Совершенствование организации работы пассажирского транспорта

Высокая технологичность выпускаемого навигационного оборудования определила и большое число предложений готовых систем со стороны многих отечественных фирм. Безусловным лидером является старейшая в данной области рынка фирма “ПРИН”, предлагающая самый широкий спектр навигационного оборудования и систем местоопределения на их основе. Следует сразу отметить, что технические решения, предлагаемые различными фирмами, достаточно близки по своим показателям и различаются деталями, которые, однако, могут оказаться существенными для конкретного пользователя системы. Как правило, оборудование системы включает в себя бортовой навигационный вычислитель, радиостанцию УКВ-радиосвязи или сотовый телефон.

В диспетчерском центре устанавливается компьютер с электронной картой и программным обеспечением системы диспетчеризации. Перечислим наиболее законченные с точки зрения конечного пользователя системы, предназначенные для диспетчеризации и мониторинга автотранспорта на территории города. Это система “Магеллан” фирмы “Транснетсервис”, система “Юником-AVL” фирмы “Юником”, система “Гранит” НТЦ “Сеть”, система “КОРД” фирмы “КОРД”, система “GrantGuard” группы компаний “ГРАНТ-Вымпел”, системы фирмы “Термотех” и другие. Широкое внедрение этих систем сдерживается недостаточным развитием инфраструктуры подвижной связи для организации надежного канала передачи информации между бортовым и центровым оборудованием на территории крупных городов. Определенный прорыв в этой области можно ожидать с расширением площади покрытия и мощности центров коммутации данных, внедряемых систем цифровой сотовой связи стандартов GSM, внедрением цифровых систем мобильной связи других стандартов, интеграции их с европейскими сетями.

3.3 Методы навигационного счисления

Данные методы определения местоположения транспортных средств основаны на измерении параметров движения автомашины с помощью датчиков ускорений, угловых скоростей в совокупности с датчиками пройденного пути и датчиками направления, и вычислении на основе этих данных текущего местоположения подвижного объекта относительно известной начальной точки. В целом данные методы могут использоваться в тех же системах, что и методы, основанные на радионавигации. Основное преимущество данных методов по сравнению с методами радионавигации - независимость от условий приема навигационных сигналов бортовой аппаратурой. Не секрет, что на территории современного города с плотной застройкой высокими зданиями могут встречаться участки, где затруднен прием сигналов от наземных и даже спутниковых навигационных систем. На таких участках бортовая навигационная аппаратура не в состоянии вычислить координаты подвижного объекта. Приемные антенны радионавигационных систем должны размещаться на автомашинах с учетом обеспечения наилучших условий приема навигационных сигналов. Это делает их уязвимыми для злоумышленников в случае применения для нужд охраны автомашин или перевозимых ими грузов. Существующие методы камуфлирования приемных антенн достаточно сложны и дороги.

Методы счисления пути и инерциальной навигации свободны от этих недостатков, поскольку аппаратура полностью автономна и может быть интегрирована в конструктивные элементы автомашины с целью затруднения их обнаружения и защиты от умышленного вывода из строя. Недостатками методов навигационного счисления можно считать необходимость коррекции накапливаемых ошибок измерения параметров движения, в целом достаточно большие габариты бортовой аппаратуры, отсутствие доступной малогабаритной элементной базы для создания бортовой аппаратуры (акселерометров, автономных счислителей пройденного пути, датчиков направления), сложность обработки параметров движения с целью вычисления координат в бортовом вычислителе. Наиболее перспективным направлением применения подобных методов можно считать совместное их использование с радионавигационными методами, что позволит скомпенсировать недостатки, присущие как одному, так и другому методу. Систему местоопределения с использованием данного метода предлагает ЗАО “Автонавигатор”. В бортовом оборудовании системы используются: датчик пути, подключаемый к спидометру автомашины, датчик направления на основе феррозондов, измеряющих отклонение оси автомашины от магнитного меридиана Земли, и датчик ускорения (акселерометр), обеспечивающий устранение ошибок феррозондового датчика, возникающих из-за негоризонтального расположения объекта относительно поверхности Земли. Корректировка ошибок счисления производится по цифровой векторной карте полилиний транспортной сети города, что позволяет достичь точности местоопределения до единиц метров. Имеется возможность использования элементов бортового оборудования совместно с приемником СРНС.

Даже краткий обзор методов и аппаратуры местоопределения позволяет сделать вывод, что не существует универсальной системы, способной удовлетворить все требования конечного пользователя. Задача создания эффективно работающих систем местоопределения оказывается гораздо шире выбора конкретного метода. Решение всех проблем позволит создать AVL-систему, наиболее удовлетворяющую потребностям заказчика и способную в кратчайшие сроки вернуть средства, затраченные на разработку и внедрение системы.

3.4 Классификация по способу организации каналов связи подвижных единиц с диспетчерским пунктом

Классификацию по способу организации каналов связи подвижных единиц с диспетчерским пунктом можно представить следующим образом: 1) Проводные. Используются совместно с индукционными КП. Как правило, такие каналы реализованы по принципу выделенных линий, которые соединяют индукционные петли с принимающим оборудованием диспетчерского пункта. Это достаточно надежный вид связи, однако, ему присущи указанные ранее недостатки АСДУ с индукционными петлями в качестве КП; 2) Радиоканалы. Самый распространенный вид связи диспетчера пункта с ПЕ. Опыт эксплуатации систем типа "маяк-радиоканал" в различных городах позволяет указать несколько общих недостатков. Для покрытия всей маршрутной сети большого города требуется значительная мощность аппаратуры связи (4-20 w), причем, применение такого оборудования все равно не обеспечивает стопроцентного прохождения радиосигнала (пересеченный рельеф местности, строения и т.д. создают области отсутствия связи). В действующих системах используемые радиоканалы имеют весьма низкую скорость передачи (2-64 bps), на момент разработки (6-8 лет назад) это весьма неплохой показатель. Более качественной разновидностью АСДУ является система типа "GPS-радиоканал". Такие системы используются и широко разрабатываются по настоящее время. Их самым слабым звеном является относительно невысокая пропускная способность радиоканалов. Причем причина кроется не столько в использовании радиоканалов как таковых, сколько в не очень удачном выборе конкретной реализации. Современные цифровые радиосредства, выпускаемые серийно, позволяют повысить пропускную способность до 10 Mbps и выше;

