Адаптивное светофорное регулирование — комплексное решение проблемы транспортных коллапсов и будущее ИТС

Пробки — болезнь всех развивающихся городов. Ежедневно жители мегаполисов теряют до 30-50% времени в пробках в часы пик. Из-за повышенного автомобильного трафика в это время в атмосферу ежедневно выбрасывается до 70% вредных веществ. Скопление машин приводит к увеличению количества ДТП на перекрестках. В результате гибнут люди. Это наша реальность, обратная сторона урбанизации, автомобилизации, роста жилищного строительства и развития. Например, по данным Росстата, уровень урбанизации в России на 2019 год составляет чуть более 74% (а ниже 70% начиная с 2013 года не опускался). Что же касается автомобилизации населения — в большинстве городов России уровень превышает планку 350–400 автомобилей на 1000 жителей. Больше всего из-за всех этих факторов страдают крупные города, в их числе Москва, Санкт-Петербург, Краснодар, Воронеж и другие мегаполисы.

Сегодня в московском транспортном узле зарегистрировано 8,4 млн автомобилей. Большой объем автомобилей приводит к снижению пропускной способности улично-дорожной сети, интенсивность движения замедляется, в результате появляются трудности в передвижении машин и, как следствие, пробки. В Санкт-Петербурге, Краснодаре и других городах-миллионниках ситуация схожая. Можно подумать, что на образование заторов влияет лишь специфика городского устройства. Однако это далеко не так.

Улицы и дороги городов зачастую оснащены светофорами с устаревшей системой или же их работа осуществляется неправильно. Сигнал светофорного объекта чаще всего переключается по заданному таймеру, который не учитывает или не может быть эффективным при текущем трафике. В результате и появляются многочасовые пробки, на которые жалуются не только автомобилисты, но и пешеходы и пассажиры общественного транспорта. Они вынуждены тратить время, ожидая переключения светофора.

Итак, проблема есть и ее нужно каким-то образом решать. Нужно внедрять в дорожную структуру мегаполисов и других городов модернизированные решения из области интеллектуальных транспортных систем. В настоящее время этим вопросом занимаются специалисты компании «СпецДорПроект» и «Швабе-Москва» (входит в холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех). Они изучили опыт зарубежных мегаполисов, проанализировали собственные наработки и создали одно из решений —систему, которая позволяет адаптировать светофорные объекты под поток и изменяющийся трафик дорожного движения. Она носит название «Умный перекресток» и способствует сохранению интенсивности передвижения внутри городов, а также улучшению общей безопасности дорожного движения.

Технология «Умный перекрёсток»

«Умный перекрёсток» — это комплексная система, позволяющая вводить адаптивное управление светофорными объектами с возможностью организации приоритета проезда общественного транспорта. Она увеличивает пропускную способность на перекрестках, повышает комфорт и безопасность пешеходов и значительно улучшает дорожно-транспортную обстановку, как внутри районов, так и на улично-дорожной сети вне города.

Если коротко, то технология «Умный перекрёсток» дает возможность учесть интересы всех участников дорожного движения, позволяя всем, включая пешеходов, пассажиров общественного транспорта и автолюбителей, комфортно и безопасно перемещаться внутри города. Технология работает автоматически, благодаря анализу данных о трафике с помощью специальных индуктивных петлевых детекторов. С их помощью система распознает подъезжающий транспорт и автоматически принимает решение, кому включать зеленый свет. Иными словами, «умный перекрёсток» сначала анализирует дорожно-транспортную ситуацию, а потом подстраивается под нее. Если на участке дороги есть общественный транспорт, в первую очередь система разрешит проехать перекресток ему. Но если его нет, зеленый сигнал светофора загорится для автомобилиста, чтобы он не стоял на перекрестке вхолостую.

Время ожидания разрешающего сигнала светофора сокращается и для пешеходов. Они могут переключить устройство с помощью специальной кнопки вызова. Например, ночью объем трафика не настолько высок, как днем. Но на некоторых дорожных участках людям приходится дожидаться соответствующего сигнала, чтобы перейти дорогу. Система «Умный перекресток» позволяет пешеходам переключать свет светофора очень быстро на зеленый и безопасно переходить дорогу. Причем с помощью данной технологии можно улучшить дорожно-транспортную обстановку как внутри районов, так и на улично-дорожной сети вне города.

