2.2. Цели, задачи и методические основы построения интеллектуальной транспортной системы. Принципы построения и составные части

Целью создания ИТС является расширение возможностей общегородской системы автоматизированного управления дорожным движением по удовлетворению возрастающего спроса на пассажирские и грузовые перевозки на всех видах транспорта (личный, грузовой, общественный, внеуличный), по обеспечению безопасности перевозок за счет:

• увеличения пропускной способности городской транспортной системы;

• моделирования и оценки влияния на транспортную систему города строительства новых и модернизации существующих транспортных объектов, объектов жилищного и делового строительства, схем организации дорожного движения, а также чрезвычайных ситуаций;

• предоставления руководителям государственного управления города всех уровней необходимой информации для принятия оперативных и стратегических решений в сфере транспорта;

• оптимизации работы дорожных служб, повышения эффективности реагирования на дорожно-транспортные происшествия;

• повышения информированности участников дорожного движения;

• роста инвестиционной привлекательности города за счет автоматизации транспортных перевозок и развития транспортной инфраструктуры.

Дерево целей проекта представлено на Рисунке 11.

Рисунок 11. Дерево целей проекта создания ИТС.

ИТС обеспечивает достижение указанных целей за счет использования более детальной и актуальной информации о транспортной сети города, а также за счет создания ряда информационно-аналитических систем управления городским транспортным сектором, интегрированных между собой.

Задачи ИТС можно разделить на два основных блока. Рассмотрим эти задачи более подробно

В рамках оперативного управления дорожно-транспортной обстановкой:

• подготовка и предоставление данных о дорожно-транспортной обстановке, прогнозов, алгоритмов и вариантов решений для ГИБДД, оперативным службам и другим организациям;

• подготовка и предоставление данных о дорожно-транспортной обстановке для информирования участников дорожного движения и пассажиров общественного транспорта;

• формирование оперативных прогнозов развития дорожно-транспортной обстановки;

• создание алгоритмов и программного обеспечения комплексного диспетчерского управления мультимодальной транспортной системой города, включая уличный и внеуличный транспорт, парковочное пространство, перевозку опасных грузов и т.п.;

• создание алгоритмов управления дорожным движением для использования их в системах автоматического управления дорожным движением;

• отработка вариантов оперативных схем организации дорожного движения на определенных участках улично-дорожной сети и критериев их применения;

• управление перевозками на улично-дорожной сети города, включая автоматизированное управление светофорными объектами и другими техническими средствами организации дорожного движения (ТСОДД);

• предоставление информации о зарегистрированных нарушения ПДД средствами фотовидеофиксации соответствующим органам ГИБДД.

В рамках стратегического управления дорожно-транспортной средой:

• проведение предварительной экспертизы с помощью ИТС всех административных, организационных и хозяйственных мер по изменению транспортной системы города с целью определения их влияния на транспортную обстановку в городе в целом;

• долгосрочное прогнозирование транспортной ситуации в городе, прогнозная оценка эффективности управленческих, планировочных и проектных решений;

• предоставление городским проектным организациям исходной информации и экспертизы проектных решений;

• экспертиза влияния планируемых объектов городского строительства на изменение пассажиропотока и транспортной ситуации в городе;

• разработка комплексных схем организации дорожного движения;

Сегодняшнее развитие информационных технологий и переход общества в информационную эру требует от всех систем, обеспечивающих нашу жизнедеятельность, работы с большими объемами информации. Поэтому важнейшим принципом построения ИТС является широкий информационный обмен, как внутри системы, так и с внешней средой.

Подсистема, отвечающая за информирование и управление, должна выполнять роль интегратора и шлюза данных как для внутренних компонентов ИТС, так и для смежных систем и конечных внешних пользователей. Информация, которая будет передаваться через систему, зависит от ИТС и конечных пользователей, которые будут взаимодействовать с ИТС. В ходе работы взаимодействующие системы могут меняться и, соответственно подсистема должна обладать гибкостью для оперативного реагирования на изменяющиеся требования.

При этом входными данными, с которым работает система в постоянном режиме являются:

• данные об оперативной обстановке из оперативных служб города;

• данные о параметрах дорожного движения;

• данные о режимах работы средств оповещения и управляемых дорожных знаках и других технических средств организации дорожного движения;

• данные учёта нарушений ПДД;

• данные от смежных систем:

• данные о метеорологической обстановке из АСУ «Метео»;

• информация об экологической обстановке из ГПУ «Мосэкомониторинг»;

• данные о маршрутах движения городского наземного пассажирского транспорта и их изменении от ГУП «Мосгортранс»;

• данные о серьезных ДТП, затрудняющих или ограничивающих движение транспорта;

• данные о временной организации дорожного движения;

• данные о состоянии инженерного обустройства дорог.

Выходными же данными на первом этапе являются консолидированные данные об оперативной обстановке и данные анализа оперативной обстановки, информация о важных ситуациях.

