в Москве в 30-е годы прошлого века. Задачи стали намного сложнее, поэтому повышать скорость и безопасность транспорта возможно только при условии гибкого оперативного управления и принятия решений на основе данных. Для того, чтобы предоставить такую возможность, мы и создали RITM3
Владимир Швецов, генеральный директор компании SIMETRA
В дальнейшем в Челябинске планируется развитие уже существующих подсистем, интеграцию в платформу RITM3 подсистемы АСУ наружного освещения, парковочного пространства, общественного транспорта и подсчета пассажиропотока. По сути, создание на основе интеграцинной платформы RITM3 полноценной интеллектуальной транспортной системы города миллионника станет основным каркасом для создания цифрового двойника города для таких систем как «Умный город» и «Безопасный город».
31 июля 2020 г. (обновлено 12.05.2022)