Большие данные против больших пробок: опыт Москвы

Эксперты Центра организации дорожного движения (ЦОДД) Москвы подчитали, что более 700 тыс. автомобилей выезжают на дороги столицы каждое утро. Почти 70% пассажиропотока составляет общественный транспорт. Чтобы справляться с пробками, сделать поездки более комфортными и безопасными, в Москве работает Интеллектуальная транспортная система (ИТС), ситуационный Центр организации дорожного движения, активно применяются технологии анализа Больших Данных и т.д. С 2011 по 2016 гг. в столице значительно сократилось время и протяженность пробок, количество ДТП с пострадавшими, повысилась степень информированности водителей и пешеходов о дорожной ситуации и т.д.

Как транспортная система Москвы набиралась интеллекта

11 января 2011 года мэр Москвы Сергей Собянин подписал Постановление Правительства Москвы «О создании интеллектуальной транспортной системы (ИТС) города». В документе отмечалось, что для улучшения транспортной ситуации необходимо одобрить Концепцию интеллектуальной транспортной системы. Главными исполнителями проставления определялись Центр организации дорожного движения (ЦОДД) и Департамент транспорта и связи города Москвы. На финансирование мероприятий по созданию инфраструктуры будущей ИТС в Москве в 2011 году было выделено более 6 млрд рублей.

Две модели ИТС Москвы

Статическая модель

В рамках развития ИТС в 2013 году была создана статическая транспортная модель (СТМ). Главной задачей этой модели стало прогнозирование вариантов изменения дорожной обстановки на длительный период. СТМ учитывает такие вводные, как население города или района Москвы, возраст, пол, социальное положение, занятость. Специальные алгоритмы разбивают каждый район на транспортные участки. Эксперты с помощью различных инструментов (социологические опросы, Big Data и т.д.) анализируют активность и время передвижения людей из одного участка в другой.

Анализируя геопространственные факторы, можно улучшить работу городского транспорта. 

«Такая информация поможет определить траектории перемещения по городу отдельных пассажиров, наиболее вероятные и часто используемые маршруты между работой и домом. Обладая такими данными можно оптимизировать работу наземного транспорта – распределить нагрузку на разные маршруты в разные периоды дня, сократить количество пересадок и улучшить транспортную доступность отдельных районов города», – уточнил Андрей Грунин.

Динамическая модель

С помощью динамической транспортной модели (ДТМ) отслеживается множество параметров, таких как:

• скорость и интенсивность транспортных потоков;

• перемещение общественного транспорта;

• ДТП по степени значимости;

• места расположения социальных объектов;

• перекрытия дорог;

Кроме того, используя ДТМ можно производить мониторинг работы мобильных комплексов фото- и видеофиксации и т.д.

«Система агрегирует данные, полученные с датчиков ГЛОНАСС, установленных на городском транспорте, камер фото- и видеофиксации и транспортных детекторов, фиксирующих интенсивность движения и скорость автомобилей. С помощью нее можно управлять светофорами, анализировать очаги аварийности, места скопления транспортных средств, выявлять затруднения в движении пассажирского транспорта, своевременно устранять их», – отмечал ранее директор ГУП «МосгортрансНИИпроект» Александр Поляков.

Объем данных чрезвычайно большой, поэтому для извлечения полезной информации необходимо оперативно ее анализировать. В этом транспортникам помогают технологии анализа Больших Данных. Этот инструмент позволяет преобразовывать неструктурированные данные в выводы, используемые для управленческих решений.

Именно на основе ДТМ реализована интерактивная карта дорожного движения города Москвы. На ней можно наблюдать следующие события:

• загруженность дорог в баллах;

• количество ДТП;

• количество транспортных средств на дорогах в настоящий момент и за 24 часа;

• количество наземного пассажирского транспорта;

• зафиксированные нарушения правил дорожного движения.

Данные для автомобилистов, пешеходов и пассажиров с карты транслируются на столичных телеканалах, отображаются в мобильных приложениях и на официальном портале мэра Москвы.

Элементы и технологии ИТС Москвы

Кроме двух транспортных моделей, ИТС Москвы состоит из ситуационного центра, который с помощью технологий дополненной и виртуальной реальности преобразует информацию с дорог в удобные сервисы для участников дорожного движения. 

