Умный транспорт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Российской Федерации

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Медицинский институт

Реферат

по специальности информационные технологии

на тему: Умный транспорт

Выполнила студентка медицинского института,

группы ЛД-104(1):

Шамаева Н.П.

Руководитель: Ситников С.И.

Якутск, 2020

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня технология Интернета вещей применяется не только в домах, но и помогает создавать умные города. В рамках таких проектов налаживается транспортное сообщение, и использование дорог становится более эффективным. транспорт информационный паркомат

О том, какие умные технологии помогают развивать сферу транспорта сегодня и как они влияют на уровень комфорта и безопасности, читайте далее в статье.

Увеличивается рост дорожного движения. Из-за существенного увеличения автомобильного парка и ограниченной пропускной способности улично-дорожной сети возникает большое количество конфликтных ситуаций и резко снижается транспортная мобильность.Опыт крупных городов мира показывает, что проблему загруженности дорог нельзя решить одним лишь строительством магистралей: на новый участок дороги сразу же устремляется огромное количество машин, образуя затор. Для эффективной регуляции транспортного потока необходимо внедрение ИТС.Интеллектуальная транспортная система - это комплекс систем, который помогает более эффективно эксплуатировать транспортную сеть, используя информационные, коммуникационные и управленческие технологии, встроенные в транспортное средство или дорожную инфраструктуру. Основой интеллектуальных транспортных систем является информация, которую необходимо собирать, обрабатывать, интегрировать и распространять. Комплекс ИТС способен выполнять функции диспетчерского ситуационного и оперативного координирования взаимодействий всех участников дорожного движения, спецслужб и ведомств.

Умный транспорт - общее название всех видов транспортных средств, использующих современные технологии связи для эффективного перемещения людей, мониторинга местоположения, взаимодействия между транспортными средствами и другими элементами дорожного движения, сокращения выхлопов, безопасности использования дорог в целом.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ

Концепция создания технологий умного транспорта появилась в процессе развития масштабных изобретений - «Умный город», транспорт в котором является неотъемлемым и обязательным элементом.

Ежегодно количество транспорта стремительно увеличивается. Разработки позволяют справиться с таким основными проблемами:

* перегруженностью дорог;

* нерациональным использованием ресурсов;

* временными затратами на преодоление определенных расстояний, которые становятся больше;

* с ростом количества потребляемых машинами топливных составляющих и соответственно выбросов после их переработки.

Новой идеей, воплощение в жизнь которой возможно в рамках Умного транспорта - создание беспилотных устройств. Такие методы управления успешно применяются для воздушного передвижения. Это объясняется небольшим количеством возможных преград и возникновения аварийных или внештатных ситуаций.

Применение искусственного интеллекта для контроля езды автомобилей активно изучается, разрабатывается и проходит тщательные испытания. Ведущие компании принимают активное участие для внедрения этой идеи.

Идеи создания умного транспорта неразрывно связаны с концепцией создания умного города. С увеличением количества транспорта, находящего на дорогах, возникли проблемы перегруженности и нерационального использования дорожных ресурсов, которые влекут за собой увеличение времени в пути, количества потребляемого топлива, и выбросов, загрязняющих окружающую среду.

Одним из направлений развития умного транспорта является беспилотный транспорт. В настоящее время беспилотный транспорт в основном используется в воздушном пространстве и в метрополитене ввиду малого количества преград и внештатных ситуаций. Что касается автомобильного беспилотного транспорта, то активно ведутся исследования и испытания по внедрению искусственного интеллекта в электронику автомобилей (компании Nissan, Mercedes-Benz, Audi, Tesla, Volvo, Google, Apple и др.).

ГЛАВА2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УМНОГО ТРАНСПОРТА

Для выполнения своих функций модернизированные автомобили оборудованы такими составляющими элементами:

* Сотовые сети связи 3G, 4G, LTE - для обеспечения передачи и получения информации о наличии и значениях дорожных знаков, сигналов светофоров, движениях других участников, команд контролирующих систем.

* Технологии, позволяющие передавать данные по беспроводным каналам - Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, NB-IoT.

* Разного предназначения датчики и модули, которые обеспечивают сбор необходимой информации о ситуации вокруг машины.

* Электронное табло - на нем проводиться отображение местоположения, остановки и их продолжительность, время пребывания в пути. Такая информация доступна для просмотра в специальных приложениях. Установить программу можно на смартфоне, планшете или компьютере.

