Далее на основе показаний датчиков центральный сервер дает команду контроллерам светофоров включить красный/зеленый свет так, чтобы максимально сократить время пребывания автомобилей на перекрестках. Например, если на одном из направлений наблюдается высокая загруженность, ему продлевается зеленый свет .
Система способна предсказывать транспортную ситуацию на 15-30 минут вперед и заранее выработать эффективный план управления трафиком. При возникновении ДТП на перекрестках, данный план автоматически корректируется.
В зависимости от типов датчиков, система может учитывать приоритет общественного транспорта, экстренных служб и «спецсопровождения» перед остальными участниками движения. В случае сбоя светофоры переключаются в автономный режим работы, и перекрестки начинают регулироваться традиционным способом. Это позволяет избежать транспортного коллапса при возникновении внештатных ситуаций.
Ключевые преимущества
Транспортные пробки сильно влияют на общественную жизнь современных городов. Снижается производительность труда, ухудшается логистика. Население становятся негативно настроенными по отношению к городским властям. Многокилометровые пробки приводят к большим потерям доходов. Это и бесполезно потраченное время автовладельцев, впустую расходуемое топливо, увеличение выброса вредных веществ в атмосферу.
По подсчетам американского Университета Карнеги-Меллона, из-за пробок только экономика США ежегодно теряет более $120 млрд. Эти потери связаны с неэффективным использованием трудовых ресурсов и дополнительным выбросом в атмосферу около 25 млрд. кг вредных веществ. Ученые Университета подсчитали, что внедрение системы «Умные светофор» позволяет сократить водителям время на дорогу почти на 25%, а время нахождения в пробках – более, чем на 40%. В результате автомобилисты получают возможность потратить больше времени на полезные вещи, вместо того, чтобы впустую простаивать в пробках. По оценкам исследователей, умные светофоры позволяют также почти на 21% сократить количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ.
Стоит отметить, что несмотря на очевидные преимущества, умные светофоры не смогут полностью решить проблему пробок. Система «Умный светофор» способна лишь максимально увеличить производительность перекрестка. При этом городским властям все равно придется расширять дороги и строить сложные транспортные развязки. По подсчетам аналитиков, одна городская полоса в среднем способна обслужить не более 1800 автомобилей в час. И это при условии, что транспортные средства не останавливается на перекрестках и не сталкиваются с такими препятствиями, как сужение дороги, неудовлетворительное качество дорожного полотна и др. Поскольку количество автомобилей в нашей стране неуклонно растет, то очевидно, что даже при максимальной производительности перекрестков, пробки в крупных мегаполисах будут расти, если заниматься только внедрением систем «Умный светофор» и не решать остальные дорожные проблемы.
Ситуация в России и за рубежом
Первые попытки централизованного управления светофорами предпринимались в США и Канаде еще в далеких 60-х годах прошлого века. В настоящий момент система «Умный светофор» повсеместно внедряется во всех развитых Западных странах (США, Великобритания, Дания и др.). В Копенгагене даже планируется установить около 400 умных светофоров, которые на перекрестках давали бы преимущество велосипедистам и общественному транспорту. На это планируется выделить около $ 9 млн. бюджетных средств. По подсчетам городских властей, подобное решение позволит велосипедистам и городскому транспорту передвигаться по Копенгагену на 10 и 5-20% быстрее соответственно.
Среди основных игроков рынка, предлагающих специализированные решения для умных светофоров, можно выделить IBM , SCOOT, SCATS, RHODES, UTOPIA и др. В 2010 году компания IBM даже планировала сделать патент, который позволял бы удаленно отключать двигатели автомобилей, проезжающих на красный свет.
В России первые умные светофоры появились в Москве. Испытания прошли около 10 лет назад на опытном участке протяжённостью 7,5 км. Распложенные вдоль дорог датчики контролировали плотность транспортного потока и передавали эту информацию в единый центр управления, который на основе полученных показаний оптимизировал работу светофоров на перекрестках. На начало 2015 года к автоматизированной системе управления дорожным движением (АСУДД) уже была подключена значительная часть столичных светофорных объектов. В начале 2016 года появилась информация о том, что магистральные светофоры в столице стали контролировать не только плотность движения. Стали также учитываться погодные условия и ДТП.
