Развитие евразийских транспортных артерий — один из ключевых ресурсов современной российской экономики, что обусловлено трансконтинентальным географическим положением России и растущей интенсивностью экономического взаимодействия.

Как дальневосточные, так и западные участки МТК Российской Федерации являются примерами транспортных объектов, потребность в реализации цифровых технологий при организации перевозочного процесса на которых устойчиво нарастает. Эта потребность продиктована с одной стороны назначением этих МТК, состоящим в максимизации эффективности перевозочного процесса, обеспечивающего сокращение рисков и транспортных издержек, сохранность груза и соблюдение сроков доставки, а с другой — в технологической ориентации этих МТК почти исключительно на обеспечение транзитных грузоперевозок в порты.

Для создания эффективной системы мультимодальных перевозок со стороны государства должен быть разработан базовый набор цифровых сервисов в рамках специализированного функционального сегмента цифровой платформы транспортного комплекса.

Распоряжением Евразийского межправительственного совета от 31 января 2020 г. № 4 «О формировании экосистемы цифровых транспортных коридоров Евразийского экономического союза» утвержден план мероприятий по формированию экосистемы цифровых транспортных коридоров Евразийского экономического союза.

Общие принципы организации и информационного обеспечения в едином цифровом пространстве ЕАЭС, повышение эффективности транспортно-логистических процессов и управление ими позволят оптимизировать информационное взаимодействие участников и платформ транспортного комплекса, создадут предпосылки для взаимного доверия стран. Практическая реализация экосистемы цифровых транспортных коридоров сократит расходы транспортной составляющей в конечной стоимости продукции, обеспечит качество и безопасность перевозок, повысит пропускную способность международного транспортного коридора ЕАЭС, его конкурентоспособность и коммерческую привлекательность.

В состав цифровых технологий, требуемых для обеспечения транзитных пассажирских и грузоперевозок по МТК, входит и метеорологическое обеспечение.

Внедрение цифровых процессов в сферу транзитных перевозок позволит сформировать роль РФ как надежного связующего звена Европа — Азия, реализовать транспортный потенциал России и повысить привлекательность транспортных коридоров, идущих через территорию Российской Федерации.

Эффективность внедрения напрямую зависит от интеграции отечественного цифрового обеспечения с мировыми транспортно-логистическими системами.

В рамках программы «Цифровая экономика» Минтранс России уже планирует создать единую цифровую платформу транспортного комплекса, которая окажет существенное влияние на переустройство международных логистических цепочек и позволит увеличить товарооборот между странами.

Развитие цифровизации метеорологического обеспечения в отношении автомобильных дорог идет очень интенсивно, но, тем не менее, единой системы пока нет.

Одной из важных составляющих формируемой цифровой платформы транспортного комплекса может стать модуль «Единая цифровая система метеорологического обеспечения МТК».

Однако точность этой модели будет зависеть от двух базовых факторов — развития и уточнения самой математики модели и массива данных, которые поступают в эту цифровую систему.

Реализация метеорологической подсистемы в качестве отдельного модуля обусловлено следующей спецификой метеорологической компоненты:

  • большим объемом входной метеорологической информации при малом объеме выходной информации, используемой при управлении дорожным движением;
  • сложностью и наукоемкостью прогнозирования метеоусловий и состояния поверхности дороги с высоким разрешением по пространству и времени;
  • сложностью выбора оптимальной стратегии зимнего содержания дороги в зависимости от фактических и прогностических метеоусловий.

Проблематика:

С профессиональной точки зрения управление, эксплуатация и обслуживание автомагистралей активно меняется, меняется и метеорологическое обеспечение.

Независимо от способа предоставления, эффективная метеорологическая информация должна быть своевременной, полной, точной, надежной, доступной по требованию и должна восприниматься пользователями как соответствующая их потребностям и обеспечивающая ценность при ее использовании; в противном случае информация будет игнорироваться.

Множество факторов, оказывают влияние на безопасность дорожного движения (состояние дорожного покрытия, метеорологические условия, уровень квалификации водителей, техническое состояние транспортного средства, плотность транспортного потока, выполнение скоростных режимов управления автотранспортом и т. д.), но основное значение имеет уровень организации дорожного движения, связанный с реализацией современных методов управления и мониторинга.

Особенностью объекта автоматизации являются повышенный скоростной режим движения транспортных средств, наличие транспортных развязок в разных уровнях с другими автомобильными дорогами и минимальное светофорное регулирование либо вообще его отсутствие.

