Повышение безопасности дорожного движения на основе информационных аналитических систем с телематическими компонентами

Безотеческих Николай Сергеевич / Bezotecheskikh Nikolay Sergeyevich – старший преподаватель;

Борщенко Ярослав Анатольевич / Borshchenko Yaroslav Anatolyevich – кандидат технических наук, доцент,

кафедра организации и безопасности движения,

Курганский государственный университет, г. Курган

Аннотация: в статье рассматриваются вопросы проектирования и применения информационных аналитических систем с телематическими компонентами как инструмента мониторинга, прогнозирования транспортной ситуации, а также автоматизации задач экспертизы дорожно-транспортного происшествия.

 Ключевые слова: информационная система, дорожно-транспортное происшествие, навигация, экспертиза ДТП.

Уровень автомобилизации в РФ находится на среднем уровне – 294 легковых автомобилей на 1 тыс. жителей, в то время как в развитых странах ЕС в среднем этот показатель составляет 550 [1]. При этом в ряде мегаполисов России он достигает уровня стран ЕС.

В настоящее время экологическая обстановка в крупных городах, в значительной степени определяется загрязнением от автотранспортных средств, а уровень аварийности хоть и не имеет тенденции к росту, но по отношению к развитым зарубежным странам Европы достаточно высок [2]. Ежегодно на решение проблем в сфере обеспечения безопасности дорожного движения федеральный бюджет выделяет средства на разработку и реализацию федеральных целевых программ по разным направлениям: от пропаганды безопасности на дороге до строительства дорог повышенной комфортности [3].

Таким образом, проблема обеспечения безопасности дорожного движения является актуальной.

Современное общество не возможно представить без решений, основывающихся на различных современных информационных технологиях, в том числе применение систем глобальной спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС). Эти системы уже широко применяются в транспортной сфере как в России, так и за рубежом.

В сфере своей профессиональной деятельности сотрудники ГИБДД применяют различные технические устройства, которые позволяют им более эффективно решать задачи в сфере обеспечения безопасности движения и быть на одном уровне с техническим оснащением автомобильного парка страны.

По мнению авторов ключевыми проблемами обеспечения безопасности дорожного движения являются:

- недостаточный уровень организации дорожного движения, который оказывает значимое влияние на показатели работоспособности транспортной системы;

- большое количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП), которые зачастую парализуют работу транспортной системы;

- низкий уровень самодисциплины участников дорожного движения в отношении соблюдения правил дорожного движения (ПДД), зачастую участники сами провоцируют возникновение опасных ситуации, которые могут переходить в ДТП с тяжелыми последствиями;

- недостаточная точность прогнозирования дорожной ситуации и низкий уровень оперативного управление транспортной системой для стабилизации или улучшения дорожной ситуации.

Продолжительность остановки и степень тяжести последствий от ДТП для участников дорожного движения зачастую зависит от их действий, то есть человеческого фактора. И здесь необходимо задействовать современные технологии, которые могли бы решать проблемы потери времени, а точнее его сокращения при решении вышеперечисленных проблем.

Для достижения поставленной цели необходимо разработать систему, которая позволит учесть большое количество факторов, в момент времени предшествующий ДТП. Прежде всего, для работы такой системы необходима аналитическая подсистема, которая будет функционировать на уровне субъектов Российской Федерации. Главной задачей функционирования данной подсистемы будет круглосуточное отслеживание работы подвижного состава. Данное положение будет наиболее эффективным при условии отслеживания работы всех единиц подвижного состава.

Указанное условие не звучит фантастичным, ведь уже сегодня, автомобильные концерны выпускают свою продукцию, оснащенную самыми современными системами, способными решать задачи позиционирования транспортных средств.

Организация единого информационного пространства для разработчиков и потребителей позволит решать не только задачи нахождения альтернатив принимаемых решений, но и в значительной мере сократить время для реализации необходимых действий, а в случае с ДТП – это жизни людей.

Создания единого информационного пространства в сфере дорожного движения требует разработки алгоритмов взаимодействия различных систем локального характера. Так для сбора информации о состоянии транспортной системы и отдельных ее элементов, возможно, использовать данные центра мониторинга работы подвижного состава. При этом объективность оценки работы будет зависеть, прежде всего, от количества транспортных единиц, оснащенных аппаратурой, позволяющей регистрировать и передавать параметры работы транспортной единицы в режиме «реального времени». Для эффективной работы таких центров необходимо внедрение интеллектуальной системы анализа параметров всех транспортных единиц. Данная система должна отслеживать изменение работы всего подвижного состава, выявляя нарушение ПДД и определение возникновения сбоев в работе транспортной системы (заторов, ДТП).

Система должна не только регистрировать нарушения, но влиять на их появление. В самом простом варианте это может быть определено составлением документов административного характера (формирование протокола об административном нарушении) или передачей материалов в ГИБДД для реагирования на данные ситуации.

При возникновении ДТП, система должна, в первую очередь, проконтролировать состоянии системы оповещения. В настоящее время ведется активное внедрение системы «ЭРА ГЛОНАСС», позволяющая регистрировать ДТП с пострадавшими.[4]

В случае если сигнал такой системы зарегистрирован, то система мониторинга, в первую очередь, передаст сигнал на пульт дежурного службы МЧС с указанием координат места ДТП.

Таким образом, такая информационная аналитическая система с телематическими компонентами (навигационными модулями автомобилей) обнаружит ДТП на конкретной территории, далее возникает более существенный вопрос: «Как система должна решать вопрос с изменением организации движения в районе происшествия?