- АПК Безопасный город - в рамках реализации
Интеллектуальная система управления дорожным движением «Артемис» из 145 «умных» светофоров в тестовом режиме заработала в Воронеже. Как отметили специалисты японской компании Kyosan Electric на рабочей встрече с врио губернатора Александром Гусевым, по их замерам, время ожидания зеленого сигнала в среднем сократилось на 28%. Как воронежские водители оценивают работу новых светофоров, выяснил корреспондент РИА «Воронеж».
Как устроен «умный» светофор
«Умные» светофоры – интеллектуальная система контроля дорожного движения, работающая с помощью специальных датчиков. Несколько десятков таких «уловителей» установили на специальных «фермах», которые воронежцы увидели еще в конце 2017 года на протяжении всего Московского проспекта от остановки «Памятник Славы». Конечная точка, где система обрывается, – перекресток улиц Плехановской и Кольцовской. Датчики, собирая информацию о ситуации на перекрестках и анализируя ее, позволяют программе прогнозировать обстановку на дороге и координировать работу светофоров. Если дороги загружены, система увеличивает время работы зеленого света для автомобилей. Такой подход обеспечивает максимальную пропускную способность на каждом перекрестке.
Когда устанавливали новые светофоры
Систему «умных» светофоров в Воронеже разрабатывала японская компания Kyosan Electric в рамках программы «Борьба с дорожными заторами». По замыслу азиатских специалистов, система должна была повысить пассажиропоток на 7%, снизить количество выхлопных газов на 5-10%, а главное – уменьшить очереди на перекрестках и время в пути воронежцев на 20%.
Изначально работы по установке интеллектуальной системы должны были завершиться до 31 августа 2017 года. Однако доставку оборудования и оформление документов задержали, из-за чего сроки перенесли на начало 2018 года.
Начиная с середины января инженеры компании Kyosan Electric проводили мониторинг системы и вносили корректировки. Одной из проблем тестового режима оказалось поведение воронежских водителей, часто выезжающих за пределы стоп-линий. В итоге замеры производились в течение недели в утренние и вечерние пиковые часы. После этого японские специалисты заявили, что собираются повторить тестирование летом, так как сейчас на дорожное движение сильно повлиял снег.
В ходе рабочей встречи представителя компании Kyosan Electric Нотаки Рета и Александра Гусева глава региона отметил, что в случае позитивного эффекта от «умных» светофоров систему могут ввести еще на четырех улицах: Брусилова, Димитрова, 20-летия Октября и Кольцовской:
– Безусловно, нам бы хотелось рассмотреть этот вопрос в наших федеральных министерствах. Мы сейчас по результатам тестирования будем с такими просьбами обращаться. Надеемся на их поддержку, но, даже если этого не произойдет, мы все равно будем эту систему масштабировать, – пояснил Александр Гусев.
Какое время в пути было до «умных» светофоров
Корреспонденты РИА «Воронеж» решили на личном примере изучить работу «умных» светофоров. Для этого начиная с середины декабря 2017 года, почти полтора месяца, в утренние и вечерние часы пик мы делали собственные замеры на десяти перекрестках, которые сначала не были оборудованы японской интеллектуальной системой, а уже после «поумнели».
Главная утренняя пробка начинает собираться в районе красной пирамиды уже к 7:30. С этого момента путь до улицы Плехановской (остановка «Застава») занимает у водителя в зависимости от погодных условий и ситуации на дорогах от 35 до 55 минут. Самыми проблемными являются перекрестки возле Беговой и проспекта Труда и участки Московского проспекта от памятника Славы до Клинической и от Рабочего проспекта до проспекта Труда. Здесь концентрация транспорта всегда максимально большая. Постоять воронежцам приходилось и на виадуке, но пропускная способность этого путепровода явно выше, чем у ВОГРЭСовского или Чернавского мостов.
Проскочить пробку получается лишь от 45 Стрелковой Дивизии и до Рабочего проспекта и от проспекта Труда до виадука перед Заставой.