Расчетная скорость движения 150 км/ч означает, что обязательным условием эксплуатации дороги является превентивная обработка дорожного покрытия, устранение зимней скользкости. А для этого необходим детальный по месту и времени прогноз метеоусловий и состояния поверхности дороги.

Обладание точной информацией в целом о функционировании дороги и, в частности, о состоянии дорожного полотна не только значительно улучшает восприятие поездки, но и способствует повышению безопасности участников движения.

Одним из условий наличия у пользователя своевременной, достоверной и детальной специализированной метеорологической информации, является наличие комбинированной сети автоматических дорожных метеорологических станций (АДМС) и метеорологических радаров.

Детальная информация о степени и продолжительности сложных метеорологических условий (туман, гололед или сильный боковой ветер) не только дает автомобилисту возможность выбрать лучшие варианты, но и устраняет сильный стрессовый фактор — неизвестность.

Современные технологии в ИТС создают среду, в которой управление, эксплуатация и обслуживание могут шагнуть далеко вперед. Последние достижения в области технологий наблюдения, связи, обработки и распространения метеорологической информации, с упором на прикладные программы, работающие в реальном времени, доказали свою пригодность в качестве важного инструмента для управления, эксплуатации и обслуживания автомагистралей. ИТС позволяет быстро выявлять ситуации, которые могут привести к затору, небезопасным условиям, снижению мобильности и т. д., и затем реализовать соответствующие стратегии и планы для ослабления последствий этих проблем, уменьшения продолжительности их действия и воздействия на передвижения.

Пользователи метеорологических цифровых сервисов

Области использования ИТС определяются услугами и сервисами, которые ИТС предоставляет целевым группам своих пользователей.

Потенциальные пользователи метеорологических цифровых сервисов:

I. Частные и корпоративные рыночные потребители:

  • пользователи дорог;
  • придорожные сервисы;
  • транспортные компании;
  • операторы подключенного и беспилотного транспорта;
  • территориально диверсифицированные корпоративные структуры;
  • операторы обработки данных и облачных сервисов.

II. Эксплуатирующие организации:

  • дорожно-эксплуатационные организации;
  • подрядные организации по содержанию автомобильных дорог.

III. Государственные органы:

  • органы государственной власти;
  • экстренные службы и силовые ведомства.

Цифровые сервисы и необходимая метеорологическая информация представляются как комплексное решение, включающее интернет-телефонию, видеосвязь, чаты и мессенджеры, интерфейсы для совместной работы с метеорологическими данными и другие инструменты коммуникаций.

Такой программный метеорологический комплекс позволяет значительно экономить на эксплуатации дорожной инфраструктуры и значительно повысить безопасность дорожного движения, при этом можно масштабировать мощности, как это обычно происходит в облачных решениях.

Сервисы и дорожная метеорологическая информация делятся на предоставляемые перед поездкой и во время поездки.

Дорожная метеорологическая информация перед поездкой.

Сервисы и транспортная информация, предоставляемая перед поездкой, относится к текущей ситуации на дороге и/или движению транспорта и предоставляется прежде, чем будет принято решение о виде транспорта, времени и маршруте поездки.

Предоставляемая пользователям на дому, на рабочем месте, на парковках, на остановках общественного транспорта или в пунктах пересадки между различными видами транспорта, такая информация содействует формированию обоснованных рекомендаций по изменению маршрута, времени начала поездки, виду транспорта или отказу от поездки.

Метеорологическая информация поддерживает планирование маршрутов, когда предоставляются сведения по всей поездке из одной точки в другую, даже если в ней используются различные виды транспорта. Надежная транспортная информация перед поездкой в некоторых случаях также способствует распределению поездок во времени и пространстве, делая их более сбалансированными.

Справочные службы и автоматизированные системы поиска данных, дополняющие существующие взаимодействия «пользователь-оператор», способны существенно повысить доступность необходимой транспортной информации, и, соответственно, усилить воздействие на поведение пользователей.

Метеорологическая информация во время поездки.

Метеорологическая информация, предоставляемая во время поездки, включает, например, информацию о текущей ситуации на дороге и/или о движении транспорта и обычно предоставляется через динамические информационные табло вдоль проезжей части или на приборных панелях транспортных средств.

Бортовые и персональные мобильные устройства обеспечивают возможность передачи информации во время поездки как пользователям, так и операторам перевозок. Сложные системы маршрутизации помогают автомобилистам в планировании маршрутов, и предоставляют своевременные указания посредством компьютерной синтезированной речи.

Все отмеченное подтверждает актуальность задачи создания единой цифровой системы метеорологического обеспечения на автомагистралях России, ориентированной как на оперативное информационное обеспечение участников движения и субъектов процесса эксплуатации дорог.