3) Технология GSM в режиме SMS. Это весьма популярный на сегодня вид каналообразования при построении АСДУ. Популярность заключается в том, что предпринимаются попытки создания систем. Однако, полностью законченных проектов (в объеме крупного города) пока нет, что не удивительно. С одной стороны, эти каналы имеют очевидные достоинства: во-первых, уже готовую инфраструктуру связи. Разработанная под сотовые телефоны, она может успешно использоваться для передачи цифровых сообщений с ПЕ на диспетчерский пункт. Еще не приступая к разработке АСДУ как таковой, мы уже имеем готовые средства связи (на оборудовании оператора GSM). Во-вторых, имеются готовые абонентские технические решения (сотовые телефоны с функцией передачи SMS-сообщений), остается только подключить эти стандартные средства к контроллеру на ПЕ и компьютеру на диспетчерском пункте. С другой стороны, SMS-каналы имеют неочевидные на первый взгляд недостатки, которые априори делают перспективу работающего проекта весьма сомнительной. Во-первых, очень высокую стоимость в процессе эксплуатации. Даже введение льготных тарифов (1/2 или 1/3 от реальной стоимости) обойдется среднему городу в весьма значительную сумму ежемесячно, поскольку каналы связи должны работать в непрерывном режиме. Во-вторых, относительно низка скорость передачи SMS-сообщений. Собственно сообщение передается быстро, основная задержка обусловлена временем коммутации на оборудовании оператора, причем создание больших пулов (параллельно работающих каналов на стороне диспетчерского пункта) проблему решает только частично. Рассматриваемый вид связи идеально подходит для муниципальных служб с небольшим парком ПЕ и с невысокими требованиями к регулярности их опроса, но применительно к большому парку ПЕ общественного транспорта оптимальным не является;4) Спутниковые. Эта разновидность каналообразования сегодня часто используется в системах контроля дальних грузоперевозок, где ее высокая себестоимость экономически оправдана. Именно по причине большой стоимости на пассажирском транспорте таких систем пока нет, тем не менее, это наиболее перспективное направление в проектировании каналов связи АСДУ. В частности он спроектирован как один из вариантов АСДУ "Купол" (Москва). По мере снижения стоимости, эти системы наверняка будут массово разработаны либо для самостоятельных транспортных предприятий либо, что более вероятно, в качестве объединенной системы, когда локальные АСДУ одновременно нескольких городов (совершенно не связанных между собой задачами, которые они решают) будут иметь общую систему спутниковых каналов связи между ПЕ и диспетчерским пунктом.

Рассмотренные выше принципы построения АСДУ кратко описывают их характеристики. Помимо упомянутых, действуют системы в Сургуте, Новокузнецке, Владимире, Сочи, Краснодаре, Череповце и т.д. Представленная классификация показывает разнообразие структурных схем и иллюстрирует их характерными примерами. Это, в первую очередь, необходимо при проектировании новых и модернизации действующих систем. Ибо не существует морально устаревших концепций построения АСДУ, но существуют морально устаревшие способы реализации этих концепций. В списке разновидностей систем каналообразования и систем определения местоположения ПЕ сделаны некоторые акценты на более современные, но, тем не менее, ни один из перечисленных принципов построения в полной мере считать приоритетным нельзя. В процессе развития средств коммуникаций улучшаются их характеристики, что, в свою очередь, позволяет качественно улучшить АСДУ, найти новые области применения прежних концепций.

3.5 Автоматизированная система диспетчерского управления городскими автобусами (АСДУ-А/М)

Автоматизированная система диспетчерского управления городскими автобусами (АСДУ-А/М) - современная высокоэффективная компьютеризированная система непрерывного диспетчерского управления движением пассажирского транспорта.

В основу системы положены технические, технологические и программно-математические решения известной системы АСДУ-А, которая надежно и эффективно функционирует 18 лет в 30 городах России и стран СНГ. В настоящее время в связи с широким распространением современных, компактных и мощных компьютеров, а также малогабаритных и эффективных средств связи, появились новые возможности технического обеспечения непрерывного контроля за движением городского пассажирского транспорта. В частности в городе Омске осуществлен перевод на персональные компьютеры типа IBM-PC центрального вычислительного комплекса АСДУ-А, ведется постепенная замена периферийных устройств контроля в автобусах и троллейбусах на новые средства непрерывной цифровой радиосвязи, что делает систему более эффективной, надежной и удобной. В Омске под контролем АСДУ круглосуточно работают все городские автобусы (130 маршрутов, 1060 подвижных единиц на линии в час пик), один троллейбусный маршрут на новых технических средствах. Достигнуты объективные показатели: по регулярности движения - 92%, по выполнению плана рейсов - 98,2%.

Предлагаемый для внедрения в городе (от 10 до 1000 и более подвижных единиц) комплекс технических и программных средств для компьютеризированного контроля и управления пассажирским транспортом, включает в себя:

- компактную специализированную радиостанцию, устанавливаемую в автобусе, троллейбусе;

- небольшие радиомаяки, размещаемые на улицах города для определения местоположения подвижного средства;

- центральную радиостанцию диспетчера;

- один-два компьютера типа IBM-PC, принимающих и обрабатывающих информацию о движении транспорта.

Внедрение такой системы дает следующие возможности:

- объективно определять и фиксировать с помощью компьютера фактическое время проследования контрольных точек расписания движения транспорта в течении рабочей смены;

- достаточно точно определять местонахождение автобуса, троллейбуса, трамвая в любой момент времени, наглядно видеть на экране компьютера расположение транспортных единиц на маршруте, в том числе и на удаленном от ЦДС компьютере в пассажирском предприятии;

- иметь качественную речевую связь с водителем в любой момент времени;

- установить жесткую и объективную систему оплаты труда водителей в зависимости от выполненных рейсов и точности соблюдения расписания;

- получать администрации города объективную и своевременную информацию о качестве обеспечения перевозок пассажиров, использовать эти данные при расходовании бюджетных средств на финансирование перевозок.