В вечерние часы пик, как правило, до введения «умных» светофоров время, которое требовалось, чтобы добраться от Плехановской до памятника Славы, сокращалось на 5-10 минут – в среднем от 25 до 45 минут. Основные места заторов оставались прежними. Связано это, скорее всего, с тем, что многие воронежцы стараются задержаться на работе, чтобы дождаться более свободной ситуации на дорогах.
Каким стало время в пути после установки «умных» светофоров
Несмотря на то что японская интеллектуальная система контроля дорожного движения работает в тестовом режиме, корреспондент РИА «Воронеж» оценивал ее в течение недели – с 22 по 26 января. После запуска «умных» светофоров значительных изменений во времени пути утром и вечером увидеть не удалось. Так, утром то же расстояние, которое преодолевалось за 35-55 минут, с «умной» системой иногда увеличивалось на 5-10 минут. Хотя это объяснимо – дорожную ситуацию усугубляли шедшие по ночам снегопады.
– Могу сказать, что пока в ситуации с «умными» светофорами много информационного шума, а конкретики мало. Посудите сами: японские специалисты заявляют, что провели запуск системы, а уже через день на встрече с врио губернатора дают цифры, что время ожидания зеленого сигнала в среднем сократилось на целых 28%. Как такое возможно? Я сам по образованию инженер по организации дорожного движения, и почти 30 лет назад мы занимались выстраиванием системы дорожного движения в Воронеже. Как профессионал, могу сказать, что эта система, безусловно, поможет городу, ведь японцы тестируют ее уже много лет. Но разгрузить дорогу такие светофоры смогут не в часы пик, а когда обстановка будет более-менее свободной. В моменты заторов эффект, скорее всего, окажется минимальным. Смотря вечером на карту пробок, я уже вижу, что если Московский проспект относительно свободный, то прилегающие «хвосты» раскалены от пробок.Николай Киселев
председатель регионального отделения «Комитета по защите прав автомобилистов»
Вечерняя дорога до дома отнимала от 30 до 55 минут, в зависимости от того, шел ли снег или дорога была убрана.
По мнению ряда водителей, после установки «умных» светофоров ситуация на дорогах пусть и медленно, но начала улучшаться. Например, один из наших собеседников Александр, проводящий за рулем личного авто по 4-5 часов день, выразил мнение, что нововведение уже дает положительный эффект:
Не знаю, чем объяснить такое мнение, может, я сужу субъективно и пытаюсь найти положительные изменения. Однако так кажется мне и большинству моих друзей и знакомых, Московский проспект стал дышать легче. Правда, из-за сугробов и постоянных снегопадов все равно приходится стоять в пробках. Думаю, весной мы оценим пользу от «умных» светофоров, – подытожил Александр.
Что думают о системе профессиональные водители
Водитель троллейбуса №7 Игорь:
– Я не могу пока ни хвалить, ни ругать эту систему. Да и мои коллеги тоже. Мой маршрут проходит как раз там, где установлены новые светофоры, но пока у меня было лишь 2-3 пиковых часа, а они не могут быть показательными. Думаю, через пару месяцев смогу точно оценить работу системы.
Водитель одной из городских служб такси Виктор:
– Если честно, ничего положительного я в этих «умных» светофорах не вижу. По-моему, ситуация на дороге вообще не меняется. Пока никто из моих знакомых ничего хорошего по этому поводу сказать не может. Город как стоял в пробках, так и стоит. Поэтому нам вообще часто приходится миновать Московский проспект и Плехановскую по прилегающим улицам, потому что там можно хоть как-то сократить время в пробке.
Водитель маршрута 5а Александр:
– Знал, что раньше новые светофоры обкатывали, и поэтому замечать какие-то изменения не удавалась. Но когда нам перед выездом на маршрут сказали, что система работает, я сам для себя подметил, что и утром, и вечером получается быстро проходить заторы. Сегодня буквально пролетел Московский проспект. Хотя скажу сразу, что автобусы привязаны к жесткому графику, поэтому в любом случае приходится очень быстро объезжать заторы, перескакивая через полосы, чтобы пассажиры успевали вовремя добраться до места назначения. Мне кажется, что ситуация на дорогах улучшилась.