* Камеры - такие устройства позволяют точно определить наличие и расстояние к другим участникам дорожного движения, состояние дорожного покрытия информацию о проблемных участках, пробках, авариях и других ситуациях, затрудняющих передвижение. Своевременно полученная информация дает время искусственному интеллекту возможность найти оптимальные способы решения возникших трудностей.

* Датчики для контроля и учета внешних погодных условиях.

ГЛАВА 3. СБОР ДАННЫХ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМ И ПРИГОРОДНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Для построения интеллектуальных транспортных систем в дорожном движении в первую очередь требуется организовать сбор информации о состоянии трафика. Один из способов это сделать - обеспечить получение данных непосредственно от пользователей. Практически у каждого человека есть смартфон с GPS и другими полезными датчиками, которые позволяют передавать актуальные сведения о транспортной системе. Для сбора информации может быть разработано приложение, где пользователь будет указывать свой маршрут, помогая системе собрать данные о скорости, задержках на определенных участках, высоте над уровнем моря и многих других факторах, которые могут быть использованы для анализа дорожной обстановки.Второй способ сбора сведений не требует непосредственного участия человека: он предполагает использование современной аналитики BigData. Уже сегодня существуют программы и целые системы, которые помогают анализировать передвижение людей через SIM-карты в телефонах, собирая большие массивы анонимных данных.Собранные с помощью смартфонов сведения позволяют получать и использовать реальную информацию о положении и динамике перемещения населения в любой части дорожной сети. Используя подобные решения, можно начать строительство современных систем управления городским пассажирским транспортом, а также целых «умных городов».В дополнение к вышеупомянутому мониторинг транспорта на дороге можно организовать с помощью высококачественных камер и дорожных радаров. Эти технологии позволяют получить необходимую информацию о скорости, расстоянии между транспортными средствами, маршрутах, движении через перекрестки, задержках и распределении между отдельными полосами движения.Населенные пункты должны располагать максимально точными сведениями об обстановке на транспортных маршрутах, чтобы правильно планировать и выстраивать городскую дорожную инфраструктуру, оптимизировать ее с учетом потребностей граждан и текущих условий.

Как работает технология умного транспорта

Построение интеллектуальных транспортных систем города требует:

* сбора информации;

* анализа трафика;

* моделирования трафика;

* обмена данными;

* управления дорожным движением и ТС.

Для работы умного городского транспорта необходимы технологии, благодаря которым будет вестись обмен данными между центром системы и всеми ее компонентами, а также между отдельными элементами коммуникации. Обязательным компонентом любого современного транспортного решения являются информационные подсистемы, главное назначение которых заключается в повышении доступности информации для пользователей общественным транспортом.Все вышеперечисленное требуется для управления интеллектуальными транспортными системами, для обеспечения эффективной работы дорог, перекрестков и автомагистралей:

* для оптимизации движения частного и общественного транспорта;

* быстрого реагирования на ситуацию на дороге;

* повышения безопасности движения;

* недопущения всевозможных нарушений и т.д.

В городе должен быть создан единый центр управления ИТС, куда будут в онлайн-режиме передаваться данные с детекторов мониторинга транспортных потоков и дорожная обстановка с фото- и видеокамер. Система также должна фиксировать скорость потока, количество автомобилей и общественного транспорта, метеоусловия и состояние трассы. В случае ДТП система должна предупреждать о затруднениях на дороге и подсказывать объездные пути. Сигналы светофоров должны меняться в зависимости от загруженности соседних перекрестков. При действии описанной системы появится возможность координировать потоки в случае заторов, отменять непопулярные маршруты и назначать новые.

ГЛАВА 4. ЭЛЕМЕНТЫ ИТС

Интеллектуальные транспортные системы на дорогах представляют собой целый комплекс функционального оборудования, которое осуществляет сбор информации, управление транспортным потоком и информирование участников дорожного движения.

Только при условии оснащения системы необходимым оборудованием и его комплексной работе можно добиться существенного улучшения ситуации на дорогах в мегаполисах.

4.1 Дорожные видеокамеры

Дорожные камеры выступают «глазами» современных интеллектуальных транспортных систем. Это камеры высокого разрешения, которые повсеместно используются разработчиками ИТС и комплексов видеофиксации нарушений ПДД.

