Алексей Лебедев, 25/09/19
По данным ВОЗ, половина населения планеты проживает в городах, а по прогнозу ООН, к 2050 г. около 85% населения Земли предпочтет городской образ жизни. На долю горожан будет приходиться около 80% мирового ВВП. В России в настоящее время 74% населения – это жители городов. Стремительная урбанизация – вызов для муниципалитетов, которые должны создать условия для ожидаемого качества жизни, особенно с точки зрения комфорта и безопасности. Это очень непростая задача, ведь городская инфраструктура уже сейчас работает с предельной нагрузкой, а с ростом численности населения мегаполисов возникает угроза ее краха. Для решения этой проблемы создана концепция умного города – Smart City.
Умный город означает интеграцию информационных и коммуникационных технологий для управления городской инфраструктурой: транспортом, образованием, здравоохранением, системами ЖКХ и безопасностью. Цель умного города – улучшение качества жизни посредством внедрения технологий городской информатики и повышения эффективности удовлетворения нужд жителей.
Почему дороги называют транспортными артериями?
Нездоровая транспортная система способна превратить город из комфортной среды обитания в гигантскую ловушку: его население не сможет рассчитывать на своевременную медицинскую помощь, пожарные не будут успевать вовремя добраться до очагов возгорания, коммунальные службы перестанут справляться с чрезвычайными ситуациями, вызванными погодными катаклизмами, и даже выполнение текущих обязанностей будет вызывать у них затруднения. Транспортный коллапс парализует экономику города, и первыми под удар попадут соответствующие компании: автопарки общественного транспорта, грузоперевозки и сервис доставки. Затем задыхающийся в пробках и выхлопных газах город окончательно станет непригодным для жизни.
Самые распространенные нарушения правил дорожного движения, способные изменить нормальное течение трафика, – это парковка вторым рядом и стоянка на остановке общественного транспорта. Единственный неправильно припаркованный автомобиль может надолго заблокировать движение целого потока. Стоянка на пешеходных переходах, тротуарах и газонах создает угрозу безопасности пешеходов и мешает работе уборочной техники. Она запрещена, но немало водителей пренебрегают этим правилом.
Российские разработчики создали программно-аппаратный комплекс, который эффективно борется с искусственно созданными препятствиями для дорожного движения и защищает безопасность пешеходов.
Это система камер цифрового зрения, которая в автоматическом режиме отслеживает парковку и остановку с нарушением правил. Она идентифицирует госномер автомобиля в момент остановки, то есть еще до того, как нарушитель успевает его скрыть. По данным камер видеонаблюдения штрафные квитанции формируются автоматически.
Умную транспортную инфраструктуру необязательно создавать с нуля
Одна из ключевых задач городских властей – внедрение технологических решений, позволяющих создать запас пропускной способности транспортной инфраструктуры с учетом растущей нагрузки. Вместе с тем важно не только модернизировать и строить новые элементы транспортной экосистемы, но и эффективно использовать уже существующие.
Например, американский Сан-Диего был одним из самых проблемных городов США, с многокилометровыми пробками, а сейчас это умный город, где развернута крупнейшая в стране городская платформа Интернета вещей. Ее основу составляет система освещения из 3500 уличных фонарей, которые оборудовали датчиками CityIQ. Каждый такой фонарь теперь не только светит, но и видит, слышит город благодаря встроенным сенсорам – камерам, микрофонам, динамикам и датчикам окружающей среды. На основе этих данных автоматическая система управляет потоком трафика и отслеживает достаточность свободных мест на парковках, регулирует интенсивность освещения улиц и контролирует качество воздуха. В 13 российских городах работает мобильное приложение, предлагающее пользователю цифровую карту парковок со свободными местами. На карте представлены уличные городские парковки, муниципальные и платные паркинги. Оплатить парковку можно моментально с привязанной банковской карты или с помощью популярных платежных сервисов. Ценность приложения для города в том, что оно позволяет оптимально распределять парковочный трафик: чем быстрее автомобиль находит свободное парковочное место, тем меньше времени он проводит в основном транспортном потоке. Так снижается нагрузка на дорожную сеть города без больших затрат на инфраструктурные проекты.
Симбиоз градостроительных решений и технологий
Прежде чем принять решение, например, о проектировании нового торгового или офисного центра, муниципалитет в первую очередь приступает к прогнозированию изменений в работе транспорта, которые произойдут в связи со строительством объекта и после его запуска в эксплуатацию. Затем город планирует устройство дополнительной инфраструктуры: остановок общественного транспорта, парковок для личных автомобилей, пешеходных переходов и умных светофоров.
С улучшением экологической ситуации в городах и в связи с тяготением городского населения к здоровому образу жизни растет популярность альтернативного транспорта – велосипедов и электросамокатов. Городским властям приходится предусматривать в градостроительных планах расширение тротуаров, выделение специальных дорожек, устройство автоматических станций проката и развитие технологий дистанционной оплаты аренды оборудования.