Заметили ошибку? Выделите ее мышью и нажмите Ctrl+Enter
Н а данный момент транспортная инфраструктура в Воронеже оставляет желать лучшего, а многие дорожные проекты требуют крупных финансовых и временных ресурсов. В лучшем случае, только через несколько лет мы получим улучшенные транспортные развязки и альтернативные пути проезда, но что же делать воронежцам сейчас? Терпеть многочасовые пробки? Выход из этой ситуации оказался довольно прост.
Пробки в Воронеже стали таким же обыденным явлением, как и в Москве. Оригинал фото взят с сайта www.wikimedia.org
Сегодня в Москве функционирует уже 20 светофорных зон, на которых применена адаптивная система управления дорожным движением, проще говоря, «умные светофоры». Это экономичный и эффективный способ, который успел положительно зарекомендовать себя на практике. Как показывают статистические данные, благодаря этой системе пропускная способность увеличилась на 30%, а с учетом относительной дешевизны и простоты установки отпадают всякие сомнения в рациональности применения данного проекта.
Система контроля дорожного движения в действии. Оригинал фото взят с сайта www.wikimedia.org
Как это работает?
На перекрестке устанавливают камеру, светофор и компьютер, который сканирует ситуацию на развязке каждые 3 секунды. Данные о транспортном потоке анализируются детектором транспорта. Эта информация обрабатывается мастер-контроллером, установленным в конкретной зоне движения. Устройство строит прогноз развития ситуации, и на основании этих сведений формируется план координации для управления светофорными объектами. К примеру, если система фиксирует загруженность на одном из направлений движения, то ему продлевают зеленый свет. В случае непредвиденных сбоев, система переключается в автономный режим и продолжает работать по ранее записанным планам координации. Инженеры предусмотрели и подобные казусы, поэтому устройство можно назвать надежным. Также возможно применение специальных метеостанций, которые будут собирать информацию о погодных условиях и состоянии асфальта. Эти данные помогут скорректировать скоростные ограничения и предупредить водителей о неблагоприятных условиях на дороге.
Уличный пульт управления светофорами. Оригинал фото взят с www.flickr.com
Где необходимо применять?
В первую очередь «умные светофоры» необходимо установить на крупные транспортные развязки, такие как Димитрова, Остужева, Плехановская, Московский проспект и Памятник Славы. Эти маршруты стали настоящей головной болью для воронежцев, и со временем обстановка будет только обостряться. Если своевременно не решить проблему транспорта, то ситуация может превратиться в дорожный коллапс. Нужно понимать, что данный проект - не панацея от транспортных проблем, а только один из пунктов основной программы, который нужно применить. Интеллектуальная система распределения транспорта, безусловно, поможет в разрешении данного вопроса, но никак не заменит основных проектов.
Об установке на одном из перекрёстков Зеленограда «умного светофора» вызвала предсказуемую реакцию: мол, москвичи опять бесятся с жиру. Однако, вопреки обывательскому мнению, добавление «интеллекта» в светофор и вообще системы управления транспортом - вовсе не «жир», а насущная необходимость. И не только в столице, где пропускная способность дорог превышена уже десятикратно. Даже небольшим населённым пунктам это способно принести пользу. Поэтому давайте разберёмся с идеей детально.
Светофор ведь - изобретение давнее, корни уходят аж в XIX век и история его эволюции интересна сама по себе. Но в контексте нашего разговора важно, что в том виде, в каком мы к нему привыкли, он существует с 20-х годов прошлого века: именно тогда светофоры стали работать автоматически и независимо от ситуации на дороге. В те времена порочность этого принципа («светофор всегда прав!») ещё не была очевидна, потребовались годы, чтобы понять: жёстко заданный режим регулировки часто не помогает, а мешает движению.
Представьте следующий простой случай (см. карту и снимок ниже): двухполосную дорогу с разворотом налево, управляет которым светофор. Согласно классической схеме, основному потоку следует регулярно включать красный свет, чтобы автомобили, накопившиеся в «кармане» разворота, смогли разворот осуществить. Так всегда и делалось - и за сутки светофор срабатывал несколько сотен раз, останавливая главное движение ради желающих развернуться.
