СТРУКТУРА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСДУ ПАССАЖИРСКИМ ТРАНСПОРТОМ - Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте

Автоматизированные системы диспетчерского управления пассажирским транспортом (АСДУ-ПТ) начали широко распространяться в середине 1970-х годов с целью обеспечения в первую очередь безопасной и устойчивой работы городского пассажирского транспорта общего пользования.

В их основе лежит оборудование каждого ТС специализированным устройством подвижной единицы (УПЕ), с помощью которого на КП по радио - и телефонному каналам устанавливается связь с центральной диспетчерской станцией (ЦДС). В ЦДС автоматически получаемые отметки о прохождении автобусом КП обрабатываются компьютерами, осуществляется контроль выполнения водителями расписаний и графиков движения, выработка необходимых управляющих воздействий, определение показателей планирования и учета производственно-хозяйственной деятельности предприятий (пробеги, рабочее время, зарплата и т. д.).

Рассмотрим несколько примеров внедрения автоматизированных систем диспетчерского управления автобусами (АСДУ-А), где использованы различные принципы обеспечения фиксации ТС и двусторонней связи УПЕ с ЦДС.

В 1980-х годах на базе управляющих вычислительных комплексов М-6000 Омским СКВ промышленной автоматики и специализированных электронных устройств была разработана АСДУ-А, имеющая в составе типовой набор функциональных элементов: УПЕ -- устройство ПЕ; УКП -- устройство КП; УСПО -- устройство связи с периферийными объектами.

Работа АСДУ-А переведена на управляющий вычислительный комплекс СМ-2М и внедрена в 18 крупных городах России.

Производство УВК СМ-2М заводом-изготовителем было прекращено в 1990 г., с 1992 г. практически прекращен выпуск каких-либо комплектующих и внешних устройств к этим вычислительным комплексам. По состоянию на 1996 г. все эксплуатирующиеся комплексы СМ-2М выработали свой срок амортизации, морально устарели и физически изношены. В связи с необходимостью продолжения эксплуатации АСДУ-А возникла потребность в переводе ПО центрального вычислительного комплекса системы на современные средства ВТ при условии обеспечения на период в несколько лет работы имеющегося периферийного оборудования.

Подобное положение по развитию комплексов технических средств характерно для большинства эксплуатирующихся АСДУ. При этом управление вычислительными и информационными ресурсами ориентировано на операционную систему SCO Unix версий 3.2 и 5.0, установленных на компьютерах -- файл-серверах (возможно использование Windows NT Server и др.); используется протокол обмена ЛВС Ethernet -- TCP/IP, а администрирование доступа и ведения БД по "клиент-серверной" технологии осуществляется СУБД Огас1е-7Л5.

Выбор средств ОС SCO Unix и СУБД Oracle обусловлен следующими аргументами:

    * SCO Unix-3.2 -- наиболее отлаженная, эффективная и распространенная операционная среда серверов для многозадачных многопользовательских систем реального времени с высокими требованиями по быстродействию; * СУБД Огас1е-7Л5 имеет наиболее высокий рейтинг по показателям эффективности на больших объемах информации, средствам администрирования доступа, отказоустойчивости, средствам отката и восстановления; * СУБД Oracle является многоплатформенной операционной системой, имеет программные средства обмена данными со многими базами данных других типов, в том числе DBase-подобные, Clarion, SQL-подобные и пр.; * высок уровень эффективности проектирования в СУБД Oracle средствами Case-технологии пакета Oracle Developer/2000; * существует развитая система технической поддержки и сервиса по SCO Unix и СУБД Oracle на территории России.

"АСУ-Рейс" -- еще один пример технической реализации АСДУ-А, головной образец которой в течение ряда лет успешно эксплуатируется более чем на 35 маршрутах 2-го автобусного парка Москвы, может быть охарактеризован следующим образом: каждая ТЕ оборудуется радиостанцией для связи с центром управления, одометром, приемником радиоканала ближнего радиуса действия, датчиком наполнения ТЕ, табло-пультом водителя и микропроцессорным блоком, корректирующем работу всех бортовых устройств системы, располагающихся на ТЕ.

