Три вида слежения за транспортом

Понятие интеллектуальной транспортной сети (ИТС) возникло сравнительно недавно. Практически оно сформировалось после активной интервенции вычислительной техники в сферу транспорта. Первоначально это были автоматизированные системы управления, затем на основе накопленных знаний и баз данных сформировались ситуационные центры, которые и стали основой современных ИТС. О том, как развивалась эта отрасль и какое будущее ждет ИТС в России, рассказывает директор направления развития интеллектуальных комплексных систем ОАО «НИИАС» Владимир Воронин.

— Владимир Сергеевич, расскажите, пожалуйста, что представляет собой интеллектуальная система?

— Первые интеллектуальные системы управления движением появились на скоростных автомагистралях США. Это было связано с необходимостью отслеживания большого количества автомобилей на трассах не только для повышения безопасности, защиты и эффективности управления трафиком, но и для проведения бесконтактных расчетных кассовых операций на платных автодорогах.
Любая ИТС построена на основополагающих принципах управления, контроля, регулирования, наблюдения и информирования. Она должна позволять получать постоянно меняющиеся данные о подвижных единицах в реальном времени, осуществлять полный линейный контроль трафика и его изменения, контроль погодных условий и природных аномалий в режиме онлайн, а также контролировать состояние сенсоров и приборов слежения, обеспечивающих работу всей системы.

Сеть телевизионных камер и специальных сенсоров (датчиков) вдоль контролируемых автодорог позволяет системе определять параметры подвижной единицы, идентифицировать ее через накопленную базу данных, устанавливать скорость и тариф на оплату проезда по платному участку, местоположение и вероятность определения автомобильной пробки на контролируемом участке, а также многое другое. Сама ИТС на основании полученных данных может предложить диспетчеру варианты решения по проблемным местам магистрали, в том числе перейти на другой режим переключения светофоров, изменить с помощью специальной техники ширину полосы движения за счет перемещения разделительного барьера, который одновременно является дополнительным средством обеспечения безопасности движения.

Интеллектуальные системы управления аналогичного плана начали внедряться и на железных дорогах. Сети цифровых каналов обеспечивают передачу информации на и от поездов по ремонту пути, стрелочных переводов и придорожных датчиков в центры управления и т. д. Кроме обычных кабельных и волоконно-оптических сетей для передачи оперативной информации в цифровом виде активно используются радиосети. Огромное значение для точной работы любой ИТС имеет позиционирование транспортных единиц. Поэтому сегодня повышенное внимание как во всем в мире, так и в России уделяется развитию глобальных систем позиционирования GPS, ГЛОНАСС, ГАЛИЛЕО.

Примером современного подхода к созданию систем управления нового поколения может быть испанская DaVinci, которая основывается на принципах использования последних достижений в инфокоммуникационных технологиях. Принцип построения системы DaVinci тот же, что и у системы управления любой сетевой телекоммуникационной структурой. Вместе с тем новая система построена с использованием основных структурных решений, принятых в Европе, то есть с использованием Европейской системы управления железнодорожным подвижным составом (ERTMS), которая предполагает наличие евробализов (Eurobalise) с передачей информации по радиоканалам выделенной радиосети GSM-R, увязанной с радиосетью общего пользования GSM.

— Каким образом идет процесс обработки и дальнейшей передачи полученной информации?

— Существующая инфокоммуникационная транспортная сеть, которая соединяет между собой объекты наблюдения и места сбора и обработки информации, некий BackBone, где присутствуют и средства для перемещения этой информации внутри сети, позволяет обеспечить в полной мере обмен и доставку информационных сообщений. Далее собранная и обработанная информация анализируется и сравнивается с заранее заданными параметрами штатных ситуаций. При отклонении от заданных параметров или в аварийном случае нарушения каких-либо связей в системе к диспетчеру или оператору поступает извещение об отклонениях и возможных вариантах приведения системы в норму.

Напомним, что практическая деятельность операторов и поездных диспетчеров связана с постоянным напряжением внимания, а при длительном воздействии реакция человека на постоянные раздражители снижается. В связи с этим визуальное отражение штатной ситуации на рабочем месте должно быть спокойным, не привлекающим особого внимания, в свою очередь индикация нештатных ситуаций должна вызывать сильное раздражение у оператора, что приведет к немедленной реакции.

Рабочие места операторов и диспетчеров, как правило, оснащены несколькими дисплеями, отражающими ситуацию на различных участках или объектах наблюдения. Однако эргономически оправданна установка на одном рабочем месте не более семи дисплеев, именно это количество является предельным для одновременного обозрения и точного съема и понимания информации человеком. Вместе с тем при условии восприятия человеком только выделенной информации о нештатной ситуации работоспособность и скорость принятия решений значительно повышается, что снижает накопленную за рабочую смену усталость.
На этом принципе строятся практически все диспетчерские центры на железных дорогах Европы. Он позволяет уменьшить нагрузку на телекоммуникационные и информационные сети, поскольку передача статической информации, то есть информации, связанной со штатной ситуацией, практически не требуется. Необходима обработка и передача только отклонений от заданного плана или графика. Таким образом, есть возможность увеличить эффективность работы всей системы, включая участвующего в ней человека.

