Американский стандарт интеллектуальных транспортных систем U.S. Dot ITS описывает весь комплекс автоматизированных систем управления транспортом.
Стандарт настолько масштабный, что уместить его описание в один или даже два поста нереально.
Поскольку большинство описанных в ней систем — это для нас недостижимое светлое будущее, то делать этого не стоит. А вот что стоит сделать, так это рассмотреть, как это работает изнутри, какие открытия сделали неизвестные американские (о?) ИТ-специалисты, проделавшие за счет налогоплательщиков очень значительный объем работы.
Чтобы было проще, предлагаю подробнее рассмотреть одну из штатных систем, а именно автоматизированную систему управления дорожным движением (АСУД).
Тем более, что это сейчас крайне модная тема в нашей стране, где до сих пор сильны иллюзии, что компьютеры смогут заменить обычный асфальт, а, возможно, и вовсе позволят обойтись без дорог.
Основные понятия архитектуры
Требования
На следующем рисунке показаны основные элементы архитектуры и связи между ними.
Сущности, которые мы рассмотрим сегодня, окрашены в зеленый цвет. 
Нашему ИТ-специалисту удобнее всегда танцевать вокруг функциональных требований.
Как я писал ранее, американцы сформулировали все возможные требования к элементам ИТС, снабдили их атрибутами и свели в таблицы.
Я насчитал более 1400 уникальных требований.
Из них около 120 относятся к автоматизированным системам управления дорожным движением, из них только 60-70 могут быть применимы к гипотетическим российским системам.
Остальные требования относятся к наиболее экзотичным (например, автоматические полосы движения на автомагистралях или перенос дорожных знаков внутри вагона) или связаны с американской спецификой, которую вообще нереально реализовать в нашей стране (интеграция расписаний движения поездов и планов движения поездов).
координация работы светофоров на улицах города, чтобы переходы не создавали пробки).
Вот, например, как выглядят требования к подсистеме управления светофором:
- Система должна обеспечивать дистанционное управление дорожными контроллерами.
- Система должна принимать запросы на переход перекрестка от пешеходов
- Система должна обеспечивать централизованный сбор и проверку информации о рабочем состоянии дорожных контролеров.
- Система должна обеспечивать сбор информации о сбоях в работе дорожного контролера.
- Система должна позволять использовать планы координации светофоров на оборудованных перекрестках под контролем персонала ЦУП на основе данных датчиков, информации о транспортных потоках, происшествиях, запросов на приоритетный проезд спецтранспорта, данных о грузовых транспортных средствах с превышением нагрузки, информация о неисправностях оборудования, просьбах пешеходов о переходе и т. д.
Как бы то ни было, требования предъявлялись реальными людьми, и эти требования аналогичны «боевым», взятым из реальных ТЗ.
Подсистемы
В оригинале американцы используют термин «Пакеты оборудования» — определенные группы элементов оборудования, к которым предъявляются функциональные требования.Предлагаю использовать понятие «Подсистемы», которое нам ближе и роднее, а также максимально близкое по смыслу.
Подсистемы физически реализуют функциональные требования, используя аппаратное обеспечение, программное обеспечение и каналы связи.
В архитектуре имеется реестр всех перечисленных элементов и таблица связей между всеми подсистемами и элементами оборудования/программного обеспечения/сетей.
Чтобы излишне не загромождать картину, я не стал рисовать эту связь.
Ниже приведены основные подсистемы с комментариями, которые я бы рекомендовал к внедрению в нашей стране.
Некоторую «экзотику» я перечислю ниже для общего развития.
- Подсистема управления барьером.
Обеспечивает дистанционное управление шлагбаумами и другими блокирующими устройствами.
- Подсистема сбора информации о дорожном движении.
Осуществляет удаленный сбор информации с камер видеонаблюдения, детекторов дорожного движения, обработку и хранение этой информации, а также информации о дорожном движении, полученной из внешних источников.
Он также предоставляет собранную информацию внешним системам и другим автоматизированным системам управления дорожным движением.
- Подсистема экологического мониторинга.
Отслеживает погодные условия, используя информацию от ADMS, метеоцентров и соседних ATMS. Предоставляет информацию другим подсистемам для информирования участников дорожного движения и принятия решений.
- Подсистема управления шоссе.
Обеспечивает централизованный мониторинг и контроль дорожного движения на автомагистралях, включая контроль доступа к магистралям, контроль промежуточной скорости, управление развязками, полосами движения и т. д.
- Подсистема управления выделенными полосами для АТОП.
(Я выбрал здесь термин «общественный транспорт», хотя американцы используют HOV — High Occupancy Vehicle. Под этот термин могут подпадать и легковые автомобили, перевозящие несколько человек) .
Управляет движением транспорта по выделенным полосам, определяет приоритетность движения АТОП на перекрестках и фиксирует нарушения при использовании выделенных полос.
- Подсистема обнаружения инцидентов.
Выявляет инциденты и уведомляет персонал ЦУП (центра управления дорожным движением).
Дистанционно управляет дорожными детекторами, системой сбора параметров дорожного движения, что обеспечивает выявление происшествий.
Также предусмотрен прием и обработка информации об инцидентах в пунктах перевалки грузов, пунктах пропуска через границу и т.д.
- Подсистема интеграции со смежными системами управления дорожным движением.
Осуществляет интеграцию и координацию деятельности по управлению дорожным движением между региональными и местными автоматизированными системами управления дорожным движением, например, координацию работы светофоров в черте города и светофоров на региональной автомагистрали.
- Реверсивная подсистема управления полосой движения.
Осуществляет дистанционный контроль и управление реверсивными полосами путем управления реверсивными светофорами, шлагбаумами и другими средствами ограничения въезда на полосу.
- Подсистема управления светофором.
Обеспечивает возможность мониторинга и управления транспортными потоками на перекрёстках, оборудованных светофорами.
Эта возможность включает в себя анализ и обработку данных детекторов, разработку и применение планов координации на нескольких перекрестках в одном домене управления.
- Подсистема регулирования скорости.
Обеспечивает удаленный контроль скорости и управление системой предупреждения о скорости.
Измеряет скорость автомобиля и передает эту информацию в центр управления.
Он также обеспечивает уведомление регулирующих органов о случаях значительного превышения скорости.
- Подсистема распространения информации о дорожном движении.
Предоставляет информацию о пробках, дорожных условиях, перекрытиях и рекомендуемых объездах.
Обеспечивает передачу информации об инцидентах, объявлениях и другой информации в другие подсистемы, центры, средства массовой информации и т.п.
Обеспечивает отображение информации на ТПИ (переменное отображение информации), передачу информации по радиоканалу и т.п.
- Подсистема поддержки принятия решений.
Рекомендует оператору последовательность действий исходя из текущей и прогнозируемой дорожно-транспортной ситуации.
Отслеживает транспортные происшествия, специальные мероприятия, техническое обслуживание и другие события, влияющие на спрос на перевозки.
Исторические данные используются для оценки последствий действий оператора и выдачи рекомендаций.
Рекомендуемые действия могут включать переопределение планов реагирования на инциденты, перерасчет планов координации, реализацию различных стратегий контроля, ограничение доступа к автомагистралям, изменение маршрутов транзитного движения и рекомендации объездных маршрутов для автомобилистов.
После согласования с оператором рекомендаций система применяет сценарий и оборудование ЦУП предпринимает необходимые действия.
- Подсистема оценки работоспособности дорожной сети.
Измеряет параметры производительности транспортной сети и прогнозирует изменения спроса на транспорт для оптимизации транспортных потоков, управления спросом на транспорт и дорожно-транспортных происшествий.
Собирает как информацию от транспортных детекторов, так и информацию от других автоматизированных систем управления дорожным движением и связанных с ними систем, центров экологического мониторинга, логистических центров, организаторов массовых мероприятий и использует эту информацию для измерения параметров работы транспортных потоков.
Подсистема также собирает информацию о планируемых маршрутах с целью прогнозирования развития транспортной ситуации.
Стратегии планирования могут быть переданы в подсистему пользовательской информации, а также могут быть использованы для планирования будущего маршрута.
- Подсистема сбора информации о состоянии дорожной сети.
Обеспечивает сбор информации о состоянии транспортной сети региона в режиме реального времени.
Сюда входит связь и определение возможности обработки данных LATS в режиме реального времени.
Подсистема с помощью запросов к локальным СУБД собирает информацию из LASUDS, а затем распределяет эту информацию между другими системами MCC и внешними системами.
- Подсистема управления ремонтными работами.
Координирует планы работ по содержанию дорожной сети, чтобы минимизировать влияние ремонтных и эксплуатационных работ на дорожную ситуацию.
Информирует участников дорожного движения о текущих ремонтных работах путем отображения объявлений на ТПИ.
- Подсистема сбора и хранения информации о дорожном движении.
Обеспечивает хранение дорожной информации для последующего использования персоналом и для архивирования на федеральном уровне.
- Подсистема поддержки работы оборудования обеспечивает контроль работоспособности оборудования и выявление неисправностей.
Информирует оперативный персонал и передает информацию в подсистему управления ремонтными работами.
Контролируется работоспособность всего комплекса установленного оборудования.
TMC Автоматизированные операции с транспортными средствами.
Осуществляет дистанционное управление автоматизированными магистралями (по которым движется автоматизированный транспорт, «автопилот»).
Но здесь возникли трудности с переводом.
В русском языке нет адекватного термина.
TMC In-Vehicle Signing Management (Управление информацией водителя через бортовую систему отображения дорожных знаков о дорожной обстановке).
Контролирует и управляет оборудованием, передающим сигнал на включение знака в бортовой системе предупреждения о пересечении водителем зоны действия знака.
Координация управления спросом TMC. Контролирует спрос на парковки и другие платные элементы инфраструктуры для регулирования цен на эти услуги.
Поддержка эвакуации TMC. Поддерживает разработку, координацию и реализацию сценариев и стратегий управления дорожным движением во время эвакуации при стихийных бедствиях.
Стратегия разработана на основе моделирования возможного спроса на транспорт. Подсистема работает в тесной связке с аварийным центром (отдельная подсистема, не входящая в состав АСУД).
Список можно было бы продолжить, но боюсь, того, что уже перечислено, более чем достаточно, чтобы заставить задремать даже самых настойчивых читателей.
Возможно, небольшим утешением будет тот факт, что я перечислил всего 21 подсистему, но всего стандарт ITS включает 219 различных подсистем! Одно только высокоуровневое описание информационных потоков между этими подсистемами занимает 3 толстых тома мелким шрифтом, изданных американцами по неизвестным причинам.
Ведь понять эту систему, глядя на паутину связей на бумаге, в принципе невозможно.
Все подключения находятся в базе данных формата Access, приложенной к стандарту, который использовался при подготовке данной статьи.
Процессы
На самом деле в оригинале они называются Market Packages, и я ломал голову, пытаясь найти правильный перевод. В итоге я решил остановиться на слове «процесс», поскольку эти сущности группируют динамическую составляющую ИТС, а именно то, что она делает для достижения своих целей.Не буду утомлять вас перечислением процессов автоматизированной системы управления дорожным движением, так как это не добавит дополнительной ценности изложенному материалу, а лишь добавит никому не нужные страницы.
В качестве примера я приведу вам пару процессов, чтобы вы могли представить, как выглядят остальные.
Управление автомобильными дорогами.
Обеспечение регулирования дорожного движения на автомобильных дорогах.
Включает в себя различные стратегии управления, такие как ограничение доступа к шоссе, контроль скорости потока, контроль полосы движения, въезд и съезд и т. д. Включает все необходимое оборудование и программное обеспечение.
Управление выделенными полосами для ATOP. Обеспечение управления полосами движения АТОП.
Включает в себя оборудование светофорного оборудования, а также транспортных средств для обеспечения приоритетного проезда транспортных средств, отстающих от графика движения.
Бортовые системы включают в себя GPS-оборудование, дверной датчик и бортовой компьютер.
Непосредственно с процессами связаны спецификации процессов — документы, формально описывающие каждый процесс в деталях, достаточных для дальнейшей разработки программных установок или формирования требований к поставщикам.
Спецификации процесса, в свою очередь, связаны с «терминаторами».
Терминаторами являются либо конечные пользователи, либо другие (внешние) системы, с которыми взаимодействует процесс.
Для простоты я перевел этот термин как «пользователи АТКС», подразумевая под этим бизнес-роли, выполняемые людьми, ответственными за какие-либо параметры или части системы.
Краткое содержание
Итак, архитектура АСУД полностью описывает:- Функциональные требования к системе
- Используемое оборудование
- Подсистемы
- Процессы
- Роли процесса
- Внутренние и внешние информационные потоки
Я думаю, это очень красиво.
Теги: #автоматизация автомобильных дорог #архитектура больших систем #Анализ и проектирование систем
-
Корякский Язык
19 Oct, 24 -
Окружить Номером Пользователя
19 Oct, 24 -
Нейропоэт И Другие Звезды Эстрады Будущего
19 Oct, 24