ОМП ТЕ на маршруте осуществляется при помощи одометра и средств радиоканала ближнего радиуса действия, в которые помимо бортового приемника входит радиомаяк, устанавливаемый на маршрутной сети. При проезде ТЕ в зоне действия радиомаяка координата пути вводится по радиоканалу на ТЕ и в сумме с данными о пройденном от маяка расстоянии определяет текущую координату ТЕ на маршруте. Радиоканал ближнего радиуса действия работает на частоте 820 МГц. Для связи ТЕ с центром управления выделяются два радиоканала в диапазоне частот 300 МГц; один используется для ведения переговоров в речевой форме, а другой -- для передачи цифровой информации.

Новые возможности в совершенствовании управления городскими пассажирскими перевозками реализуются на основе современных средств информатизации, радионавигации и связи.

Во многих городах началось создание автоматизированных радионавигационных систем управления (АРНСУ) городским транспортом. Пилотные образцы таких систем под руководством Министерства транспорта РФ внедрены фирмой НПП "Транснавигация" в ряде городов России. Наметилась тенденция к интегрированным решениям систем управления пассажирским транспортом в комплексе с управлением другими видами городского транспорта -- коммунальным, дежурно-техническим и аварийно-спасательным. Разработано прикладное ПО, использующее радионавигационное оборудование и отечественные разработки в области ГИС, адаптированные к требованиям автомобильного транспорта. Ниже перечислены основные подсистемы АРНСУ:

    * подсистема информационно-технологического обеспечения -- формирование и ведение БД расписаний для маршрутов, водителей и остановок, а также графика работы ПС; * подсистема диспетчерского управления пассажирским транспортом -- контроль маршрутизированного движения, управление ПС на маршруте и по парку в целом, анализ работы и отчетность; * подсистема управления радиоканалом при речевой связи диспетчера с водителями ТС (индивидуальный режим, групповой режим, циркулярный режим) -- запись в архив БД переговоров диспетчеров и водителей; * подсистема управления видеограммой города -- вывод информации о маршрутах, местоположении и движении ТС, а также справочной информации об отображаемых ТС; * подсистема формирования отчетных форм о работе пассажирского транспорта -- отчетные формы по транспортным предприятиям, водителям и диспетчерам.

Программно-технические средства ЦДУ обеспечивают формирование и выпуск технологической документации для работы городского транспортного комплекса и контролируют выполнение заданных параметров его работы с момента выхода из парка до возвращения в парк.

Для связи ЦДУ с подвижными объектами разворачиваются базовые станции, монтируемые на радиомачтах, каждая из которых обеспечивает работу в своей оперативной зоне. Подвижные средства оснащаются бортовыми комплексами, включающими спутниковые навигационные приемники, бортовыми вычислительными устройствами для управления радиоканалом и подключения периферийных устройств, радиомодемом и УКВ-радиостанцией. В процессе работы навигационные данные в автоматическом режиме (без участия водителя) передаются через базовые станции в ЦДУ, где обрабатываются и отображаются по запросу на электронной карте города. Программные средства системы непрерывно анализируют параметры движения транспортных средств и сравнивают их с заданными. В случае возникновения отклонений система формирует соответствующие сообщения для диспетчера, который оценивает ситуацию и предпринимает адекватные действия. В случае возникновения ДТП или ЧС сигнал тревоги "SOS" в автоматическом режиме транслируется в адрес ЦДУ и дежурных подразделений служб общественной безопасности. ЦДУ производит оценку результатов работы по перевозке пассажиров и предоставляет информацию в распоряжение администрации города и руководителей транспортных предприятий.

При внедрении системы в полном объеме в масштабе города задействуются 5 -- 6 радиоканалов: 1 -- 2 для обмена данными и 4 -- речевыми сообщениями.