Центральный вычислительный комплекс АСДУ-А/М состоит из набора персональных компьютеров типа IBM-PC (файл-серверы и рабочие станции), объединенных в локальную вычислительную сеть.

Состав вычислительного комплекса:

- файл-сервер - 1 или 2, (*)

- рабочая станция приема отметок от ПЕ - 1шт. на 3-4 модуля УСПО,(*)

- рабочая станция оператора-технолога - 1 или 2, (*)

- рабочая станция диспетчера ЦДС - 1 шт. на ПАТП, (*)

- рабочая станция печати отчетности - 1 или 2 (возможно совмещение с РС оператора),

- принтеры DFX-8000 - 1 или 2 шт.,

- рабочая станция связи с терминалами в ПАТП - 1 или 2 (на одной РС совмещено обслуживание радио- и телефонных модемов),

- модемы телефонные или радио- HAYES-совместимые - 2 шт. на один удаленный терминал,

- рабочая станция диспетчера ПАТП (удаленный терминал) - 1 шт. на ПАТП,

- рабочая станция инженера-программиста - 1 или 2,

- рабочие станции начальника смены, инженера группы расписаний,

инженера отдела перевозок и т.п. - по потребности,

(*) - отмечены обязательные для функционирования системы рабочие станции.

Перечень подсистем и режимов автоматизированной системы диспетчерского управления движением автобусов на базе компьютеров типа IBM-PC (АСДУ-А/М) представлен в таблице 3.1

Таблица 3.1 Перечень подсистем и режимов автоматизированной системы диспетчерского управления движением автобусов (АСДУ-А/М).

	Название подсистемы / режима	Назначение
1	Подсистема подготовки и ведения НСИ.	Подсистема пpедназначена для подготовки инфоpмационной базы АСДУ-А/М и расписаний движения автобусов по маpшpутам.
1.1	Режим подготовки исходной ноpмативно спpавочной инфоpмации (НСИ) в СУБД Clipper: - подготовка массивов НСИ, - подготовка "pучных" pасписаний, - анализ НСИ.	Автономное фоpмиpование, ввод, коpректиpовка, пpосмотp, печать и анализ ноpмативно-спpавочной информации (НСИ) и pучных pасписаний по ваpиантам.
1.2	Режим загpузки НСИ на "CЕРВЕР".	Запись на "СЕРВЕР" ваpиантов НСИ и pасписаний для дальнейшего использования в АСДУ-А/М.
1.3	Режим "ТЕХНОЛОГ" - pежим ведения и анализа ваpиантов инфоpмации на "СЕРВЕРЕ": - удаление маpшpутов pасписаний, - закpепление ПЕ и другие операции.	Изменение НСИ и pасписаний по необходимости: - удаление (ввод) pасписаний маршpута, - ввод планового невыпуска, - фоpмиpование плановой информации по маpшpутам, - закpепление ПЕ за маpшpутом и графиком выхода, - анализ НСИ.
2	Подсистема начального запуска - "ОПЕРАТОР".	Подсистема пpедназначена для пpиведения инфоpмационного обеспечения в исходное состояние, начиная с котоpого АСДУ-А/М может выполнять функции всех остальных подсистем.
2.1	Режим утpеннего запуска системы.	Выбоp ваpианта pасписаний ПЕ на маpшpутах.
3	Подсистема пpиема, обpаботки, пpивязки и хpанения инфоpмации заявок подвижных единиц.	Подсистема пpедназначена для ввода в компьютер отметок от ПЕ и подготовки их к обработке по подсистемам и режимам.
3.1	Режим пpиема и обpаботки информации от ПЕ.	Ввод и обpаботка заявок от ПЕ.
3.2	Режим сбоpа и хpанения пеpвичной входной инфоpмации заявок ПЕ на приемном компьютере.	Пpедназначен для удобства анализа заявок в pазpезе ПЕ, КП, направления движения ПЕ, вpемени и т.д.
4	Подсистема ноpмального функционирования системы (НФ).	Подсистема пpедназначена для контpоля и опеpативного упpавления движением автобусов в pеальном масштабе вpемени, для накопления отчетных данных за сутки.
4.1	Режим "ДИСПЕТЧЕР"- pежим pаботы диспетчеpа в течении дня.	Опеpативные коppектиpовки плановых заданий по фактическому выходу ПЕ на маpшpуты, контроль исполнения расписаний движения ПЕ по маpшpутам, пеpезакpепления ПЕ, ввод сходов ПЕ, ввод сообщений о неиспpавности перифеpийного обоpудования, ввод сообщений "бездоpожье" и др.
4.2	Режим ввода инфоpмации о pазнаpядке на следующий день.	Получение базового наpяда на ПЕ на маpшpуты по гpафикам выхода на следующие дни.
5	Подсистема получения отчетной инфоpмации.	Подсистема пpедназначена для подведения итогов pаботы системы за сутки и выдачи выходных фоpм.
5.1	Режим обpаботки и фоpмиpования инфоpмации для дальнейшего использования в отчетах.	Необходим для печати файлов в дальнейшем.
5.2	Режим фоpмиpования и печати отчетов.	Вывод на печать отчетов по ПЕ, маpшpутам, тpанспоpтным пpедпpиятиям, обьединению тpанспоpтных пpедпpиятий, накопительных отчетов.
5.3	Режим создания и хранения информации по дням и месяцам для накопительных форм.	Режим пpедназначен для накопления инфоpмации АСДУ-А/М за пpошедшие сутки и дальнейшей pаботы с ней.

Предварительная оценка стоимости внедрения такой системы для небольшого города (до 20 единиц подвижного состава на линии) составляет менее 10 тысяч российских рублей в пересчете на одну единицу с комплектной поставкой и сдачей системы под ключ. Удельная стоимость системы на одну подвижную единицу уменьшается при увеличении общего количества контролируемых транспортных средств. При этом однократно произведенные затраты дают возможность получить в несколько раз больший эффект за счет рационального использования имеющихся транспортных средств и снижения потребности в приобретении новых.