Большой плюс системы — в отсутствии камер и надземных проводов. Как уже говорилось, переключение сигналов осуществляется благодаря индуктивным петлевым детекторам. Их вшивают под дорожное полотно на глубину 15 см. В результате удается не только повысить пропускную способность дорожных участков, но и сохранить эстетический вид города. Индуктивные петлевые детекторы не нужно менять во время ремонтных работ асфальтового полотна. К тому же они сохраняют свою эффективность во время снега, дождя и любых других погодных явлений.

Камеры в этом уступают детекторам. Зачастую аналогичные технологии с использованием камер не подходят для промышленного использования в климатических условиях нашей страны, как раз потому что не справляются с непогодой. Во время дождя или снега они теряют точность идентификации транспорта, в конечном итоге это приводит к отказу от адаптивного управления светофорами и возврату к их локальным режимам работы. Как следствие, на дорогах снова уменьшается пропускная способность, возникают заторы и людям приходится тратить важные часы своей жизни в ожидании.

Доказанная эффективность

Впервые систему «Умный перекрёсток» начали тестировать и внедрять еще в 2017 году в Зеленограде. Индуктивные петлевые детекторы установили на пересечении Панфиловского и Центрального проспектов и применили технологию адаптивного управления с вызывными фазами. Система доказала свою надежность: в работе индуктивных петлевых детекторов сбоев не было, ожидание на проезд перекрёстка со всех направлений снизилось, пропускная способность перекрёстка увеличилась на 30%, количество ДТП сократилось в 8 раз.

В 2018 году пилотное тестирование началось в Москве, для него выбрали один из наиболее проблемных перекрестков — пересечение Симферопольского и Чонгарского бульваров. И вновь эффективность системы была подтверждена: среднее время прохождения перекрёстка для общественного транспорта сократилось (для трамваев оно уменьшилось на 24%, для троллейбусов — на 45%). Если ранее за 2 минуты через перекрёсток в среднем проходила 1 единица городского транспорта, после внедрения системы количество достигло минимум 4 единиц. Для пешеходов время ожидания сократилось в среднем на 16% благодаря установке кнопок вызова пешеходной фазы.

Еще одним ярким кейсом реализации технологии «Умного перекрестка» в Москве стал один из самых сложных транспортных узлов в Европе — на площади Тверской Заставы. Его особенность в том, что ежедневно транспортный поток движется здесь по 32 направлениям — а это 200 000 единиц транспорта. Как результат — многочасовые пробки, аварии и долгое ожидание разрешающего сигнала светофора.

Но после внедрения системы «Умный перекресток» ситуация изменилась, пропускная способность дорожного участка повысилась на 35%, исчезли конфликтные ситуации с самозапиранием перекрёстка, автобусы и электробусы стали ехать быстрее на 25−42%, а для трамвая время пути сократилось на 12%.

Потенциал и развитие

Стоит отметить, что технология «Умный перекресток» активно внедряется не только в Москве, где этим занимается Центр организации дорожного движения (ЦОДД), но и в других регионах России. В настоящее время система установлена более чем на 600 столичных перекрестках, помимо этого «Умные перекрестки» есть в городе Кудрово Ленинградской области, в городе Рыбинск Ярославской области и в Зеленограде. В этих населенных пунктах продолжают расширение интеллектуальной сети.

Говоря о технологии «Умный перекрёсток» нельзя обойти вниманием и еще несколько уникальных продуктов — систему мониторинга инженерного состояния дорожных контролеров «ОКО» и систему управления светофорными объектами верхнего уровня «Дирижёр».

«ОКО» помогает эксплуатационным службам осуществлять плановое или аварийное управление объектами, контролировать дистанционно их состояние, переводить контролеры в различные режимы. С «ОКО» время обнаружения неисправности оборудования на светофорном объекте составляет не более 1 минуты, а не растягивается до нескольких дней. Кроме того — система позволяет устранить до 45% неисправностей удаленно, без физического выезда бригады на объект.

Система «ОКО» прошла успешную проверку в Зеленограде и на сегодняшний день эксплуатируется в Москве более чем на 3000 дорожных контролерах. А также используется в Рыбинске, Санкт-Петербурге, Нижнем Тагиле и на федеральной автомобильной дороге М-1. Лицензия на применение программного продукта уже была продана в Самару, а также Грецию — в Афины и на остров Крит. Первоначально система разрабатываясь для Москвы, но может использоваться и в любом другом городе: преимущество в том, что к используемому софту можно подсоединить любое необходимое количество дорожных контролеров.