Самый простой вариант заключается в перераспределении нагрузки на улично-дорожную сеть за счет информирования участников дорожного движения, и параллельно система должна попытаться «решить» конфликт участников ДТП. Трудность таких решений заключается в установлении степени ответственности. Именно это обстоятельство зачастую и становится причиной увеличения оперативных действий сотрудников при ДТП.

В настоящее время в инспектора на месте происшествия производят анализ ситуации и устанавливают степень вины всех участников. В сложных ситуациях прибегают к помощи специализированных учреждений, таких как экспертно-криминалистический центр, частные экспертные компании. Процесс установления степени вины участников (помимо ожидания прибытия сотрудников на место) процесс, который занимает время. Эту задачу мог бы решить аналитический модуль в предлагаемой информационной системы на основе математической модели движения автомобиля и установлению исходных данных путем решения уравнений. Основы таких информационных систем складываются из нахождения таких параметров как замедление, удаление автомобиля, остановочный путь.

Математические зависимости искомых величин опираются на тормозную диаграмму (рис.1), которая раскрывает время предшествующие ДТП.[5]

Рис.1.Тормозная диаграмма автомобиля

В начальный момент (точка О) водитель автомобиля, движу­щегося со скоростью v_азамечает опасность.

Он принимает решение о торможении, выключает сцепление и переносит ногу на педаль тормоза (участок ОА - время реакции водителя t₁). Промежуток АВ от начала торможения до начала снижения скорости называют временем запаздывания тормозного привода t₂. По истечении времени (t₁+t₂) тормоза включены, и скорость автомобиля начинает уменьшаться. Вначале замедление j растет по закону прямой (участок ВС - время t₃), затем, достигнув максимума, остается постоянным (участок CD - время t₄). В конце торможения (точка D) замедление мгновенно падает до нуля. Время t₃ называется временем нарастания замедления, (t₂+t₃) -временем срабатывания тормозной системы, t₄ - временем полного торможения.

Установить действительные значения t₁ ,t₂, t₃ обычно невозможно, поэтому в расчетах принимают их средние табличные значениям [6,7].

Как видно из вышеперечисленного, на каждом этапе исследования возникает составляющая погрешности, обусловленная не совершенством математической модели. При этом программно-аппаратная часть системы, основываясь на параметры движения участников ДТП в момент времени, предшествующий столкновению, может решить такую задачу за достаточно короткий промежуток времени. При этом результаты работы будут основаны на фактических параметрах движения, а не на приближенных в случае разбора инспектором или экспертной организацией. Так же погрешность результатов расчета будет ниже, а человеческий фактор практически исключен.

Установив ответственность участников, система сможет оповестить контролирующие организации и оформить всю необходимую документацию по обстоятельствам происшествия.

Ведение электронной базы, с возможностью повторной обработки материалов по каждому ДТП, позволит производить контроль работы системы и выявлять недостатки применяемых алгоритмов решения.

Функционирование такой интеллектуальной информационной системы мониторинга дорожного движением представляет сложный процесс взаимодействия различных объектов транспортной системы, и возможен при наличии следующих элементов:

- специализированной навигационной аппаратуры у автотранспортных средств;

- программной системы мониторинга транспорта на уровне населенного объекта целиком;

- работоспособной информационно-коммуникационной системы при ГИБДД на уровне административной единицы (области) (система сбора, хранения, переработки и передачи информации;

- наличие специализированных устройств (планшетов, компьютеров и т.д.) сотрудников ГИБДД);

- специализированной интеллектуальной виртуальной лаборатории анализа данных.

Реализация предложенной информационной интеллектуальной системы с телематическими компонентами, предоставит широкий спектр возможностей по оперативному решению проблем обеспечения безопасности на дорогах страны. Позволит проводить более эффективный анализ эффективности организации дорожного движения, объектов дорожной инфраструктуры. Тем самым появится возможность определять потенциально опасные места и ситуации, на которые можно будет реагировать еще до их появления, а разрабатываемые мероприятия будут приносить больший эффект от их реализации. 

Литература

1. Уровень автомобилизации стран мира / Вести ЭКОНОМИКА [Электронный ресурс]: URL: http://www.vestifinance.ru/infographics/3286, (дата обращения: 20.11.2014)
2. Аварии на российских дорогах: ДТП – меньше, погибших – больше // :Журнал За рулем 2014. № 10 [Электронный ресурс]: URL: http://www.zr.ru/content/news/732944-avarijnost-na-rossijskix-dorogax-dtp-menshe-pogibshix-bolshe/ (дата обращения: 15.11.2014)
3. Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2013 - 2020 годах»: [Электронный ресурс]: URL: http://www.fcp-pbdd.ru/about_program/index.php. (дата обращения: 15.11.2014)
4. «ЭРА – ГЛОНАСС», ОАО «Навигационно-информационные системы»: [Электронный ресурс]. URL: http://www.nis-glonass.ru/projects/era_glonass/ (дата обращения: 15.11.2014)
5. Безотеческих Н.С. Совершенствование методики автотехнической экспертизы дорожно-транспортных происшествий на основе применения спутниковой навигации / Сборник трудов аспирантов и соискателей курганского государственного университета. – Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2011. – Вып. XIII. -106 с. Стр 16-19
6.  Домке Э.Р. Расследование и экспертиза дорожно-транспортных происшествий / Э.Р. Домке. Учебное пособие - Пенза: Изд-во ПГУАС, 2005. - 260 с.
7.  Балакин В.Д. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий / В.Д.Балакин. Учебное пособие – Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. – 136 с.

Сертификат о публикации