Интеллектуализация транспортных систем в задачах развития больших городов

ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ В ЗАДАЧАХ РАЗВИТИЯ БОЛЬШИХ ГОРОДОВ

О.П. Алексеев, профессор, д.т.н., С.В. Пронин, аспирант, ХНАДУ

Аннотация. Рассмотрен и предложен подход к созданию интеллектуальных транспортных систем.

Ключевые слова: интеллектуальная транспортная система, транспортная система, управление транспортом, телематика.

Введение

Ритмичная, прогнозируемая и надежная работа пассажирского транспорта - это вопросы, которые непосредственно касаются как каждого обитателя города, так и организаций и учреждений. Ритмичность и надежность работы общественного пассажирского транспорта зависят не только и не столько от степени оптимума маршрутной сети, но и, в первую очередь, от достаточного количества транспортных единиц на маршрутах и эффективности диспетчерского управления их движением. Большое значение имеет также оперативность и точность реагирования системы общественного пассажирского транспорта на возмущения различной природы.

Вместе с этим, следует отметить, что система общественного пассажирского транспорта является сложной распределенной открытой нелинейной системой. На сегодняшний день не существует адекватных методов моделирования, оптимизации и управления такими системам. Все попытки решения перечисленных проблем, которые связаны с тем или другим упрощением системы, которая рассматривается. Это всегда вносит субъективный фактор в построение и функционирование систем общественного пассажирского транспорта.

Анализ публикаций

На сегодняшний момент интеллектуализация транспорта является не просто задачей автоматизации управления соответствующей подсистемой транспортного комплекса. Это

есть процесс информатизации транспортного обслуживания обитателей большого города. Следует заметить, что сегодня приобретает большое значение применение на транспорте современных спутниковых, геоинформаци-онных [1, 2], включительно с другими прогрессивными технологиями управления подвижными объектами, которые активно применяют в системах управления движением на разных транспортных магистралях больших зарубежных городов [2]. В странах СНГ такие информационные технологии приобретают большое значение. Их приложение базируется на достижениях в автоматизации управления транспортом городов и регионов, представлением обитателям транспортных услуг как на принципах создания автоматизированных систем управления транспортными предприятиями, так и на новой теоретической основе транспортной логистики, логистики сервиса, автоматизации логистичных систем [3].

Следует отметить, что динамика развития больших городов, постоянное изменение их транспортной инфраструктуры не позволяет применить для проектирования автоматизированных систем оперативного управления готовых апробированных в других городах решений благодаря индивидуальной специфике практически любого города или региона. Анализ многокритериального подхода согласно исследованиям, которые выполнялись раньше, новые концепции и оценка традиционной методологии автоматизации управления на автотранспорте [4] позволяют утверждать о необходимости принципиально новых разработок, принятия новых решений от-

носительно применения новейших прогрессивных технологий управления разными подвижными единицами общественного пассажирского транспорта больших городов. Это целиком отвечает ситуации в усовершенствовании транспортного обслуживания обитателей больших городов, что сложилась на Украине, распространению средств новейших информационных, интеллектуальных, спутниковых технологий управления в транспортных системах [4].

Цель и постановка задачи

Одним из важнейших условий повышения качества удовлетворения потребности населения в перевозке и улучшения экономических показателей работы городского общественного пассажирского транспорта есть повышение эффективности оперативного диспетчерского управления движением городского пассажирского транспорта. Это обеспечит наиболее полное и эффективное использование потенциальных возможностей сети общественного пассажирского транспорта для предоставления транспортных услуг обитателям города. Таким образом цель данного исследования - это анализ создания интеллектуальных систем мониторинга и управления пассажирским транспортом с целью повышения качества его работы.

Общая схема интеллектуальной транспортной системы

В настоящее время крупные города столкнулись с проблемой резкого увеличения количества транспортных средств. В большинстве случав развитие улично-дорожной сети затруднено из-за архитектурной специфики городов. Перегрузка основных магистралей отрицательно сказывается на эффективной работе общественного транспорта. В то же время привлекательность общественного транспорта зависит от таких факторов как удобство, предсказуемость, быстрота. В решении этих задач первостепенная роль отводится системам автоматизированного диспетчерского управления, которое должно обеспечивать регулярность движения транспорта, снижения общего времени движения пассажиров за счет оперативности получения информации и формирования воздействий, а также оказания информационных услуг населению. Старые принципы построения таких систем уже не могут обеспечивать выполнение всех

этих функций в полном объеме, поэтому требуются новые подходы к решению данных проблем.