Сбор данных о местоположении каждой ПЕ производится с периодичностью один раз в минуту, что полностью удовлетворяет требованиям, разработанным для систем диспетчерского управления общественным транспортом. При этом предусмотрена возможность передачи экстренного сигнала тревоги с ТС, сигнала вызова на радиосвязь с задержкой приема в ЦДУ не более секунды. Водитель ТС имеет возможность проведения речевых переговоров с диспетчером или передачи формализованного сообщения в его адрес в любое время.

Бортовой комплекс ТС устанавливается в кабине водителя, обеспечивает удобное использование средств радиосвязи водителем в процессе движения и свободное считывание информации с дисплея без изменения положения тела как в дневное время при ярком солнечном свете, так и в ночное время. Бортовой комплекс имеет модульную конструкцию и предусматривает возможность наращивания функциональных возможностей за счет подключения дополнительных модулей.

Средства бортового комплекса обеспечивают также работу в режиме противоугонной системы и позволяют транслировать сигналы тревоги по различным алгоритмам в нештатных ситуациях.

Объединенный комплекс связи и обмена данными включает средства, устанавливаемые на стационарных и подвижных объектах, и использует:

    * выделенные узкополосные радиоканалы УКВ-диапазона волн; * выделенные проводные каналы и (или) широкополосные радиоканалы СВЧ-диапазона волн; * коммутируемые телефонные каналы общего пользования.

Функционирование компонентов системы обеспечивается средствами объединенного комплекса связи и обмена данными и распределенного вычислительного комплекса, сопрягаемого с соответствующими информационными системами служб общественной безопасности с помощью информационных терминалов (рис. 6.5). В составе системы применяется серийно выпускаемое оборудование, имеющее продолжительный срок службы (для импортного оборудования не менее 65000 ч) и проверенное в условиях реальной эксплуатации. Такая реализация дает возможность упростить стационарную инфраструктуру, повысить надежность системы и снизить затраты на ее эксплуатацию и общую стоимость.

Средства связи и протоколы передачи данных обеспечивают обмен речевыми сообщениями и данными в следующих режимах:

    * циркулярная передача речевых сообщений; * двусторонний обмен речевыми сообщениями; * передача данных в адрес заданного пользователя; * передача данных в адрес группы пользователей; * циркулярная передача данных; * обмен данными в режиме электронной почты; * удаленный доступ к БД; * передача информации для пассажиров с выводом информации на остановочные табло.

Вся служебная информация, передаваемая по каналам объединенного комплекса связи и обмена данными, включая речевые переговоры между диспетчерами и водителями ТС, регистрируется и хранится в ЦДУ. Внесение изменений в хранимую информацию исключается, а доступ к ней обеспечивается только для ограниченной части пользователей.

Распределенный вычислительный комплекс включает средства, устанавливаемые на стационарных и подвижных объектах, и строится на основе стандартных серийно выпускаемых технических средств и компонентов (см. рис. 6.3).

Вычислительные средства, устанавливаемые на стационарных объектах, выполняют следующие функции:

    * генерация данных, создание в автоматическом и ручном режимах алфавитно-цифровых, графических и мультимедийных файлов и записей в БД; * доступ к данным со стороны отдельных и групп пользователей со своих рабочих мест с учетом установленных разграничений; * модификация данных. Изменение и обновление данных в автоматическом и ручном режимах в соответствии с заданными алгоритмами; * хранение данных в виде файлов, записей в базах данных и архивов на различных носителях; * поиск данных, их выборка и сортировка по заданным критериям; * обмен данными между отдельными пользователями и группами пользователей, компонентами системы и другими информационными системами; * дополнительная обработка навигационной информации с целью повышения точности ОМП ТС в случае применения дифференциального режима; * отображение данных в интересах отдельных пользователей и групп пользователей; * анализ данных по заданным алгоритмам и критериям.