Схема информационного взаимодействия автоматизированной системы диспетчерского управления движением автобусов (АСДУ-А/М) представлена на рисунке 3.1.



Рисунок 3.1 Схема информационного взаимодействия автоматизированной системы диспетчерского управления движением автобусов (АСДУ-А/М).

3.6 Автоматизированная радионавигационная система диспетчерского управления пассажирским транспортом АСУ-НАВИГАЦИЯ

3.6.1 Назначение системы

Автоматизированная радионавигационная система диспетчерского управления пассажирским транспортом АСУ-НАВИГАЦИЯ осуществляет: диспетчерское управление транспортом, объективный инструментальный контроль и учет выполнения транспортной работы, оперативное определение мест ДТП и чрезвычайных происшествий, повышение оперативности при оказании медицинской помощи и эвакуации пострадавших, проведение мероприятий по линии МЧС и мобилизационной готовности.

3.6.2 Технология автоматизированного диспетчерского управления

Технология автоматизированного диспетчерского управления реализована на базе программных продуктов, разработанных НПП «Транснавигация» под методическом руководством Минтранса РФ и МАДИ (ГТУ).

Состав автоматизированных функций диспетчерского управления следующий:

· непрерывный автоматический сбор навигационной информации о местоположении транспортных средств с помощью бортовых спутниковых навигационных приемников;

· автоматическое обнаружение и формирование в «горячих окнах» диспетчерской программы информации о всех отклонениях в работе транспортных средств от запланированных параметров транспортного процесса (нарушения графиков движения, уход с запланированного маршрута, отказы оборудования);

· проведение управляющих воздействий диспетчера по регулированию транспортных процессов (изменение интервалов движения, переключения на другой маршрут, изменение режимов движения, оформление сходов по причинам и восстановление контроля движения, изменение наряда, и т.д.);

· обеспечение речевой связи диспетчера с водителями транспортных средств; запись в компьютерную базу данных переговоров в эфире и воспроизведение за любой прошедший период времени;

· визуальное отображение местоположения транспортных средств на видеограмме города, региона или на схеме маршрута движения в реальном масштабе времени; запись информации о движении транспортных средств в компьютерную базу данных и воспроизведение по запросу записанного движения транспортных средств за любой прошедший период времени с визуальным отображением на электронной видеограмме;

· информирование пассажиров о движении транспортных средств путем вывода информации на остановочные табло в реальном масштабе времени;

· автоматизированное определение мест возникновения дорожно-транспортных происшествий, чрезвычайных и критических ситуаций, эффективная организация мобилизационных мероприятий с визуализацией на электронной карте местоположения и движения отдельных или групп транспортных средств.

Формирование отчетных данных о работе системы:

· формирование отчетных данных о выполненной транспортной работе, работе водителей, работе транспортных средств (дневные, вечерние и ночные; регулярность выполнения рейсов; пробег общий и линейный; время работы общее и на линии; простои);

· получение отчетных данных о работе диспетчеров системы (переговоры диспетчеров с водителями транспортных средств, проведение управляющих воздействий при регулировании движения).

3.6.3 Варианты состава основных радиотехнических средств системы АСУ-НАВИГАЦИЯ

Устройства подвижных единиц (УПЕ) - мобильные комплекты, устанавливаемые на транспортные средства. Варианты состава основных радиотехнических средств системы АСУ-НАВИГАЦИЯ представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Варианты состава основных радиотехнических средств системы АСУ-НАВИГАЦИЯ.

1) УПЕ-1 - радиометка (транспондер RFID) передает информацию устройству контрольного пункта (УКП) о проследования транспортного средства мимо специально оборудованного контрольного пункта УКП-1 в радиусе 50-100 м (нет функции голосовой связи)	Недорогой бортовой блок локальной навигации
2) УПЕ-2 (на основе использования спутниковой навигации) - передает по запросу центральной диспетчерской станции спутниковую навигации о местоположении транспортного средства в любой точке маршрута и обеспечивает возможность переговоров водителей и диспетчеров в любой точке маршрута в радиусе до 35 км, в зависимости от типа применяемой радиостанции; включает: УКВ-радиостанцию, контроллер, модем, приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS или GPS	Полнофункциональный спутниковый навигационный блок на УКВ-радиосвязи
3) УПЕ-3 (на основе использования спутниковой навигации и сотовой связи) - передает в диспетчерский центр спутниковую навигации о местоположении транспортного средства в любой точке маршрута и обеспечивает возможность переговоров водителей и диспетчеров в любой точке маршрута в зоне покрытия GSM / CDMA; имеет возможности обмена текстовыми сообщениями; включает: GSM / CDMA-терминал, контроллер, приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS или GPS	Полнофункциональный спутниковый навигационный блок на сотовой связи стандартов GSM (GPRS, SMS) / CDMA
4) УПЕ-4 ("черный ящик") - записывает трассу движения по данным спутниковой навигации, выгружает информацию при заезде в парк или в определенных местах, оборудованных модемом-считывателем	Спутниковый навигационный блок режима off-line

Принимаем для дальнейшего рассмотрения второй вариант, как современный и относительно недорогой. Первый вариант не используем, поскольку контрольные пункты используются в системах АСУ Интервал-2 и АСДУ-А/М. Третий вариант очень дорогостоящий. А в четвертом варианте отсутствует возможность оперативного контроля.

3.6.4 Электронные остановочные табло пассажиров

На информационном табло пассажиров в реальном масштабе времени непрерывно с интервалом не более одной минуты отражается информация из вычислительного комплекса автоматизированной системы управления транспортом о фактическом времени прибытия на данную остановку очередного автобуса (троллейбуса, трамвая).