В современных условиях развитие транспортных систем без использования последних достижений информационных технологий и новейших систем связи невозможно. Соединение этих двух технологий получило название телематики. Использование телематики в управлении транспортными системами позволяет повысить эффективность и качество работы транспорта. Транспортные системы с использованием автоматизированных систем управления, построенные на принципах телематики, получили наименование интеллектуальных транспортных систем. Основной признак интеллектуальной транспортной системы это автоматизированное формирование управляющих воздействий в режиме реального времени на подсистемы и звенья транспортной системы. На наш взгляд, такие системы должны развиваться в двух направлениях. Это, во-первых, техническое оснащение подсистем и звеньев транспортных систем, а во-вторых, применение новейших интеллектуальных технологий с последующим их объединением в единый комплекс.

Общий вид такой системы приведен на рис. 1.

Как видно из рисунка довольно важным аспектом интеллектуализации транспортных систем также является и применение инфор-мационно-управляющих систем поддержки принятия решений, т. е. применение прикладного программного обеспечения, которое должно решать такие задачи:

1) моделирование транспортных потоков;

2) моделирование пассажиропотоков, расчет матрицы корреспонденций;

3) учет в модели реального состояния транспортных коммуникаций и формирование на его основе моделей движения;

4) моделирование движения на перекрестках;

5) анализ и оценка транспортной ситуации в городе;

6) формирование эффективной схемы работы общественного пассажирского транспорта;

7) прогнозирование транспортной ситуации;

8) анализ и прогнозирование спроса на общественный транспорт;

9) качественная оценка работы транспорта;

10) создание информационных систем и т. д.

Рис. 1. Общая схема интеллектуальной транспортной системы

В качестве прикладного программного обеспечения можно использовать аппарат интеллектуальных технологий, (нечеткая логика, искусственные нейронные сети (ИНС) и т.д.), он дает хорошие результаты в задачах оптимизации, сжатия и передачи данных, визуализации изображений, прогнозирования и т.д.

Также помимо широкого применения телематических комплексов довольно важным аспектом интеллектуализации транспортных систем также является и применение информационных логистических систем, т. е. объединение новейших информационных технологий и систем связи с основными принципами логистики. Сама логистическая система должна обеспечивать решение следующих задач: системный подход, позволяющий рассматривать все элементы ГПТ как взаимосвязанные и взаимодействующие; интегрированное управление качеством, т.е. обеспечение надежности функционирования и заданных показателей качества функционирования каждого элемента системы; коорди-

нация и интеграция, обеспечивающие участие всех звеньев управления логистическими потоками; оптимизация структур управления для согласования локальных целей функционирования элементов транспортной системы как элементов логистической системы;

устойчивость и адаптивность системы в целом и подсистем, и звеньев в частности, обеспечивающие слаженное ее функционирование при отклонениях параметров самой системы и изменении внешних возмущающих факторов.

Заключение

При современной и будущей тенденции развития как транспортных систем в целом, так и систем общественного городского транспорта для решения широкого круга проблем, связанных с оптимальной, прогнозируемой и ритмичной работой транспорта, наиболее оптимальным является широкое применение информационных технологий, телематиче-

ских комплексов, логистического подхода. Это можно определить как интеллектуализацию транспортных систем. Залогом эффективности создания таких систем есть именно комплексный подход, сочетающий применение различных программно-аппаратных, технических и математических методов и средств. Довольно важное место в данных системах будет занимать прикладное программное обеспечение, в качестве которого можно использовать аппарат интеллектуальных технологий.

Литература

1. Алексієв О.П., Алексієв В.О., Серіков С. А. Підвищення ефективності управління громадським пасажирським автотранспортом // Вестник ХНАДУ. -Харьков: ХНАДУ. - 2003. - Вып. 22. -С. 56 - 61.

2. Алексеев В. О. Интеллектуальная техноло-

гия организации движения транспортных средств // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ. - 2002. -Вып. 10. - С. 305 - 311.

3. Рева В. М., Лигум Ю. С. и др. Оперативное

управление городским пассажирским транспортом. - К.: Техника, 1982. - 175 с.

4. Макаров И.П., Ямпольский В.З. Автомати-

зация управления городским транспортом. - М.: Транспорт, 1981. - 256 с.

Рецензент: А.В. Бажинов, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 15 февраля 2007 г.