Ситуационный центр

В 2014 году при ЦОДД был создан ситуационный центр. Новая структура отвечает за организацию дорожного движения и функционирование систем ЦОДД. Ситуационный центр отвечает за:

• управление светофорами;

• управление камерами телеобзора;

• мониторинг условий дорожного движения;

• визуальное информирование участников дорожного движения;

• фото- и видеофиксацию нарушений.

Центр обработки данных ЦОДД хранит более 2 Пбайт информации, часть которой постоянно обновляется. Информация с различных камер хранится в ЦОД неделю. Камеры, в свою очередь, могут распознать почти 20 видов нарушения ПДД. Все камеры столицы передают в ГИБДД данные почти о 100 тыс. нарушений.

Виртуальная и дополненная реальность

В 2015 году функционал ИТС пополнился системой виртуальной и дополненной реальности. Эта система реализована на основе ДТМ. Ее разработали специалисты ЦОДД. Она моделирует полет над Москвой и дорожные события в режиме реального времени. Так, специалисты ЦОДД могут подключиться к камере, которая выводит трехмерное изображение, чтобы более эффективно разобрать какое-либо дорожное событие. «Гражданский» функционал системы дополнен мультимедийной информацией о объектах культурного и исторического наследия.

Эффективность ИТС

Согласно официальным данным портала мэра Москвы mos.ru, в 2011-2016 гг. основными результатами модернизации транспортной системы стали:

1. Сокращение времени и протяженности дорожных заторов. Средняя скорость движения автомобильного транспорта выросла на 12%. Количество машин, въезжающих в центр города, снизилось на 25%, а среднее время поездки с окраин в центр города в утренний час пик — на 16%. Один из наиболее авторитетных рейтингов загруженности дорог в мегаполисах, который составляет компания TomTom, включила Москву в 2013 году на первое место среди городов мира по уровню загруженности дорог. По итогам 2015 года столица России заняла лишь пятое место. Из-за нормализации дорожного движения срок прибытия экстренных служб на место назначения сократилось вдвое: до восьми минут в 2015 году.

2. Сокращение числа ДТП с пострадавшими. В 2016 году по сравнению с 2010-м количество ДТП сократилось на 45%, а количество погибших — на 56%. По итогам 2016 года, Москва достигла минимального значения аварийности на дорогах за последние семь лет. При этом машин в столице по сравнению с тем же 2010 годом стало больше на один миллион (итого 4,6 млн зарегистрированных в столице автомобилей).
   В Москве постоянно проводится анализ мест, где чаще всего происходят ДТП. Выявляются и ликвидируются очаги аварийности — в 2016 году их количество уменьшилось на 72%, что обеспечило снижение числа аварий.

3. Автоматизация процессов. В Москве установлено около 2,3 тыс. светофоров. Адаптивная система работы светофоров в зависимости от загруженности в марте 2016 года действовала на четырёх магистралях, а к концу 2016 года планировалось довести число магистралей с авторегулировкой светофоров до двадцати. 

4. Использование разнородной информации для оптимизации дорожного движения. ЦОДД использует камеры в качестве источника дорожной информации. Данные с них обрабатываются и позволяют выстраивать достоверную и детализированную картину о дорожно-транспортной ситуации, включая не только скорость транспортного потока, но и его интенсивность, плотность, а также оценку загруженности дорог. 

5. Повышение информированности водителей. Данные о дорожной ситуации транслируются на столичных телеканалах, отображаются в мобильных приложениях и на официальном портале мэра Москвы. В пределах Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) в этом году появится 15 новых информационных табло. Они будут предупреждать водителей об опасных участках дорог и перекрытиях, показывать прогноз погоды, расчётное время в пути до того или иного места, а также данные об автомобилях, находящихся в розыске. Всего в Москве сейчас работает 161 информационное табло.

Будущее ИТС Москвы

В департаменте транспорта Москвы продолжат развивать возможности аналитики, в том числе – для прогнозирования ДТП. Реальные метеоусловия, конфигурации проблемных участков дорог, показатели загруженности и многие другие факторы также планируется изучать, чтобы сделать поездки по городу более безопасными и комфортными.

Помогут разгрузить дороги и системы дополненной реальности. Например, водителю-подчиненному не нужно будет посещать совещание с коллегами, тратя время на проезд из филиала до штаб-квартиры, когда эффект присутствия смогут обеспечить очки виртуальной или дополненной реальности.