Конечно, длительность фаз можно и нужно отрегулировать, подобрав таким образом, чтобы не образовалась «пробка». Да вот только в разное время суток интенсивность движения разная! Ночью основной поток будет останавливаться, несмотря на то, что желающих развернуться нет. А в часы пик может случиться так, что всех желающих развернуться за один раз пропустить не удастся, но даже это создаст затор для движущихся прямо.
Вот тут и приходит на помощь «умный» или, как его чаще называют, адаптивный светофор. Устройство его и принцип работы простые, несмотря на название. Над дорогой или под дорогой крепится датчик (варианты разные : камера, радар, датчик давления, индукционный и пр.), позволяющий узнать, есть ли в ряду на разворот автомобили. Если их нет - светофор попросту не переключается, постоянно давая «зелёный» основному потоку. Если желающие развернуться есть - продолжительность разрешающего сигнала для них регулируется таким образом, чтобы по возможности пропустить всех, но и не слишком затормозить основной поток. Именно так работает «умный» светофор в Зеленограде, о котором рассказали «Вести».
И это, конечно, не предел возможностей. Описанный нами светофор работает сам по себе, реагирует лишь на ситуацию на своём перекрёстке. В идеале все светофоры города, а равно и прочие элементы управления транспортом, должны быть объединены линией связи и работать согласованно, а ещё отправлять информацию в «ситуационный центр», специалисты которого готовы в любую минуту вмешаться в работу электроники, чтобы исправить сложившуюся на дороге нестандартную ситуацию. Такая интеллектуальная транспортная система (ИТС) строится последние шесть лет городом Москва : тысячи камер, детекторов, линий связи, светофоров - и светофор в Зеленограде один из них.
Согласованная работа всех элементов позволяет, например, обеспечить «зелёную волну» для участников движения. И в этом ответ на вопрос, ради чего такие системы вообще существуют: в идеале можно увеличить пропускную способность городских дорог почти на треть! Но дело не только в количестве автомобилей в секунду: становится меньше пробок, сокращается время ожидания на перекрёстках, уменьшается время перемещения из произвольного пункта А в пункт Б, заметно уменьшаются выхлопы.
На Западе такие работы ведутся уже полвека и перспективное направление сейчас: связь автодорожной инфраструктуры с самими автомобилями. Этому посвящены технологии V2V и V2I (подробней см. «Кар осетенённый »): «зная», что впереди горит «красный», автомобиль может порекомендовать водителю сбросить скорость или сбросить её сам, чтобы приехать как раз к «зелёному». Но это пока будущее.
Настоящее же удручает. Если на Западе уже десятилетия как существуют готовые продукты для желающих «добавить интеллекта» любому узлу транспортной инфраструктуры, от отдельного перекрёстка до целых городов (SCOOT, SCATS, RHODES и др.), у нас подобное отсутствует, равно как и производители, которые имели бы соответствующий опыт. Это хорошо видно на примере того же Зеленограда: город экспериментирует с «умными» светофорами уже лет пять и за это время сменил нескольких производителей-партнёров (Спецдорпроект , Smart Traffic Techs, Ситроникс), каждый из которых изобретает светофор заново. Увы, если вы желаете купить «умный» светофор в сборе, отлаженный, проверенный практикой, отечественный рынок пока не в состоянии предложить вам такого: отдельно продаются светофоры, отдельно «железо» для управления ими.
И это особенно грустно, если учесть, что именно небольшие населённые пункты, имеющие спрос всего на несколько штук, не имеющие средств на и потребности в больших всегородских проектах, могли бы стать главным покупателем таких систем. Перегруженные центральные улицы, съезды на магистраль - вот лишь два случая из многих, когда «умный» светофор, работающий даже в одиночку, способен принести пользу вне мегаполисов. Но что же делать, если готовых продуктов нет? Собирать собственные, конечно!