3.6.5 Возможности системы АСУ-НАВИГАЦИЯ

Внедрение АСУ-Навигация в крупных городах позволяет:

· обеспечить полный, непрерывный контроль и прозрачность работы транспортного оператора, выполняющего городской заказ;

· повысить эффективность и оперативность работы диспетчерских служб за счет автоматизации ручных процедур и использования современных телекоммуникационных технологий, в том числе и электронной карты города;

· повысить рентабельность транспортного комплекса и эффективность использования подвижного состава за счет сокращения непроизводительных пробегов, сокращения времени простоя и увеличения машино-часов на линии, сокращения затрат на содержание диспетчеров конечных станций;

· повысить точность и регулярность движения транспорта: сегодня фактическое выполнение плановых заданий в таких системах достигает уровня 98 процентов, нарушения линейной дисциплины водителями сокращаются на 30 - 35 процентов; в результате количество жалоб со стороны пассажиров на нерегулярность движения снижается на 35-40 процентов;

· значительно расширить возможности информирования населения о фактическом прибытии транспорта: с помощью информационных табло, устанавливаемых на крупных остановочных узлах, через мобильные сотовые телефоны (о фактическом прибытии транспорта на каждую остановку), в сети Интернет;

· повысить безопасность пассажиров во время поездки (контролируя обстановку в салоне водитель имеет возможность передать срочную информацию диспетчеру о критических и криминальных ситуациях) и на остановках (с помощью видеокамеры, вмонтированной в остановочное информационное табло).

Важнейшими функциями АСУ-Навигация являются:

- объективный независимый инструментальный учет работы пассажирского транспорта всех перевозчиков, независимо от их организационно-правовой формы и формы собственности;

- оперативное регулирование при любых сбоях в работе транспорта; оперативное информирование руководителей транспорта и административных органов.

Система дает возможности эффективного управления транспортом в чрезвычайных и критических ситуациях, а также при проведении плановых массовых мероприятий (праздники и юбилейные данные), специальных мероприятий.

Вся применяемая радиотехническая и навигационная аппаратура имеет Российские сертификаты соответствия. Основные технические и технологические решения отрабатывались при внедрении систем в городах Брянск, Краснодар, Сочи, Новокузнецк, Волгоград, Волжский, Сургут, Нижневартовск, Владимир, Орел, Саратов, Ярославль, Архангельск, Кемерово, Петрозаводск, Смоленск, Саратов (городские и междугородние автобусы), Москва (для 5-ти парков).

Схема информационного взаимодействия радионавигационной системы диспетчерского управления пассажирским транспортом АСУ- Навигация представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 Схема информационного взаимодействия радионавигационной системы диспетчерского управления пассажирским транспортом АСУ- Навигация.

3.7 Модернизированная система АСУ Интервал-2

В связи с моральным и физическим износом системы АСУ Интервал-2, отсутствием запасных частей и оборудования для ремонта назрела необходимость ее модернизации.

В декабре 2005 года прошло апробирование опытных образцов оборудования, изготавливаемого на УП “Лёс” в городе Орша, основанных на использовании радиосвязи.

Принцип действия аналогичен существующей системе АСУ Интервал-2, но без использования проводных линий связи.

В состав оборудования входит:

- радиостанция “Роса”, расположенная на ЦДС, с радиусом действия до 20 км;

- контрольные пункты, оборудованные радиостанцией “Роса”, КП может устанавливаться в закрытых помещениях с обеспечением электропитанием;

- подвижные единицы оборудуются “радиомаячками”, устанавливаемыми в кабине водителя, радиус действия 100-150 метров до КП.

Для отметки на КП водителю необходимо нажать кнопку на маячке. Сигнал поступает на КП, затем на ЦДС, где на рабочем месте оператора появляется информация в режиме реального времени. Программное обеспечение разработано в Витебском КИВР и позволяет осуществить контроль за движением автобусов как в режиме реального времени, таки с заданной периодичностью. Получаемая итоговая информация позволяет производить автоматизированную обработку путевого листа в полном объеме (расчет топлива и заработной платы).

Пробная экспериментальная эксплуатация в городе Витебске по отзывам работников ЦДС показала надежную работу оборудования и заслужила положительной оценки. Руководством принято решение о переводе АСУ Интервал-2 на новое оборудование. В настоящее время заводом УП “Лёс” проводится сертификация оборудования и подготовка его к производству.

Ориентировочная стоимость оборудования:

- радиостанция на ЦДС - 1,5 млн. руб.;

- оборудование контрольного пункта - 2,5 млн. руб.;

- оборудование подвижной единицы (маячок) - 200 тыс. руб.

Цены приведены без НДС. Стоимость программного обеспечения пока не определена.

Возможна модернизация существующей системы АСУ Интервал-2 в городе Гомеле и организация контроля за движением всех видов городского пассажирского транспорта через единую ЦДС.

Преимуществами являются:

1) полностью белорусское оборудование и возможность его обслуживания и ремонта с привлечением специалистов завода-изготовителя;

2) отсутствие проводных линий связи, что снижает эксплуатационные затраты и повышает надежность работы системы;

3) относительно небольшая стоимость оборудования;

4) наличие обученного персонала ЦДС в системе существующей АСУ Интервал-2, так как нет принципиальных отличий в работе после модернизации.

Схема информационного взаимодействия модернизированной системы АСУ Интервал-2 представлена на рисунке 3.3.



Рисунок 3.3 Схема информационного взаимодействия модернизированной системы АСУ Интервал-2.

3.8 Система диспетчеризации городского транспорта (СДГТ)

Система диспетчеризации городского транспорта (СДГТ) создается в городе Одесса для повышения качества, оперативности и обоснованности принимаемых решений, для объективного контроля за движением городского транспорта и информационного обслуживания служб управления городским транспортом.

Структурно система ориентирована на службы, заинтересованные в оперативном слежении за подвижными объектами общественного городского автобусного, трамвайного, троллейбусного, специального транспорта.

Особенностью данной системы должны стать: высокая надежность, непрерывность работы, повышенная точность контроля за соблюдением графика движения.

Основной критерий выбора варианта системы базировался на минимальной стоимости оборудования, эксплуатационных затратах, высокой надежности, эффективности и быстрой окупаемости.

Предпроектные исследования движения городского маршрутного транспорта проводились с помощью комплектов аппаратуры “GPS-Logbook” и “GSM-GPS-Logger”, используемых в коммерческих задачах.