В системах используются промышленные камеры, которые позволяют эффективно следить за дорожным потоком, выделять и трассировать движущиеся объекты, выполнять захват кадров с государственными регистрационными знаками транспортных средств, а также распознавать буквенно-символьные изображения на номерах.

4.2 Умные светофоры

Умным принято называть светофор, которым управляет специальная программа, позволяющая устройству самостоятельно принимать решения, в том числе на основе поступающей информации о дорожном движении с других аналогичных приборов.Выделяют три режима работы светофоров:

1. Локальный. Устройство работает по заложенной схеме, в которой, к примеру, учитывается утренний и вечерний час пик, а также малая загрузка в течение дня.

2. Координированный. Предполагает координацию работы нескольких светофоров в одной зоне. Часто режим используется на «вылетных» дорогах. Светофоры работают синхронно, пропускают определенное количество автомобилей, что способствует поддержанию интенсивного движения на участке.

3. Адаптивный. Светофор работает самостоятельно и автоматически принимает решения на основе поступающих данных о дорожной ситуации. Данные о потоке устройство получает через индукционные петли или датчики.

В городах, где уже используются подобные системы, обязательно функционирует ситуационный центр, который также помогает пропускать на вызовы автомобили экстренных служб.

4.3 Детекторы транспортного потока

Это специальные измерительные приборы, работающие с помощью чувствительных элементов, усилителя-преобразователя и выходного устройства. Прибор фиксирует факт прохождения или присутствия транспортного средства в контролируемой зоне, вырабатывает первичный сигнал, который впоследствии усиливается, обрабатывается и преобразуется в удобный для регистрации вид.

Существуют несколько типов детекторов, различающихся по принципу действия чувствительных элементов:

* контактные;

* электромагнитные;

* детекторы излучения.

4.4 Электронные средства оплаты проезда

Необходимость оплаты проезда способствует образованию заторов на автодорогах. Чтобы уменьшить пробки, используются так называемые электронные средства оплаты проезда - транспондеры. Это приемно-передающие устройства, которые позволяют безостановочно двигаться через платные пропускные пункты. Они устанавливаются на лобовое стекло авто, имеют уникальные лицевые счета и идентификационные номера. Чтобы заплатить за проезд, водителю достаточно сбросить скорость до 30 км/ч и деньги автоматически спишутся со счета.

4.5 Информационные табло

Это основное средство информирования водителей о ситуации на дорогах. На табло может выводиться различная информация:

* загрузка участков дороги;

* наличие ДТП на маршруте;

* количество общественного транспорта;

* состояние дорог и т.д.

4.6 Паркоматы

Чтобы упростить, обезопасить дорожную систему города, необходимо продумать и парковку. С этим отлично справляются паркоматы - устройства, которые располагают в местах автоматизированной платной парковки. С их помощью автомобилист может самостоятельно осуществлять оплату парковки в соответствии с заданными тарифами.

Приборы не только упрощают жизнь водителям, но и делают парковку более экономичной из-за снижения затрат на сотрудников.

4.7 Автоматизированное управление освещением

Система управления освещением дает возможность полностью автоматизировать уличное и дорожное освещение. Она способна самостоятельно принимать решение о необходимости включения или выключения света в соответствии с ситуацией на дороге, временем суток и других факторов.Система работает по заложенному алгоритму, получая информацию с различных датчиков, фиксирующих загрузку и освещенность зоны дороги.

4.8 Средства автоматической фиксации нарушений

Один из важнейших элементов ИТС, который предназначен не столько для фиксации нарушений ПДД, сколько для предотвращения таких нарушений и ДТП.Камеры способны зафиксировать любое нарушение правил и сделать наказание за создание опасной ситуации на дороге обязательным, благодаря чему автомобилисты будут более ответственно соблюдать ПДД.

4.9 Преимущества внедрения систем «Умный транспорт»

Уже строящиеся, а также находящиеся в процессе разработки транспортные системы, обладают целым рядом достоинств, благодаря которым о возможности внедрения технологии задумываются представители правительства и бизнеса в городах по всему миру.