Концепция скоординированной транспортной системы
Есть большая разница между фактическим наличием в городах разрозненных смарт-систем и их совместной работой. Городскому жителю важен комфорт, к примеру важно иметь возможность построить маршрут с удобными пересадками с одного транспорта на другой и при этом знать точное время на дорогу. Муниципалитету нужно сделать город комфортным для жизни местом и эффективной бизнес-площадкой. В этом деле не обойтись без создания интеллектуальных платформ, объединяющих весь городской транспорт в единую систему – общественный и личный, школьные автобусы, каршеринг, такси, эвакуаторы, технику коммунальных и дорожных служб, систему управления светофорами, парковочное пространство и т.д.
Концепция скоординированной транспортной системы признана самым эффективным подходом к транспортному планированию города.
Аналитическая система в России
В России скоординированная транспортная система только строится, но ее отдельные смарт-элементы уже вовсю работают. Например, в 15 городах внедрена аналитическая система, позволяющая оценивать загруженность и готовить предложения по изменению параметров городского парковочного проекта: стоимость услуги в час, время на ее оплату, продолжительность платного периода и т.д., чтобы удерживать загруженность на оптимальном уровне – 85%. Гибкость системы позволяет вводить платный период только на тех участках улиц и в то время, когда есть дефицит свободных мест. Система интегрирована с госорганами (ГИБДД, Госуслуги.ру, Федеральным казначейством) и операторами платежных решений.
Электронные платежные карты
Большинство унифицированных транспортных систем базируются на внедрении электронных платежных карт. Анализ данных о местах посадки/высадки пассажиров общественного транспорта, приоритетных направлениях и загруженности линий позволяет городской администрации определить приоритеты развития транспортной инфраструктуры города. Для пользователей общественного транспорта информация об интенсивности трафика и перебоях в работе общественного транспорта полезна тем, что позволяет эффективно планировать маршрут.
Транспортные компании пользуются продуктами транспортной аналитики для гибкого планирования загруженности своего автопарка.
Система весогабаритного контроля
Еще один проект российского происхождения нацелен на грузовой автотранспорт. Автоматическая система весогабаритного контроля (АСВГК) взвешивает и обмеряет грузовики во время их движения через специальные рамки на трассах. При этом основной поток не снижает скорость. Грузовое транспортное средство с перевесом идентифицируется по госномеру, затем автоматически проверяется по базе выданных разрешений на провоз негабарита.
Если разрешения нет, то перевозчик получает штраф. Параллельно с контролем перевозок дорожники автоматизируют и процедуру выдачи разрешений. Теперь вместо 15 дней разрешение можно получить за 1 день. Программные модули АСВГК поддерживают межведомственную консолидацию данных ГИБДД, ГИС ГМП, Госуслуги.ру, Почты России и ФССП. В АСВГК действует автоматический мониторинг работы весового оборудования и оценка качества измерений. При возникновении отклонений от норм систему оперативно донастраивают. Случаются и факты объезда постов весового контроля, и скрытия номеров, но в этом случае уклониста идентифицируют комплексы мониторинга, работающие на нейросетях и искусственном интеллекте. Они установлены на соседних участках трассы.
Центры управления городским транспортом в мире
В большинстве городов мира аналитические системы все еще фрагментарны, но даже в таком виде их роль в управлении городом и повышении комфорта горожан нельзя недооценивать.
Аналитическая система TfL в Лондоне
Smart London провозглашена концепцией развития британской столицы в 2013 г. Центральная роль в ней принадлежит умному транспорту.
Транспортная система Лондона базируется на платежной карте Oyster и работает с 2003 г. Сбором и анализом данных занимается департамент транспорта Лондона (Transport for London TfL). Аналитическая система TfL обрабатывает данные о перемещениях пассажиров и адаптирует систему общественного транспорта под нужды жителей. TfL информирует водителей общественного, коммерческого и личного транспорта о возникновении непредвиденных ситуаций и предлагает оптимальные маршруты объезда. Если на пути общественного транспорта возникает пробка, TfL сообщает пассажирам о проблеме, предлагает воспользоваться другими маршрутами и организует бесплатную пересадку на другой общественный транспорт. Кроме того, TfL снабжает информацией производителей ПО, разработчиков мобильных приложений и иных пользовательских ИТ-продуктов. Самые популярные в Лондоне пользовательские приложения работают на базе данных TfL:
- Citymapper позволяет спланировать маршрут до пункта назначения с использованием всех видов общественного транспорта;
- Inirx Traffic информирует о состоянии трафика в режиме реального времени.
Всего лондонцам доступно несколько десятков транспортных приложений.
Центр управления движением в Берлине
В Европе успешность системного подхода к транспортному обслуживанию города доказал берлинский центр управления движением, который отвечает за регистрацию и оценку дорожной ситуации в городе. Все виды транспорта – от велосипедов до скоростных поездов – интегрированы в единую систему управления городским трафиком. Для предиктивного анализа на уровне отдельного участка дорожной инфраструктуры используется информация о количестве и составе транспортных средств в определенные моменты времени и даже поведенческие факторы: часто ли водители перестраиваются, следуют ли указаниям знаков и табло, соблюдают ли правила парковки, как ведут себя пешеходы на переходах и т.д.