Комплект аппаратуры “GPS-Logbook” состоит из GPS-прибора и контроллера для записи данных местоположения транспортного средства (ТС). Контроллер имеет специальное программное обеспечение для настройки параметров функционирования.

Комплект аппаратуры “GPS-Logbook” устанавливался на транспортные средства для получения данных реального движения на маршруте. Обработка данных проводилась после снятия комплекта аппаратуры с транспортного средства.

Комплект аппаратуры “GSM-GPS-Logger” состоит из GPS-прибора, контроллера, GSM-модема для передачи данных местоположения в реальном масштабе времени на диспетчерский центр. Комплект аппаратуры диспетчерского центра состоит из контроллера, GSM-модема для приема данных местоположения в реальном масштабе времени.

Анализ данных движения ТС проводился с помощью программного комплекса ESRI ArcView 3.2a с расширениями ArcView Tracking Analyst и ArcView Network Analyst с использованием цифровой карты М 1:5000 города.

Обработка и анализ данных показал:

высокую стабильность графика прохождения маршрута ТС;

целесообразность контроля местонахождения ТС не в реальном времени, а в нескольких контрольных точках маршрута, по которым моделируется реальное местонахождение ТС на маршруте;

неэффективность массового использования комплектов аппаратуры “GPS-Logbook” и “GSM-GPS-Logger” по эксплуатационным и экономическим критериям;

высокую точность цифровой карты маршрутов движения ТС.

Для системы диспетчеризации городского транспорта был выбран вариант, основанный на контроле прохождения транспортных средств определенных пунктов на маршруте движения, получивших название “пикет”.

Структурно система состоит из следующих подсистем:

мобильного комплекта (МК);

стационарного комплекта (СК, “пикет”);

среды передачи данных (СПД), включающей в свой состав частотные ресурсы, телефонные каналы, ретрансляторы радиоканалов, и др.;

диспетчерского центра (ДЦ), включающего в свой состав АРМ в локальной вычислительной сети (ЛВС) заказчика, роутер (Р) для обработки информации, поступающей от “пикетов”, специализированное программное обеспечение (СПО), обеспечивающее подготовку отчетных документов работы городского транспорта.

Мобильный комплект обеспечивает связь с ДЦ через пикет по среде передачи данных. Связь с пикетом реализуется по маломощному радиоканалу.

Стационарный комплект (СК, “пикет”) обеспечивает прием данных от находящихся в зоне регистрации ТС, обработку информации и передачи ее по среде передачи данных на диспетчерский центр.

Диспетчерский центр, функционирует на АРМ, подключенном к локальной вычислительной сети, роутера; специализированное программное обеспечение, обеспечивающее подготовку отчетных документов работы городского транспорта.

Система обеспечивает, выполнение следующих функций:

проведение анализа эффективности работы транспортных средств;

получение в автоматизированном режиме протоколов движения транспортных средств, отчетов и т.д;

предоставления информации для принятия управленческих решений по вопросам эксплуатации городского транспорта.

Система должна обеспечивать:

общее количество контролируемого подвижного транспорта в системе - не более 5000 единиц;

количество точек контроля (пикетов) в системе - не более 250;

автоматический сбор информации круглосуточно.

Диспетчерский центр может быть расположен в любой точке города.

Пикеты располагаются в светофорных объектах.

Базовая станция диспетчерского центра обеспечивает сбор информации с “пикетов”, хранение принятой информации не менее 30 дней с момента события в оперативном архиве и 1 год в архиве на CD дисках, круглосуточную автоматическую работу, нормальное функционирование при нештатном отключении и последующем восстановлении питания комплекса.

Система диспетчеризации городского транспорта будет способствовать решению трех групп задач:

1) управление инфраструктурой и ее развитие;

2) управление парком подвижных средств и логистика;

3) управление движением.

При развитии системы по этим трем направлениям станут возможны решения задач моделирования, использующие данные всех трех групп, задачи конкурентного анализа с учетом демографии, задачи взаимодействия с другими видами транспорта, задачи планирования и анализа маршрутной сети, диспетчеризации, слежением за ТС, увязка расписаний с другими видами транспорта, описи оборудования на остановках и конечных пунктах, поддержка эксплуатации систем энергоснабжения, сигнализации и связи, составление и анализ отчетов по ДТП, демографический анализ, анализ пассажиропотоков и реструктурирование маршрутов.

Важной особенностью системы в этих применениях является то, что во всех них используется единая программная и информационная основа ГИС, относительно мало зависящая от аппаратных средств.

3.9 Система контроля перемещения транспорта на базе GPS - Шкипер

3.9.1 Общие сведения

ШКИПЕР - современная система регистрации перемещений. С заданным интервалом времени или по запросу диспетчера ШКИПЕР вычисляет координаты и скорость автомобиля, чтобы передать их в центр мониторинга или сохранить в собственной карте памяти. Данные о маршруте применяются для последующего отображения на цифровой карте полной трассы движения или для её компьютерной обработки.

Карта памяти комплекса имеет размер небольшой почтовой марки и позволяет накапливать информацию многие месяцы. По завершению маршрута карта памяти извлекается и обрабатывается на компьютере, а на ее место может быть установлена другая для продолжения движения. На одной карте можно разместить данные о движении за многие месяцы.

В зоне действия GSM/GPRS возможен оперативный обмен с системой Шкипер. Кроме информации о положении и скорости могут передаваться сигналы срабатывания датчиков или нажатия тревожной кнопки. Оператор удаленно может подать команды включения или отключения бортовых систем, общаться с водителем, оперативно передавать ему требования об изменении маршрута.

Компактный электронный модуль системы ШКИПЕР устанавливается в автомобиле. Выносные антенны закрепляются в неэкранированной части кабины. Контакт для установки миниатюрных карт электронной памяти располагается в доступном месте.

Области применения системы ШКИПЕР включают:

· международные автоперевозки;

· коммунальный автотранспорт;

· маршрутные такси;

· технологические автоперевозки;

· системы охраны автомобилей.

Дополнительно ШКИПЕР может регистрировать время и место включения-отключения зажигания, извлечения-вставления карты памяти, других событий, представленных релейными сигналами, а также может обработать один аналоговый датчик, например, для оценки уровня топлива в баке. В систему по запросу может быть включен контроль температуры топлива или введено информационное табло для водителя.