Вычислительные и навигационные средства, устанавливаемые на транспортных средствах, выполняют следующие функции:

    * формирование навигационных и других данных о работе ТС в режиме реального времени и их запись в виде файлов заданного формата; * обеспечение водителю ТС оперативного доступа к информационным ресурсам системы; * модификация данных -- изменение и обновление в автоматическом и ручном режимах в соответствии с заданными алгоритмами; * хранение навигационных и других данных в устройствах внешней памяти; * обмен данными между ТС и ЦДУ; * отображение данных по запросу водителя ТС или по инициативе системы; * формирование голосовых сообщений водителю и пассажирам. К основным проблемам развития и более широкого внедрения

АРНСУ прежде всего следует отнести ограничения, указанные в действующей нормативной документации, которая регламентирует процессы приобретения, регистрации и эксплуатации радионавигационной аппаратуры, но не учитывает особенности массового применения такой аппаратуры на наземном автомобильном транспорте. Ее необходимо пересмотреть в сторону упрощения и ослабления ограничений.

Основным сдерживающим фактором в развитии применения навигационных систем на ГПТ в России является недостаток финансовых средств в бюджетах городов и транспортных предприятий (табл. 6.1). Необходимо организовать координацию работ российских предприятий в области создания и производства специализированных комплексов радионавигационного оборудования для автомобильного и городского пассажирского транспорта по согласованным техническим требованиям. Одна из проблем, возникающих при внедрении радионавигационных систем, -- необходимость принятия решений федерального уровня по освобождению полосы радиочастот для АРНСУ.

В качестве успешного примера внедрения современных технологий можно рассмотреть ситуацию в г. Омске: осуществлен перевод на ПК типа IBMPC 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 ПЕ на линии в час "пик"), один троллейбусный маршрут. Достигнуты показатели: по регулярности движения -- 92 %, по выполнению плана рейсов -- 98,2 %.

Таблица 6.1 Эффект влияния работы АРНСДУ на доходы ГПТ

Функция АСДУ

Описание эффекта

Значение эффекта

Оптимизация расписания на отдельных маршрутах на основе регулярного автоматизированного обследования пассажиропотоков и скоростных режимов движения транспортных средств

Сокращение числа рейсов в "межпиковое" время при сохранении сложившегося уровня транспортного обслуживания.

Сокращение потребности в некоммерческих автобусах в часы "пик" за счет ликвидации малозагруженных маршрутов, устранения дублирования маршрутов различными видами наземного транспорта

Сокращение общего пробега автобусов на 8,0... 10,0%.

Сокращение потребностей в инвестициях в ПС на 1,0...3,0 %

Контроль местонахождения некоммерческих автобусов в период планового простоя

Предотвращение использования автобусов водителями для личных нужд

Сокращение общего пробега некоммерческих автобусов на 0,5... 1,5 %

Ликвидация сбоев при сходе автобусов с линии без участия линейных диспетчерских служб

Сокращение численности персонала, осуществляющего оперативное диспетчерское регулирование на линии

Уменьшение накладных расходов муниципальных транспортных предприятий на 1,0... 3,0%

Контроль соблюде - ния коммерческими автобусами установленного расписания движения

Предотвращение сверхпланового оттока пассажиров на коммерческие рейсы

Увеличение доходов муниципальных предприятий на 2,0...4,0 %

Контроль скорости движения автобусов

Сокращение расхода топлива

Сокращение себестоимости перевозок на 0,5... 1,0%

Департамент автомобильного транспорта при Правительстве РФ поставил цель поэтапного формирования всероссийской АРНСУ и обеспечения безопасного функционирования автомобильного транспорта, предусматривающей следующую структуру:

Локальные диспетчерские системы по видам транспорта (город, пригород);

Зональные корпоративные системы, обеспечивающие обмен информацией между локальными диспетчерскими системами;

Межрегиональные системы, обеспечивающие обмен информацией между зональными системами на междугородних и международных перевозках.

Похожие статьи




СТРУКТУРА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСДУ ПАССАЖИРСКИМ ТРАНСПОРТОМ - Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте

Предыдущая | Следующая