АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ

Необходимо обратить внимание, что в настоящее время численность автомобилистов в крупных городах возрастает ежегодно. Это приводит к снижению безопасности на дорогах, что в свою очередь несет огромные риски для налогооблагаемой базы, а именно субъектов и объектов налогообложения. Поэтому, внедрение автоматизированных систем управления дорожным движением играют важную роль в сохранности уровня безопасности на автомобильном транспорте.

Автоматизированное управление транспортной системой (АУТС) подразумевает собой систему улично-дорожной сети, которая необходима для организации транспортных потоков (автомобилей и пешеходов). Несложно догадаться, что все участники дорожного движения являются элементами налогооблагаемой базы. Поэтому АУТС решает задачи, связанные с безопасностью и эффективностью функционирования всех участников налогообложения. Это целый комплекс программно-технических средств и мероприятий, направленный на обеспечение безопасности движения, улучшения параметров улично-дорожной сети, снижение транспортных задержек и улучшение экологической обстановки. К АУТС относятся системы видеофиксации и видеонаблюдения, светофоры, линии связи, координирование управления дорожным движением.

Развитие автоматизированных систем управления (АСУ) интересно рассмотреть на примере крупных городов. Очевидно, что в них содержится самая крупная часть системы налогообложения страны, поэтому внедрение данных систем здесь будет играть колоссальную роль. В статье будут упомянуты АСУ, используемые в Москве и Санкт-Петербурге.

Москва

Москва – это столица России, город федерального значения, большой административный центр. Здесь проживает порядка 13 010 112 человек на 2021 год по данным Росстата. Согласно статистике Москва – самый населенный город России. В связи с этим субъектов и объектов налогообложения значительно больше, чем в других городах РФ. Таким образом, ставка по налогам возрастает. Защита своей налоговой базы является одним из главных интересов государства. Соответственно, правительство выделяет крупные средства из бюджета на развитие городской и транспортной инфраструктуры, в частности на автоматизацию систем управления дорожного движения.

Одной из ключевых систем автоматизированного управления в городской среде является комплекс камер видеонаблюдения. В Москве на каждый квадратный километр приходится около 77 камер. Под контролем единого центра хранения данных Департамента информационных технологий Москвы (ГИС ЕЦХД) работает система видеонаблюдения из 200 000 камер. Из них более 5000 камер фиксируют нарушения правил дорожного движения под контролем ЦОДД.

Камеры видеонаблюдения предназначены для повышения уровня безопасности жителей. Они позволяют оперативно отслеживать факт совершения противоправного и незаконного деяния, и дают возможность контролировать качество работы сотрудников и общую ситуацию в целом. Данные системы могут использовать любые госведомства, такие как МВД и МЧС, службы городского управления.

Камеры контроля правил дорожного движения необходимы для снижения ДТП на дорогах, уменьшения числа смертельных случаев, повышения эффективности транспортной логистики. Согласно статистике, в местах установки камер уровень аварийности падает до 50%. В местах установки камер снижается угроза жизни и здоровью всех участников дорожного движения.

 

Диаграмма 1. Диаграмма распределения камер ЦОДД по городу Москва

 

Еще одним средством автоматизации дорожного движения являются светофоры. В Москве установлено порядка 40 тыс. светофоров. Данные устройства позволяют упорядочить дорожное движение между автомобилистами, общественным транспортом и пешеходами, однако не всегда удается правильно подобрать цикл работы светофора. Светофоры зачастую также являются источниками образования пробок, что значительно ухудшает пропускную способность. Но, тем не менее, этот вид АСУ постоянно совершенствуется, и внедряются их новые виды в городскую среду.

Перед тем как установить светофор на одном из перекрестков, сотрудники ЦОДД проводят оптимизацию светофорных циклов посредством имитационного моделирования на транспортных моделях. Главный принцип, используемый при расчетах, это минимизация времени задержек для всех участников дорожного движения. Основой для этих вычислений является формула Вебстера (1), которая определяет транспортную задержку.

 

      (1)

 

где:

N_ij – отношение длительности разрешающего сигнала к циклу;

λ_ij – интенсивность движения ТС в исследуемом направлении;

x_ij – степень насыщения выбранного направления движения (зависимость интенсивности движения к пропускной способности);

Режим светофоров, которые работают по заранее рассчитанному сценарию, называют – локальными. Как правило, программы, написанные для таких светофоров, работают для утреннего и вечернего загруженного времени, а также дневного – более спокойного.

Однако не всегда, получается, решить поставленные задачи по рассредоточению транспортных потоков, чтобы они были удобны для всех. На сегодняшний день наибольший приоритет отдается пешеходам и пассажирам городского транспорта. Для решения комфортного проезда внедряются «умные светофоры».

Умные светофоры работают в адаптивном режиме. Их принцип работы основан на получении информации о дорожной обстановке от датчиков, вмонтированных в асфальт или видеокамер. Такие устройства отбирают и анализируют поступающую к ним информацию и адаптируются. Чувствительными элементами данной системы являются индукционные петли. За счет датчиков светофор понимает, есть ли движение в попутном или встречном направлении. Он определяет вид транспорта, который находится перед ним: автомобиль или общественный транспорт, также он видит велосипедистов и пешеходов. Если светофор фиксирует отсутствие движение в одном направлении, то он сокращает включение зеленого до минимума и включает зеленый другому направлению, где уже успел скопиться трафик.

 

 

Рисунок 1 (а), (б), (в). Умные светофоры в Москве

Таким образом, на большинстве перекрестков Москвы, расположенных, например, вблизи автобусных остановок или входов в метрополитен, умные светофоры запрограммированы на определение общественного транспорта. На автобусах, трамваях и электробусах также появились радио-метки, которые позволяют считывать информацию о себе светофору, поэтому он отдает приоритет в движении именно общественному транспорту.

Также умные светофоры получили широкое распространение на перекрестках, пересекающихся с велосипедными дорожками, на них устанавливаются дополнительные светофоры с изображением велосипеда и тремя световыми сигнализаторами.  Так, если у светофора есть фаза «поворота под стрелку», а велосипедисту необходимо проехать прямо, индукционная петля отправит сигнал светофору о том, что необходимо пропустить велосипедиста, забирая тем самым приоритет у автомобиля.

Рисунок 2. Светофор для велосипедиста

Кроме того, в местах особо плотного трафика для адаптивных светофоров предусмотрен режим ручного включения для пешеходов. Пешеходам необходимо нажимать на кнопку, расположенную на светофоре для смены сигнала светофора.

 

Рисунок 3 (а), (б). Светофор с кнопкой в Москве

 

В Москве функционирует централизованное управление из ситуационного центра. Все данные с общественного транспорта и светофоров передаются в региональный навигационно-информационный центр. Эти данные содержат в себе информацию о местонахождении ТС, расписании, маршруте. За счет этого есть возможность управлять трафиком, точность достигает нескольких метров.

Санкт-Петербург

Санкт-Петербург — второй по величине город в Российской Федерации. Численность населения Северной столицы составляет порядка 5,4 млн человек. По данным исследования, проведённого аналитическим агентством «Автостат» в 2020 году, ёмкость парка легковых автомобилей в городе достигла отметки в 1,7 млн единиц, а на каждую тысячу жителей Петербурга приходится 317 легковых автомобилей.

Количество людей и автомобилей на дорогах города ежегодно увеличивается, требуются всё более новые системы регулирования дорожного движения и обеспечения его безопасности наряду с экономичностью. Так, улицы и проспекты Северной столицы оснащаются светофорами, камерами наблюдения, а также ограждениями и знаками ограничения скорости. Помимо прочего, вокруг Санкт-Петербурга построены кольцевая автомобильная дорога (КАД) и западный скоростной диаметр (ЗСД). Данные системы и конструкции являются средствами дистанционного контроля за дорожным движением и играют особую роль в его автоматизации. Разберём каждое из них подробнее.