— Какие виды работающих интеллектуальных систем существуют сегодня?

— Как правило, интеллектуальные системы IS (Intelligence Systems) объединяют данные из внутренних и внешних источников и генерируют на их основе аналитическую информацию, благодаря которой пользователи могут принимать решения быстрее и лучше. В целом существуют три категории IS — ретроспективные, аналитические и предсказательные.

В ретроспективных системах информация для принятия решений основывается на анализе данных о прошлых операциях — обычно она поступает из действующих систем и из хранилища данных. Ретроспективный анализ позволяет лицу, ответственному за принятие решения, видеть, какие действия в прошлом дали положительный результат, а какие — нет. С точки зрения внедрения это самый простой тип IS.

Аналитические системы обычно предусматривают интерактивный процесс. Они применяются для анализа сведений, поступающих из источников данных (чаще в реальном времени), и генерирования информации для принятия решений. Подобные системы создаются методом проб и ошибок.

Последний тип — это предсказательные, или прогнозные, IS, которые объединяют и анализируют данные из внутренних и внешних источников, чтобы выдать аналитическую информацию о будущих событиях. Эти сведения применяются для принятия упреждающих, ориентированных на будущее решений, например, для прогнозирования спроса на продукцию компании в следующем году. Они могут определяться на основании статистического анализа макроэкономических данных — это хороший показатель для оценки спроса и сбыта услуг компании.

Описанные типы интеллектуальных систем никоим образом не являются взаимоисключающими. Во многих компаниях элементы прогноза легко перемешиваются с ретроспективой или аналитикой. Представленная классификация облегчает менеджерам задачу расстановки приоритетов при работе над новым проектом. Если проект охватывает весь спектр IS-решений, рекомендуется разделить всю функциональность на три описанных выше категории, а затем расположить составляющие проекта в соответствии с ожидаемыми выгодами для бизнеса и сложностью реализации.

Таким образом, опыт построения действующих IS можно воспринимать как вариант выстраивания любой интеллектуальной системы, использующей статистику и мониторинг ситуации в реальном времени.

— И какие виды этих инноваций сегодня готовы использовать Российские железные дороги?

— У РЖД уже есть опыт повышения интеллектуального уровня всей системы железнодорожного транспорта — сегодня это крупнейшая инфокоммуникационная система, позволяющая управлять движением в режиме реального времени, сокращая затраты и увеличивая эффективность всей отрасли по многим показателям. Что же касается подвижного состава, то в настоящее время можно с уверенностью говорить об интеллектуальном поезде, принимая во внимание использование самого современного комплекса бортового оборудования типа КЛУБ-У, которое продолжает совершенствоваться. При этом вместе с реализацией цели безусловного обеспечения безопасности движения достигается значительное улучшение условий труда машиниста локомотива и увеличение возможностей предлагаемого пассажирам поезда сервиса.

Однако, уже имея в первом приближении интеллектуальный подвижной состав, нельзя сказать то же самое о существующей инфраструктуре. Безусловно, сделано и делается очень многое, но требуемого для реализации ИТС полного комплекса контроля, регулирования, наблюдения и информирования пока достичь не удалось. К тому же существующий опыт управления движением практически отстает от требований современных технологий, соответственно крайне необходима качественная переподготовка управленческих кадров на железной дороге. Они должны мыслить иначе, чем их предшественники.

— А что делается НИИАСом для внедрения этих технологий на РЖД?

— Если говорить о разработках в области развития ИТС, должен отметить, что с преобразованием института в акционерное общество формируется ряд подразделений, деятельность которых направлена на создание интеллектуального управленческого комплекса на железных дорогах. Я уже упомянул о бортовых устройствах для локомотива, но сегодня наиболее остро стоит вопрос о создании современных центров диагностики и совершенствования метрологического обеспечения. В связи с этим институтом изучается и обобщается зарубежный опыт в данной области, уже начата работа совместно с соответствующими департаментами ОАО «РЖД» по использованию новых разработок, как зарубежных, так и собственных, на опытных полигонах сети железных дорог. Это касается работы новых устройств СЦБ на станциях и перегонах, энергосберегающих технологий, применения геоинформационных технологий в системах управления железнодорожным транспортом и многого другого.

Беседовала Полина Карела

Источник: «РЖД-Партнер»
www.rzd-partner.ru