Единая аналитическая платформа в Барселоне
City OS и Sentilo в Барселоне в настоящее время – лучший пример единой аналитической платформы. В 2013 г. в столице Каталонии был разработан проект City OS – открытой системы данных, обрабатывающей информацию, собранную из муниципальных источников (регистр населения, разрешения и т.д.), систем государственного управления (мобильность, энергетика, уровень шума), бизнес-среды, государственных учреждений (школы, больницы, культурные учреждения), а также различных датчиков и камер. Годом ранее, в 2012 г., для решения проблемы разобщенности данных была создана интегрированная система Sentilo (в переводе с эсперанто "сенсор"). Sentilo объединяет все городские датчики и стандартизирует данные приборов учета водоснабжения, освещения, энергопотребления, дорожной обстановки, уровня шума и др. Sentilo стала источником данных для аналитической платформы City OS. В сфере транспорта на основе анализа данных City OS разработана новая система автобусных маршрутов (Ortogonal Bus Network), установлены умные светофоры для оптимизации транспортного движения в режиме реального времени, функционирует система умного паркинга, которая позволяет обнаружить свободное парковочное место и забронировать его в режиме онлайн.
Система адаптивных светофоров SCATS в Сиднее
В австралийском Сиднее управление городским транспортом базируется на системе адаптивных светофоров SCATS. Система вычисляет плотность загрузки дорог с помощью вмонтированных в полотно датчиков и сенсоров. Информация поступает в специальные ЦОД, которые по результатам анализа данных системы автоматически управляют системой адаптивных светофоров. SCATS внедрена в Сиднее в 1970-х гг. и на данный момент обслуживает 37 тыс. перекрестков в 27 странах мира. По данным властей штата Новый Южный Уэльс, использование адаптивной системы регулирования позволило сократить опоздание машин на 20%, пробки – на 40%, а количество сжигаемого в Сиднее топлива упало на 12% и на 7% сократился объем выхлопных газов.
Ситуационный центр в Рио-де-Жанейро
Самой большой бедой Рио-де-Жанейро объективно считается угроза селевых потоков. Для оперативного реагирования на кризисные ситуации в городе создан Rio Operations Center на базе решений IBM.
В ситуационном центре собирается и анализируется информация о погоде, состоянии почвы и ситуации на дорогах – всего в центр поставляются данные более 30 ведомств. Роль транспортного департамента пока сводится к организации приоритетного проезда к месту происшествия спасателей и техники. Управление дорожного движения в режиме реального времени отслеживает дорожную ситуацию на улицах в зоне риска (в том числе мешающие проезду неправильно припаркованные автомобили) и нарушения ПДД.
Автоматизирована система оповещения городских властей и аварийных служб, информация из Rio Operations Center ежедневно публикуется в социальных сетях и рассылается на мобильные устройства пользователей.
Система информации и связи VICS в Японии
Основу аналитической системы транспорта Японии составляет VICS – система информации и связи, разработанная еще в 1995 г. На ее базе
работают навигационные системы автомобилей, получающие сведения о пробках, ДТП, ремонтных работах и объездных путях в режиме онлайн. Вдоль дорог в японских городах установлены датчики, которые передают данные в информационный центр дорожного движения, туда же поступают сообщения от мобильных устройств автомобилистов и пешеходов. Обратный поток информации об актуальном состоянии трафика, работах и оптимальных маршрутах объезда передается на навигационные системы транспортных средств и через мобильные приложения. В рамках реализации стратегии развития умного транспорта в Японии намечены разработка и внедрение инновационных технологий в сфере автономного вождения.
Умная транспортная система Москвы
Интеллектуальная транспортная система Москвы – одна из важнейших составляющих концепции Smart City. В Москве установлены более 2 тыс. светофоров, 3,5 тыс. детекторов мониторинга дорожного движения и 2 тыс. – видеонаблюдения. Все данные обрабатываются в центре организации дорожного движения. Умная транспортная система Москвы состоит из двух моделей – статической и динамической. Статическая прогнозирует варианты изменения дорожной обстановки на длительный период, динамическая отвечает за управление светофорами, анализ и предотвращение очагов аварийности, мониторит работу мобильных комплексов фото-и видеофиксации и т.д. Динамическая модель использует данные датчиков ГЛОНАСС, камер, транспортных детекторов. С внедрением интеллектуальной транспортной системы и ее центрального элемента – предиктивной аналитики – с 2011 г. количество аварий на дорогах Москвы уменьшилось почти вдвое, а средняя скорость увеличилась на 13%, при том что машин стало намного больше.
Заключение
Цифровые технологии для мониторинга, аналитики и управления умным городским транспортом очень быстро совершат экспансию из крупных городов сначала в средние, а затем и в малые. Модернизация транспортной системы должна сопровождаться большой просветительской работой с населением городов. Людям важно знать, как инновации повысят качество жизни, ведь это главная причина, почему они нам нужны.