Что дает обработка данных, накопленных комплексом ШКИПЕР?

· обнаружение отклонений от установленных маршрутов следования;

· анализ скоростных характеристик движения и пройденного пути;

· определение по времени стоянок в местах обслуживания скрытых резервов повышения производительности;

· оптимизацию маршрутов транспорта;

· контроль продолжительности рабочего дня водителей и времени использования автотранспорта;

· оперативный контроль состава автомобилей в смене;

· контроль соблюдения водителями заданных адресов погрузки/выгрузки;

· учет результатов работы смены нарастающим итогом;

· учет количества рейсов каждого водителя для начисления заработной платы;

· выявление простоев и неравномерности движения;

· оперативная связь с водителем;

· ликвидация разногласий между Заказчиком и Грузоперевозчиком;

· возможность проводить соответствующие пробегу списания ГСМ;

· планирование технического обслуживания по каждому автомобилю.

Блочная архитектура электронного модуля ШКИПЕР позволяет применять его в разных конфигурациях, например, только для накопления журналов движения с отложенным контролем (без встроенного сотового модема) или только для оперативного обмена с центром мониторинга (без карты памяти). Входящая в комплект поставки прибора внешняя карта памяти является чрезвычайно удобным средством сбора и передачи результатов движения.

Вложения в ШКИПЕР в средней транспортной компании окупаются менее чем за год только за счет 10% экономии топлива.

3.9.2 Комплекс для учета перемещения автобусов

Разработанный и поставляемый Rainbow Technologies технический комплекс обеспечивает достоверность учета и улучшение ритмичности перевозок, упрощает контроль работы персонала, повышает производительность труда, а также предоставляет информацию для планирования производственной деятельности.

В состав комплекса входят:

· идентификаторы автобусов;

· персональные карты водителей;

· регистраторы (со средствами связи или без них);

· автоматизированные рабочие места персонала (АРМ);

· база данных комплекса.

Персональная карта водителя представляет собой электронную микросхему DS1994 типа iButton размещенную на брелке или пластиковой карте. Данная микросхема обладает уникальным регистрационным номером 64 бита, энергонезависимой памятью 4 Кбит и встроенными часами. Карта является индивидуальной принадлежностью водителя, а не автобуса.

Идентификатором автобуса является электронный прибор, стационарно установленный в автобусе и получающий электропитание от его бортовой сети, имеющий беспроводный интерфейс для регистрации в ходе движения, а также контактный интерфейс для считывания персональных карт водителя. Идентификатор устанавливается в автобусе так, что водителю доступно только контактное приспособление для считывания персональных карт с соответствующей индикацией.

Регистраторы устанавливаются в согласованных местах по ходу движения для фиксации проезда автобусов, оснащенных идентификаторами. Регистраторы могут иметь проводной или беспроводной интерфейсы. В качестве беспроводного интерфейса могут применяться сертифицированные радио или сотовые модемы.

АРМ персонала представляют собой оборудованные компьютером рабочие места, которые предназначены для выполнения служебных операций, состав которых представлен ниже.

База данных комплекса хранит всю информацию о запланированных и фактически выполненных маршрутах для последующего анализа. База данных хранит информацию обо всех автобусах (государственные номера, а также прикладные сведения по желанию заказчика), установленных на них идентификаторах, а также обо всех водителях и номерах выданных им персональных карточек.

3.9.3 Принцип функционирования комплекса

В память персональной карты водителя перед выходом на маршрут заносится следующая информация:

- номер автобуса, на котором водитель будет работать текущие сутки;

- план рейсов, включая номера маршрутов в последовательности их исполнения и планируемое время нахождения на каждом маршруте.

План рейсов для каждого водителя формируется на основе путевого листа, имеющегося в завершенном виде у диспетчера автопарка перед выходом автобусов на маршрут. Путевой лист в электронном виде передается в АРМ диспетчера.

Перед началом маршрута водитель устанавливает подготовленную диспетчером персональную карту в контактное устройство Идентификатора, после чего вся информация из нее становится доступна Идентификатору.

Регистраторы установлены по маршрутам следования и обеспечены электропитанием. Оснащенные Идентификаторами автобусы движутся по фиксированным маршрутам, в отдельных точках которых установлены Регистраторы. Взаимодействие Регистратора с Идентификатором осуществляется на расстоянии. При проезде автобуса в зоне действия Регистратора, последний обнаруживает Идентификатор автобуса в движении, после чего информация о времени регистрации и номере Регистратора фиксируется в персональной карте водителя, постоянно подсоединенной к Идентификатору автобуса во время движения. После завершения маршрута персональная карта водителя предъявляется диспетчеру автопарка, и с нее считываются все записи о регистрациях по маршруту. Далее маршрут распознается программным обеспечением комплекса и переносится в базу данных.

Сохранение плана маршрута в персональной карте водителя во время движения позволяет решать еще одну задачу. Некоторые Регистраторы по маршруту могут быть средствами связи подключены к АРМ тех организаций, которые заказывают рейсы автобусному парку. В этом случае сведения о номерах автобусов и выполняемых маршрутах поступают непосредственно заказчику сразу же после проезда автобусов возле Регистраторов. Таким образом, система обслуживает независимо и одновременно и интересы заказчика, и интересы автопредприятия.

Побочные следствия внедрения:

· В комплексе находится и всегда может быть оперативно получена информация о том, какие автобусы находятся в парке, и какие выехали на маршрут.

· Соблюдение последовательности действий “техническое освидетельствование - получение путевого листа - выезд на маршрут ” регистрируется электронным способом во времени, так что все задержки в этой процедуре будут отражаться в журналах системы вне зависимости от субъективных факторов.

· Использование персональных карт водителей с памятью позволяет создать два канала получения информации о маршруте: заказчик/арендатор получает информацию с установленных возле его помещений Регистраторов, оборудованных средствами связи. Подрядчик в лице автопарка получает информацию из персональных карт водителей после завершения маршрута.