Цели создания единой цифровой системы метеорологического обеспечения (ЕЦСМО)

Основное назначение метеорологического обеспечения: сбор, обработка, хранение и передача данных о метеорологической и экологической обстановке на трассе, необходимых для обеспечения функционирования других сервисов и подсистем ИТС.

ЕЦСМО организует работу метеорологических подсистем ИТС МТК как между собой, так и с аналогичными подсистемами ИТС (АСУДД) прилегающих городов и дорог регионального и местного значения.

Прежде всего, надо рассматривать метеорологическое обеспечение как одну из важнейших задач, стоящих перед ИТС МТК в целом.

В течение последних тридцати лет формируется практика эксплуатации и обслуживания автомагистралей. Разрабатываются стратегии и методики в области ИТС. Специалисты в области интеллектуальных транспортных систем быстро усваивают уроки неудач, и получающиеся в итоге системы совершенствуются с каждым новым поколением систем организации движения на автомагистралях.

Проанализировав задачи, можно сформулировать три общих направления развития ИТС автодорог.

Принципы построения единой системы метеорологического обеспечения МТК

Построение единой системы метеорологического обеспечения МТК предлагается формировать на следующих основных принципах:

  • принцип системности — заключается в том, что при декомпозиции должны быть выявлены и установлены такие связи и взаимозависимости между структурными элементами, которые обеспечивают функциональную целостность метеорологических данных;
  • принцип совместимости — заключается в том, что при создании единой системы метеорологического обеспечения МТК должны быть реализованы информационные интерфейсы, благодаря которым она может взаимодействовать с другими метеорологическими (экологическими) информационными системами в соответствии с установленными правилами;
  • принцип стандартизации — заключается в максимальном и рациональном использовании типовых, унифицированных и стандартизованных элементов, проектных решений, пакетов прикладных программ, комплексов, компонентов и иного обеспечения;
  • принцип эффективности — заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание и целевыми эффектами, включая результаты, получаемые в процессе опытной эксплуатации;
  • принцип безопасности — заключается в защите информации от неправомерного доступа, уничтожения, модифицирования, блокирования, копирования, предоставления, распространения, а также от иных неправомерных действий в отношении такой информации.

Необходимый объем метеорологических данных должен передаваться ИТС по унифицированному протоколу информационного взаимодействия.

ЕЦСМО должна выполнять прием всех данных, включая данные всех дорожных метеостанций, а также входной контроль и обработку данных, подготовку всего объема необходимой для ИТС информации.

Cистема должна выполнять комплексный расчет оптимального количества противогололедного реагента, что снижает экологический ущерб и повышает экономическую эффективность работ по зимнему содержанию.

Для передачи данных в ситуационные центры ЕЦСМО должна обеспечить подготовку и передачу данных в унифицированном формате.

Основные функции ЕЦСМО МТК

  • Мониторинг метеорологических условий и состояния поверхности дорог, сбор и контроль данных дорожных метеостанций, дистанционный контроль технического состояния метеостанций, ведение базы данных.
  • Формирование и передача сообщений в ИТС. В ИТС передаются все метеорологические данные, которые необходимы для выбора сценария управления дорожным движением и информирования участников дорожного движения. Объем информации и порядок ее передачи определяются протоколом информационного взаимодействия.
  • Контроль состояния поверхности дорог. Выполняется с целью контроля качества и своевременности выполнения работ по зимнему содержанию дорог субподрядными организациями.
  • Прогноз зимней скользкости. Выполняется с целью определения необходимости проведения работ по предупреждению зимней скользкости на конкретных участках дорог. Прогноз рассчитывается каждые 10 мин на 4 часа вперед для точек установки дорожных метеостанций.
  • Прогноз количества осадков. Выполняется по данным сети метеорологических радиолокаторов (при наличии данных) с целью прогнозирования количества выпадающих осадков на конкретных участках дороги.
  • Подготовка рекомендаций по количеству внесения реагента. Выполняется по данным о фактических и прогнозируемым метеоусловиях для конкретного типа реагента.
  • Прием данных от прогностических центров. Выполняется с целью получения метеорологических прогнозов на 1-3 суток по зоне ответственности ИТС от прогностических центров.
  • Расчет статистических характеристик. Выполняется на основе базы данных метеонаблюдений с целью получения статистических характеристик (например, число переходов температуры через 0, сумма твердых осадков и т. п.) необходимых для оптимального планирования работ по зимнему содержанию и подготовки отчетов.

В статье используются материалы с сайта-разработчика.