В данный момент также идет активная работа по вводу в эксплуатацию системы верхнего уровня управления дорожным движением — «Дирижёр». Элементы этой системы уже активно используются для управления светофорными объектами в адаптивном режиме и для обеспечения приоритета проезда общественного транспорта, например — на участке Тверской Заставы, где установлена система «Умный перекрёсток».

«Мы прекрасно осознаем, что от загруженных дорог в городах усугубляется не только транспортная доступность для жителей, но и ведение экономической деятельности. Неэффективность решений в развитии интеллектуальных транспортных систем в данном случае сказывается как на безопасности и комфорте жителей, так и на экономических показателях регионов. Поэтому мы постоянно тестируем и дорабатываем качество наших систем и технологий — так как полностью осознаем, как важна их работоспособность. Понимаем, что проблемы и вызовы в части дорожно-транспортного развития у каждого региона индивидуальны — и наш опыт и компетенции позволяют погрузиться в специфику и подобрать самое эффективное решение», — прокомментировал технический директор «СпецДорПроект» Константин Антонович.

Все светофорные объекты оснащают под ключ, причем последующее обслуживание инфраструктуры минимально. Холдинг «Швабе» и компания «СпецДорПроект» несколько лет трудились над проектом и разработали эффективную технологическую базу, которая позволяет подбирать индивидуальную стратегию развития интеллектуальных транспортных систем для каждого региона. А самое главное, специалисты компаний готовы обучать региональных специалистов сервисному обслуживанию и делиться компетенциями для решения самых актуальных дорожно-транспортных задач.

Заместитель директора по строительству, развитию и эксплуатации интеллектуальных транспортных систем «Швабе-Москва» Иван Морданов разделяет эту точку зрения.

«Для нас было важно, чтобы в нашем периметре появилось отечественное решение, которое будет доступно к внедрению в любом регионе и обеспечит надежную работу при любых погодных условиях в любой климатической зоне с минимальными затратами на сервисное обслуживание. На сегодняшний день у нас есть такое решение и мы сами производим всё необходимое оборудование. Наше предложение более чем конкурентоспособное решение. Оно может внедряться и масштабироваться практически на любой существующей инфраструктуре. Более того, мы не нагружаем существующую инфраструктуру оборудованием, которое висит на столбах, а позволяем сохранять „чистое небо“, что в значительной степени облагораживает вид города», — отметил замдиректора «Швабе-Москва».

Масштабирование: почему технологию не внедряют в регионах?

Сейчас на региональные власти возложено множество задач по развитию интеллектуальных транспортных систем. Их внедрение проводится в рамках реализации национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги».

В рамках этого нацпроекта любой регион, указанный в Распоряжении Правительства 3542 от 25.12.2020, в котором есть агломерации с населением выше 300 тыс. человек, может заполнить заявку в федеральное дорожное агентство на предоставление федерального финансирования до 2024 года. Заполнение заявок производится по специальной методике, которая утверждена Минтрансом. В рамках этой методики обязательно должен быть внедрен модуль координирования управления дорожным движением. Иными словами — программное обеспечение, которое управляет светофорами.

Чиновники и правящие структуры понимают, что безопасность передвижения во много зависит и от светофорного регулирования. Его необходимо развивать в большинстве российских городов. Но зачастую этого не происходит, потому что нет нужной инфраструктуры или система требует объемного и затратного обслуживания. Большинство автоматизированных систем управления дорожным движением, так называемые АСУДДы, в больших городах являются устаревшими. По факту, это старое оборудование, которое давно не производится и не отвечает современным запросам транспортной инфраструктуры. А кроме этого еще имеет физический износ. Естественно, ни о каком улучшении дорожно-транспортной ситуации в регионе в этом случае речи быть не может.

Технология «Умный перекрёсток» холдинга «Швабе», Госкорпорации Ростех, напротив, является передовой, современной, внедряется «под ключ» и не требует последующего затратного обслуживания. Одной из востребованных особенностей системы является то, что «Умный перекресток» позволяет устанавливать приоритет общественного транспорта. Например, можно установить приоритет движению трамваев, и по сути, этот вид экологичного транспорта может стать для региона альтернативой метро.

В результате выиграют все участники дорожного движения: увеличится пропускная способность перекрестков, снизится количество пробок, жители городов смогут быстрее добираться до работы, дома и других точек назначения. В конечном итоге, эти критерии и положительные изменения позволяют говорить, что именно с помощью таких элементов ИТС можно и нужно создавать города, удобные для жизни. А разве не этого мы хотим, когда говорим об интеллектуальных транспортных системах?

Возврат к списку