Когда в России исчезнут пробки? Система «Умный светофор»

По данным Госавтоинспекции, за последние 10 лет количество автомобилей в России увеличилось более, чем на 65%. Сегодня на государственной регистрации в органах ГИБДД стоит свыше 57 млн. автотранспортных средств. Современные городские дорожные сети не рассчитаны на обслуживание такого количества автомобилей, что приводит к возникновению многокилометровых пробок.

Решить проблему дорожных заторов на перекрестках позволяет система «Умный светофор». iot.ru рассказывает об особенностях работы данной системы и оценивает ее эффективность в борьбе с пробками. 

Как это работает?

Система «Умный светофор» предназначена для повышения пропускной способности перекрестков с помощью динамического управления сигналами светофора. Система состоит из контроллеров, камер и удаленных датчиков движения, которые в режиме реального времени оценивают загруженность перекрестков и передают эту информацию на центральный сервер управления. Связь с центральным сервером может осуществляться через радиосреду или по оптическим линиям связи.

Принцип работы системы «Умный светофор». Источник: moxa.com

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.

Система «Умный светофор» в действии. Источник: wikimedia.org

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.

«Данные о сильных снегопадах, ДТП или уборочной технике поступает из динамической модели, затем автоматика определяет режим работы светофоров, позволяющий пропускать максимальное количество машин», – прокомментировал тогда ситуацию m24.ru замруководителя «Центра организации дорожного движения» (ЦОДД) Александр Поляков.

Как сообщает аналитическая компания Json.tv, проекты по внедрению умных светофоров развиваются и в других крупных российских городах – Санкт-Петербурге, Сочи, Казани, Челябинске, Новосибирске, Омске, Екатеринбурге и др. Финансирование проектов идет из бюджетных средств в рамках концепции «Умный город». Однако стоит отметить, что, в Западных странах на улицах мегаполисов уже давно присутствуют готовы продукты. В противовес этому, отечественные города пока лишь экспериментируют с умными светофорами, зачастую меняя подрядчиков по несколько раз. В результате, подобные системы все еще не получили повсеместного распространения.

Но все же, оценивая последние новости, можно сделать вывод, что российские разработчики постепенно учатся делать высокотехнологичные продукты. Так, буквально на днях, «Ростех» сообщил о разработке инновационного адаптивного светофора. Проект развивают входящие в «Ростех» холдинги «Росэлектроника» и «Швабе». «Росэлектроника» разработала специальный контролер, управляющей работой светофора, а «Швабе» провидит эксплуатационные испытания. Контроллеры обеспечивают связь светофора с диспетчерским центром через Ethernet и/или GPRS, оборудованы модулем сбора дорожной информации, который в зависимости от особенностей конкретной автодороги включает до восьми детекторов различных данных.

«Мы рассчитываем на развитие сотрудничества с «Швабе» в направлении систем управления транспортом. «Росэлектроника» производит широкий спектр оборудования для организации телекоммуникационных систем, систем связи и видеонаблюдения. Вкупе с нашими компетенциями в сфере обеспечения безопасности грузоперевозок, это позволяет нам проектировать интеллектуальные транспортные системы на тех или иных территориях», — сообщил заместитель генерального директора «Росэлектроники» Арсений Брыкин.

Работу по тестированию контроллеров планируется завершить до конца 2017 года. Далее холдинги планируют распространить свое решение во многих российских городах. Нам же остается только надеяться, что система «Умный светофор» получит повсеместное распространение в России с практической точки зрения уже в самое ближайшее время.