· Система может быть распространена на любые маршруты без применения Регистраторов со средствами связи.

· Внедрение персональных карт водителей создает предпосылки для внедрения других автоматизированных систем, например, она может быть сопряжена с сетевой СКД SMART GUARD, которая позволяет фиксировать время прихода на работу и ухода с нее всех сотрудников автопредприятия.

Ожидаемые результаты внедрения:

· обнаружение отклонений от установленных графиков маршрутов следования;

· анализ скоростных характеристик движения и пройденного пути;

· определение скрытых резервов повышения производительности;

· оптимизацию маршрутов транспорта;

· контроль продолжительности рабочего дня водителей и времени использования автотранспорта.

Схема информационного взаимодействия системы контроля за перемещением транспорта на базе GPS - Шкипер представлена на рисунке 3.4.



Рисунок 3.4 Схема информационного взаимодействия системы контроля за перемещением транспорта на базе GPS - Шкипер.

3.10 Прочие АСДУ, применяемые в странах СНГ

Одной из полуавтоматизированных систем контроля и управления движением является система "Дистон". Она предназначена для связи диспетчеров ЦДС с водителями маршрутных автобусов и состоит из усилительных, коммутативных устройств, катушек индуктивности и проводной линии связи. В ЦДС устанавливают шкаф связи и пульт управления, обеспечивающие связь с контрольными пунктами на маршрутах, которые размещаются на конечных и некоторых промежуточных остановках. Такая система позволяет сократить число линейных диспетчеров, оперативно устранять отклонения от расписания движения автобусов, снизить наполнение автобусов в часы пик, рационально распределять автобусы по маршрутам, улучшить качество и культуру обслуживания пассажиров.

Передача информации с помощью электрической составляющей электромагнитного поля реализована в системе НЭЖАН, разработанной конструкторским бюро "Трансавтоматика" (г.Нальчик). Система предназначена для контроля и оперативного управления движением городских и пригородных автобусов в средних и малых городах с населением до 500 тысяч человек.

В процессе функционирования система обеспечивает двустороннюю телефонную связь водителей автобусов с диспетчерами ЦДС, принимает и запоминает отметки (гаражные номера) от ПЕ, формирует и передаёт водителям подтверждение приёма отметки, выдаёт на экраны дисплеев диспетчерских пультов знак и величину отклонения от заданного расписания любого автобуса, находящегося на маршруте. Кроме оперативного диспетчерского управления система обеспечивает ежедневную статистическую обработку результатов работы пассажирского транспорта за сутки с регистрацией этих данных на перфоленте и распечатке отчётных, суточных документов на бланке. Система может обслуживать 54 КП при максимальном удалении любого из них от ЦДС до 15 км. Наибольшее количество автобусов, находящихся на маршрутах, не должно превышать 300 единиц. К недостатком системы НЭЖАН можно отнести следующее:

- из процесса контроля движения водитель полностью не исключён, так как съём информации с ПЕ является полуавтоматическим;

- информация на КП может считываться только с одной ПЕ, что не позволяет использовать систему на крупных пассажирообразующих пунктах;

- для передачи дискретной информации "УКП - ЭВМ" и речевой связи "водитель-диспетчер" используются две некоммутируемые линии связи НС;

- область применения системы ограничена движением автобусов, никакой связи с технической службой АТП нет. В системе НЭЖАН-300 впервые была реализована возможность оперативного введения допуска по инициативе диспетчера с учетом конкретных условий. Разумеется, такие действия диспетчера должны быть строго регламентированы и фиксироваться в компьютерном отчете о его работе.

НИИ “Мосгортранс” разработало АСУ АП "Рейс". Работа системы основана на оперативном контроле местоположения автобусов и управление их движением, которые осуществляются путём периодической передачи цифровых данных с ПЕ в ЦУ, обработки их в ЭВМ и передачи управляющих сигналов на ПЕ. Для определения координат ПЕ (для их привязки к соответствующим точкам маршрутов) используются радиомаяки - ответчики, располагаемые вдоль маршрутов. По функциональным и техническим характеристикам данная система полностью соответствует требованиям АСУ АП второго поколения, однако стоимость оборудования, особенно устанавливаемого на ПЕ, в 8-10 раз превышает стоимость подобных серийных средств ПЕ, что является существенным недостатком.

Характеристика приведенных АСДУ представим в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Характеристика АСДУ.

Системы	Показатели
	Обслуживаемое кол-во ПЕ	Принцип контроля за движением	Режимы сбора информации и управления	Основные используемые технические средства
"Дистон"	до 250	Через УКП, оборудованные индуктивными датчиками связи с подвижным составом. Датчики соединены с ЦДС телефонными каналами.	Полуавтоматический, ручной	Индуктивные датчики, средства оргтехники
НЭЖАН	250-600		Автоматический, полуавтоматический	Индуктивные датчики или УКВ-радиостанции, УКП и УПЕ,
АСДУ-А	600-1000
АСУ “Рейс”	свыше 1000	Избирательная периодическая радиосвязь	Автоматический, сочетание автоматического с полуавтоматическим	Двухканальные мобильные и стационарные УКВ-радиостанции, ЭВМ
АСУ Интервал-2	свыше 1000	Передача сигнала о прохождении УКП подвижной единицей с использованием УКВ-связи	Полуавтоматический	Радиостанции на КП и ЦДС, радиомаячки на ПЕ
АСУ-Навигация	до 5000	Получение со спутников GPS координаты ПЕ на местности и передача ее в ЦДС с использованием УКВ-связи	Автоматический	УКВ-радиостанция, контроллер, модем, приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS
Системы	Показатели
	Обслуживаемое кол-во ПЕ	Принцип контроля за движением	Режимы сбора информации и управления	Основные используемые технические средства
Шкипер	свыше 1000	Получение со спутников GPS координаты ПЕ на местности и передача ее в ЦДС с использованием сотовой связи	Автоматический	Комплект (модуль), устанавливаемый на ПЕ, регистраторы

3.11 Разработка вариантов АСУ городским маршрутизированным транспортом

При создании единой диспетчерской системы управления движением пассажирского транспорта предлагаются четыре варианта: