УДК 625.7/.8

Автоматическая дорожная метеорологическая станция (АДМС) в интеллектуальных транспортных системах (ИТС)

Геллер Максим Андреевич – магистрант кафедры «Автоматизированные системы управления» Московского автомобильно-дорожного технического университета.

Максимычев Олег Игоревич – доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизированные системы управления», Московского автомобильно-дорожного технического университета.

Аннотация. В статье рассматриваются перспективы развития интеллектуальной транспортной системы в управлении дорожно-транспортным движением в России. Анализируется влияние автоматических дорожных метеостанций (АДМС), в качестве одного из элементов ИТС, на повышение функционирования всей системы. Сделан вывод, что применение АДМС приводит к решению одной из главных задач по управлению дорожно-транспортным движением - обеспечение безопасности дорожного движения и качественного содержания дорог в надлежащем состоянии.

Ключевые слова: Автоматическая дорожная метеорологическая станция (АДМС), Интеллектуальная транспортная система (ИТС), автомобильная сеть, дорожное покрытие, метеорологические датчики, неудовлетворительное состояние дорожного покрытия, безопасное дорожное движение.

Интеллектуальные системы управления дорожным движением и объектами транспортной инфраструктуры возникли в 20-м веке и начали быстро распространяться по всему миру.

Одной из первых стран, применившей эти новации стала Япония, установившая придорожные датчики и маячки вдоль дорог, информация с которых стала передаваться в центр управления дорожного транспорта, а затем от него поступала на навигаторы водителей. В США для систем управления транспортом уже несколько десятков лет используется стандарт DSRS - беспроводной канал связи, а для прогнозирования метеоусловий и состояния дороги используется АДМС.

Эта тема является актуальной и для России. Правительство Российской Федерации с особым вниманием отнеслось к претворению этой идеи в жизнь, и поэтому 7 мая 2018 года, в соответствии с Указом Президента РФ В. В. Путина - №204 «О национальных целях и стратегиях период до 2024 года»[1], вступил в силу государственный национальный проект "Безопасные и качественные дороги", одним из ключевых моментов которого является внедрение интеллектуальных систем управления в дорожное движение и объекты транспортной инфраструктуры. Поэтому в соответствии с распоряжением от 8 декабря 2023 года №3500-р на реализацию внедрения ИТС в инфраструктуру дорожных сетей страны правительством РФ было выделено 285 млн. рублей[2].

Отдельные элементы российской интеллектуальной транспортной системы (РИТС) впервые появились в РФ в Москве в 2011 году[3]. И постепенно распространяются по всей территории страны.

Основной функцией ИТС является управление дорожным движением и транспортными средствами. Эта функция должна быть реализована с помощью таких мероприятий, как: слежение за метеоусловиями и состоянием дорог; сбор, анализ и обмен информацией между соответствующими дорожно-коммунальными службами; быстрое реагирование на различные ситуации на дорогах, в том числе и на погодные; принятие мер для повышения безопасности дорожного движения. Один из вариантов структурной схемы будущей РИТС представлен на рисунке 1: на нем все данные от элементов ИТС должны непрерывно поступать непосредственно в центр управления и контроля ИТС, оперативно анализироваться, собираться в базы данных, затем передаваться в центр управления коммунального дорожного хозяйства и рассылаться с помощью Интернет-уведомлений на личные мобильные устройства водителей.

Рисунок 1. Структурная схема ИТС

Для оперативного обмена данными между всеми подсистемами ИТС (дорожные видеокамеры, АДМС, паркоматы, центр управления и контроля дорожным хозяйством и т.д.) необходимо разработать единый программно-аппаратный комплекс для интеллектуальной транспортной системы - интеграционную платформу.

Одной из главных задач, стоящих перед ИТС является принятие мер по обеспечению безопасности дорожного движения и содержанию дорог в надлежащем эксплуатационном состоянии [4].

Особую опасность для дорожного движения представляет неудовлетворительное состояние дорог. К ней приводят такие погодные явления, как туман, осадки в виде дождя и снега. Повышенную опасность в зимнее время представляют все виды ледяных, снежных и снежно-ледяных образований на проезжей дорожной части [5].

В решении проблемы безопасности дорожного движения и содержания дорог в надлежащем состоянии особую роль занимает слежение за метеоусловиями и состоянием дорог, в соответствии с требованиями ГОСТов, осуществляемых АДМС. Автоматическая дорожная метеостанция представляет собой периферийное устройство, состоящее из центрального процессора, набора метеорологических и дорожных датчиков.

Сбор информации, непрерывно поступающей от АДМС, происходит в режиме реального времени и поступает на специальный сервер, доступ к которому имеют специальные дорожные службы. Связь может осуществляться через проводные или беспроводные каналы связи и зависит, прежде всего, от финансовых возможностей региона, и его природного, природно-искусственного и искусственного ландшафта. Но все АДМС обязательно комплектуются аккумуляторами резервного питания на случай аварийного отключения электричества от постоянного источника питания.

Таблица 1. «Требования к датчикам, устанавливаемым на все АДМС»

Наименование датчика	Диапазоны измерения, не менее	Абсолютная точность измерения, не менее
Датчик скорости ветра	0,5 – 35	±0,2
Датчик направления ветра	0 – 360	±5
Датчик t воздуха °C	-40° – +60°	±0,2
Датчик относительной влажности воздуха	0 – 100	±3
Датчик состояния дорожного покрытия

Так как все данные, передаваемые автоматическими дорожными метеостанциями, должны передаваться в реальном времени, в бесперебойном режиме.

Установка АДМС происходит в непосредственной близости к дорожному полотну. В состав оборудования входит определенный набор метеодатчиков, критерии измерения которых регламентированы ОДМ [6]. Выбор датчиков зависит от таких же факторов, как и при выборе канала связи. Но существует список датчиков, которые подлежат установке в обязательном порядке на все АДМС: датчики скорости и направления ветра, датчик определения температуры воздуха, датчики относительной влажности и определения состояния дорожного покрытия (таблица 1). Особую значимость имеют датчики дорожного покрытия, с помощью которых измеряется толщина слоя воды, снега, льда.

По данным МВД РФ за 9 месяцев 2021 года в России произошло около 34 691 дорожно-транспортных происшествий [7], в 2022 году их было зарегистрировано 28 147 [8], а в 2023 - 28 942 аварий [9]. Все они произошли из-за неудовлетворительного эксплуатационного состояния дорог, одной из причин которых были неблагоприятные погодные условия. Рассматривая динамику происшедших ДТП, можно прийти к выводу, что с внедрением элементов ИТС в Российскую инфраструктуру дорожного движения, идет тенденция к снижению аварийности и значительное повышение безопасности дорожного движения.

Рисунок 2. Количество ДТП в России из-за неудовлетворительного эксплуатационного состояния дорог за 9 месяцев в 2021, 2022, 2023 годах

Поэтому своевременное предупреждение от РИТС о возникающей опасности на дорогах водителей и соответствующих дорожно-коммунальных служб поможет избежать возможных негативных последствий.

Дорожные трассы в России не везде оборудованы АДМС. В соответствии с вышеизложенными фактами, установка существующих автоматических дорожных метеорологических станций и разработка новых очень актуальна для нашей страны. Ведь протяженность автомобильных дорог в РФ превышает уже 1,5 млн. километров и продолжает увеличиваться [10]. На установку АДМС на всей протяженности автомобильно-транспортной сети понадобится значительное вложение бюджетных средств.

В настоящее время в России разрабатывается российская интеллектуальная транспортная система (РИТС). Одним из элементов которых является АДМС. Только в случаи увеличение сети АДМС, которая осуществляет сбор и передачу информации о состоянии дороги и метеоусловиях, будет повышаться безопасность движения на дорогах, а сами дороги будут содержаться в надлежащем состоянии. Следовательно, АДМС является одной из неотъемлемых частей ИТС, способствующей эффективному управлению дорожно-транспортной инфраструктуры.

Список литературы

1. https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_297432/
2. http://static.government.ru/media/files/fMKDMlA99Cfz0vfhHg87HfTjY49MKkBX.pdf
3. https://www.tadviser.ru/index.php/Статья: Городские_и_региональные_ИТС
4. ГОСТ Р 50597-2017
5. ГОСТ 33181-2014. «Межгосударственный стандарт. Дороги автомобильные общего пользования. Требования к уровню зимнего содержания» (введен в действие Приказом Росстандарта от 11.08.2015 N 1121-ст)
6. ОДМ 218.8.001-2009 Методические рекомендации по специализированному гидрометеорологическому обеспечению дорожного хозяйства
7. https://media.mvd.ru/files/embed/2256058
8. https://media.mvd.ru/files/embed/4605723
9. https://media.mvd.ru/files/embed/4994528
10. https://rosavtodor.gov.ru/press-center/news/653971