Сам светофор можно оставить старый, хоть стоимость новых светодиодных моделей составляет чуть больше 10 тысяч рублей. Главное - «мозг», которым станет так называемый контроллер. В советские времена контроллер светофора был огромным шкафом, но сегодня это портативная коробочка, внутри которой спрятан один или несколько микрокомпьютеров, способных работать в любую погоду. Таков, например, блок адаптивного управления «ТРИО » от «Института территориального развития и транспортной инфраструктуры». Начинка, увы, импортная, но сам продукт заточен под наши реалии. С этого можно начать. Если кто-то из читателей подскажет другие варианты, с удовольствием их здесь размещу.
P.S. Использованы графические материалы «Яндекс», телеканала «Россия».
Если вам понравилась статья - порекомендуйте ее своим друзьям, знакомым или коллегам, имеющим отношение к муниципальной или государственной службе. Нам кажется, что им это будет и полезно, и приятно.
При перепечатке материалов обязательна ссылка на первоисточник.
Первые пять умных японских светофоров Artemis. Система анализирует трафик и регулирует плотность потока - проще говоря, чем длиннее пробка, тем дольше горит зеленый. По подсчетам, Artemis позволяет на 40 % сократить время движения автомобилей в центр города в утренние часы.
Светофоры стали частью российско-японского пилотного проекта по созданию комфортной городской среды. При этом внедрять на постоянной основе иностранные технологии в Москве не планируют. Цель властей - изучить опыт мировых мегаполисов и придумать собственный способ борьбы с пробками.
Японские специалисты подсчитали, что, если все московские светофоры заменить умными, можно будет сэкономить 10 миллионов рабочих часов - а это 6 миллиардов рублей в год. К тому же сократятся выбросы выхлопных газов.
Пресс-секретарь цодд
Главное преимущество японских светофоров - возможность автономного управления дорожной ситуацией. Система прогнозирует количество транспорта и регулирует потоки на основе информации о трафике, которая поступает в режиме реального времени. Уже сейчас сократилось время ожидания на перекрестках, особенно для общественного транспорта.
В Москве уже давно есть своя система по стабилизации заторов - интеллектуальная транспортная система, которая управляется ситуационным центром ЦОДД, поэтому нельзя сказать, что японская система - это какая то панацея или новинка. Эти пять светофоров - пилотный проект, организованный за счет Японии. Тиражировать проект мы вряд ли будем: у нас есть свои умные светофоры. Их «ум» в том, что они управляются удаленно из ситуационного центра.
Данные о том, что система уже на 40 % сократила время движения автомобилей в центр города в утренние часы, несколько завышены. Наши данные - 19 %.
Сергей Канев
руководитель Федерации автовладельцев России
Умные светофоры - это часть интеллектуальной транспортной системы города, в нее входят также системы отслеживания трафика, видеокамеры. Это все работает в совокупности, вместе с соответствующими мерами наказания. К тому, что организация народного движения в Москве развивается, я отношусь позитивно, и помочь городу это действительно может.
То есть техническая возможность у нас есть, но эффективность системы зависит от того, как правительство Москвы будет ее использовать. Сейчас у нас уже установлена интеллектуальная транспортная система, над которой работали специалисты мирового уровня, в которую вложены десятки миллиардов рублей. При этом она работает только на 30 %. Официальная причина - якобы нет денег на ее обслуживание, хотя тут требуется на порядок меньше средств, уже не миллиарды рублей. Для меня это диверсия.
Андрей Карлов
главный эксперт Всероссийского общества автомобилистов
Систему управления транспортными потоками разрабатывали еще с 80–90-х годов в СССР. Но в то время не было таких мощных компьютеров, которые позволяли бы вычислять действующую обстановку, а сейчас - есть.
Японская разработка также основана на принципе адаптивного регулирования и должна улучшить пропускную способность. Это, конечно, эффективный способ повлиять на пробки в тех случаях, когда невозможно применять бессветофорное движение или расширять улицы. Но при этом важно, чтобы все работало в комплексе. Сейчас транспортная проблема уменьшается только по локальному принципу.
Такие же системы разрабатывались и у нас, но ориентация на опыт Японии во многом оправдана, потому что у них движение сложнее и напряженнее. Собственно, они подготовили опыт, а мы уже перенимаем их наработки и алгоритмы.