К примеру, разрабатывается российская интеллектуальная транспортная система (РИТС), направленная одновременно на:

* снижение опасности дорожного движения, уменьшение числа ДТП и смертности на дорогах;

* обеспечение беспрепятственного передвижения спецслужб и спецтранспорта на вызовы;

* оперативное и точное доведение информации до спецслужб о ситуации на дорогах;

* информирование водителей о нарушении ПДД;

* фиксацию любых фактов нарушения водителем ПДД;

* повышение внимания водителя во время движения и недопущение засыпания за рулем;

* создание необходимых условий для сокращения времени, которое приходится тратить пассажирам, чтобы добраться на работу или в любое другое место в городе;

* обеспечение возможности выбора оптимального по удобству и скорости маршрута;

* оптимизацию движения с учетом ситуации на дорогах и т.д.

При этом в более глобальном плане внедрение технологий ИИ в транспорте имеет два основных преимущества: удобство для пассажиров и интеграция с дорожно-транспортными службами.

4.10 Удобство для пассажиров

В России планируется создание интеллектуальных транспортных систем таким образом, чтобы они позволили сделать жизнь населения более комфортной и простой. Благодаря умным решениям, водитель или пассажир общественного транспорта будет проинформирован о реальном положении дел на дороге, а главное - сможет добираться из пункта «А» в пункт «Б» максимально быстро и безопасно. Кроме того, значительно облегчится поиск парковочных мест, ведь информация о загруженности парковок будет легко доступна любому автомобилисту.

4.11 Интеграция с дорожно-транспортными службами

Внедрение интеллектуальных транспортных систем предполагает их интеграцию с дорожно-транспортными службами. В случае возникновения любой опасной или аварийной ситуации программное обеспечение сможет быстро провести все уполномоченные спецслужбы до нужного места, чтобы они могли оказать помощь населению, к примеру, в случае ДТП.

4.12 Предупреждение ДТП

ДТП происходят по самым разным причинам. ИТС дают возможность существенно снизить влияние всех факторов, увеличивающих шанс попадания автомобиля в аварию.

Технологии интеллектуальных транспортных систем позволяют:

* отслеживать стиль вождения и фиксировать опасные тенденции;

* выявлять неисправности автомобиля;

* предупреждать об опасных участках дороги;

* фиксировать и оперативно реагировать на факты нарушения ПДД.

ГЛАВА 5. УМНЫЙ ТРАНСПОРТ В РОССИИ

Среди стран, вставших на путь интеллектуализации транспорта, выделяют и Россию. В государстве делается немало для модернизации устаревшей системы.

Например, внедряется геопозиционирование, позволяющее узнавать местоположение автобусов, электричек и других участников движения. Оно помогает не только самим пассажирам и путешественникам, но и владельцам бизнеса, желающим контролировать текущее местоположение своих транспортных средств. Работа умного транспорта с геопозиционированием реализуется через интернет вещей, где элементы системы обмениваются информацией между собой. Данные с датчиков из автобусов и на дороге поступают в специально созданное приложение, информирующее пассажиров о положении транспортного средства.

Кроме того во многих городах вводится система единой безналичной оплаты проезда, которая делает все финансовые операции полностью прозрачными.В целом российская интеллектуальная транспортная система (РИТС) способна решать различные задачи, однако еще неизвестно, как будут реализованы все ее возможности на практике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование умного общественного транспорта в городах, создание платформ для мониторинга движения транспорта, качества воздуха в данный момент времени и т.д. Применение беспилотного транспорта для избегания ошибок, связанных с человеческим фактором. В Швейцарии используются умные товарные поезда для улучшения качества обслуживания и эффективной логистики. Размещение экранов на задних дверях фур с изображением дорожной обстановки перед ними для безопасного обгона и других маневров следующих за ними автомобилей.

Эксперты в транспортной сфере сходятся во мнении, что задача умных технологий -- улучшить состояние окружающей среды. По данным международной компании спутниковой связи Inmarsat, 15% из 100 крупных мировых транспортных компаний уже повысили свой уровень защиты окружающей среды с помощью умных решений Интернета вещей.

Более того, около 65% компаний планируют внедрять IoT-технологии в транспортную сферу, чтобы повысить свою эффективность по сохранению окружающей среды.

Разработкой систем умного транспорта в России занимается не так много компаний, и одной из таких является «Центр2М». Мы создаем программные и технологические решения для мониторинга, отслеживания расположения транспортных средств, предотвращения нецелевого использования транспорта, а также предиктивной аналитики для ремонта.

Размещено на Allbest.ru