По данным на 2022 год в Санкт-Петербурге находится 1797 улиц, проспектов и переулков. В их число входят небольшие улицы и переулки, а также проспекты, связывающие близлежащие и отдалённые друг от друга районы города. Для обеспечения надёжного контроля за безопасностью на дорогах, как с точки зрения транспорта, так и с точки зрения пешеходов, устанавливаются светофоры, которые являются своего рода регуляторами «равномерного» движения. Сигналы, выдаваемые в виде загорания ярких красного, жёлтого и зелёного цветов, обеспечивают структурированное движение машин и пешеходов в соответствии с установленными правилами дорожного движения (ПДД).

Режим «зелёная волна» подразумевает настройку последовательно расположенных светофоров таким образом, что при проезде транспортного средства время ожидания зеленого сигнала минимально; повышается скорость движения транспорта и сокращается количество остановок перед светофором. Данный режим «введён в эксплуатацию» на многих проспектах города, таких как Московский, Невский, Гражданский и Ленинский, однако, полностью проблему пробок не решает, лишь частично разгружает ситуацию на дорогах.

Согласно данным сайта «GdeCamera», на ноябрь 2022 года в Санкт-Петербурге установлено 485 радаров и камер видеофиксации. Они обеспечивают контроль невыезда на автобусную полосу, ограничения скоростного режима, заезда за стоп-линию и др. Помимо этого, важной их функцией является фиксация нарушений с дальнейшей выдачей штрафов. Можно сказать, что камеры и радары — это автоматизированные системы управления движением на дорогах города, отвечающие за обеспечение безопасности и устойчивой работы налогооблагаемой базы за счёт санкций, выписываемых нарушителям.

Широкое применение нашли также ограждения и знаки ограничения скорости.

Рисунок 4. Светофор в Санкт-Петербурге

Как было отмечено ранее, Санкт-Петербург — густонаселённый город с плотным трафиком автомобильного движения. Чтобы разгрузить улицы и проспекты от пробок, в частности в выходные дни и в час пик, в окрестностях административной границы города и области была сооружена кольцевая автодорога общей протяжённостью 142 км. Изначально она помогала водителям сократить время в пути: в объезд центральной части Петербурга было возможно добраться из одного конца города в противоположный. КАД продолжает выполнять данную функцию и сейчас, однако, из-за увеличения числа автомобилей и на кольцевой дороге наблюдаются пробки, несмотря на наличие трёх полос в одну сторону движения.

Для борьбы с пробками на КАДе установлены директора в виде стандартных и электронных знаков ограничения скорости, знаков указания поворота и уведомительных; также установлены камеры видеофиксации для обеспечения безопасного, структурированного движения, борьбы с нарушениями и пополнения данных налогооблагаемой базы. Директора дают указания водителям по выдерживанию оптимальной скорости движения. Если водители увеличивают скорость движения, это создает уплотнение трафика на съездах, если же наоборот, скорость становится меньше заданной, то пробка формируется на заездах.

 

Рисунок 5. Скоростные указатели на КАД и ЗСД

В заключение, можно сказать, что развитие автоматизированных систем управления в городской среде играет важную роль в сохранности налогооблагаемой базы. На сегодняшний день транспортная автоматизация в Москве является более модернизированной. Но в то же время, эксперименты по внедрению АСУ также проводятся на базе Санкт-Петербурга. Так, например, светофоры «совмещенной фазы», которые распространены в Северной столице, стали появляться на улицах Москвы.

Также стоит отметить, что с увеличением количества камер видеонаблюдения и контроля скорости в городах значительно упал уровень аварийности.

Стоит также заметить, что наличие «вафельных разметок» с камерами контроля проезда перекрестка в Москве значительно выше, чем в Санкт-Петербурге. Благодаря этому в Москве снизилось количество пробок при проезде перекрестков, поэтому необходимо увеличение подобных средств контроля в Санкт-Петербурге.

Также было выявлено, что по сравнению с Санкт-Петербургом в Москве, АСУ дорожного движения более ориентированы на обеспечение пропускной способности общественного транспорта и пассажиров.