Информационное обеспечение части системы, которая должна отвечать за моделирование и разработку вариантов оперативных решений и прогнозирования транспортной ситуации требует априорной информации. Входные и выходные данные части системы, которая должна отвечать за информационное обеспечение представлены в таблице 6.

Таблица 6. Входные и выходные данные части ИТС, отвечающей за информирование и управление.

Следующим важнейшим принципом работы ИТС является автоматизированные вычисления. Обработка большого объема информации и разработка управляющих решений требует автоматизированных вычислений. Такие вычисления требуют проведения большого объема работ по созданию математических моделей и разработки специализированного программного обеспечения.

В рамках разработки части системы, отвечающей за автоматизированный сбор, обработку и анализ информации об оперативной обстановке требуется следующие данные:

1. объектная модель транспортной системы;

2. оперативная модель транспортной системы;

3. логическая структура БД оперативной обстановки;

4. алгоритмы автоматической обработки поступающих оперативных данных о транспортной ситуации;

5. система параметризованных критериев оценки транспортной ситуации по степени важности;

6. алгоритмы автоматической классификации транспортных ситуаций по степени важности.

В рамках разработки части системы, отвечающей за моделирования и разработку вариантов оперативных решений и прогнозирование транспортных ситуаций требуются следующие данные:

1. статические и динамические модели транспортной системы;

2. алгоритмы оценки эффективности принятия решений;

3. прогнозная модель транспортной системы;

4. алгоритмы прогнозирования транспортной ситуации;

5. логическая структура БД базовых характеристик транспортной инфраструктуры города;

6. алгоритмы управления дорожным движением для использования их в системах автоматического управления дорожным движением;

7. варианты оперативных схем организации дорожного движения на определенных участках улично-дорожной сети и критериев их применения.

С учетом широкого использования ЭВМ в ИТС, для функционирования системы требуется разработка большого количества программного обеспечения. Программное обеспечение системы включает в себе следующие составляющие:

• операционная система;

• СУБД;

• система защиты корпоративных сетей;

• программные комплексы моделирования и прогнозирования дорожного движения;

• ГИС компоненты;

• ПО модуля анализа информации об оперативной обстановке;

• ПО модуля моделирования и разработки вариантов оперативных решений и прогнозирования транспортной ситуации;

• ПО модуля обеспечения контроля и восстановления приложения в случае отказа.

При помощи ПО необходимо осуществлять в рамках ИТС:

1. сбор, первичный анализ и обработку данных, поступивших из подсистемы сбора информации;

2. определение нормальных, важных и неопределенных ситуаций;

3. определение типовых и нетиповых важных ситуаций;

4. определение «близких» нетиповых важных ситуаций;

5. ведение БД оперативной обстановки, БД базовых характеристик транспортной инфраструктуры города и общесистемного архива;

6. актуализацию БД базовых характеристик транспортной инфраструктуры и БД ГИС;

7. экспорт исходных данных для программных средств моделирования транспортных ситуаций;

8. импорт результирующих данных программных средств моделирования транспортных ситуаций;

9. восстановление работоспособности после сбоев и отказов;

10. информационное сопряжение с подсистемами ИТС.

Принципом построения ИТС также является ее направленность на удовлетворение потребностей городских служб, коммерческих предприятий и жителей города в вопросах связанных с транспортным обеспечением.

Потребителями информации для решения задач ИТС являются:

1. системы информирования участников движения;

2. навигационные системы общего пользования;

3. диспетчерские системы оперативных служб города;

4. диспетчерские системы пассажирских и грузовых перевозчиков;

5. системы управления дорожным движением;

6. общегородской диспетчерский центр ДТиС;

7. СМИ;

8. проектные организации;

9. эксплуатационные организации;

10. компании производители справочной картографической продукции (печатная продукция, атласы, карты, электронные версии);

11. рекламные компании.

Несомненно, важнейшим принципом при создании ИТС будет являться серьезное внимание безопасности. Принимая во внимание современное развитие технологий, нужно полагать, что основной упор в этом вопросе следует сделать на информационную безопасность - должна быть обеспечена информационная безопасность ИТС, а также защита циркулирующей в ИТС информации.

Информационная безопасность ИТС должна обеспечиваться комплексом средств обеспечения информационной безопасности ИТС (ИБ ИТС), реализующей комплекс программно-аппаратных средств и организационных мероприятий по противодействию потенциальным угрозам, которые направлены на объект защиты и могут нанести ущерб владельцу информационного ресурса и/или информационной системы, а также прямым и косвенным пользователям ее услуг. ИБ ИТС не является отдельной подсистемой ИТС, и формируется из взаимоувязанного набора наложенных и встроенных средств защиты информации различных подсистем ИТС, а также комплекса организационно-технических мероприятий по обеспечению информационной безопасности ИТС в целом.

ИБ ИТС должна обеспечить парирование информационных угроз пользователям системы, а также участникам дорожного движения в г. Москве. В число основных видов угроз информационной безопасности ИТС должны быть включены противоправные действия третьих лиц; ошибочные действия пользователей и обслуживающего персонала; отказы и сбои программных средств ИТС; вредоносные программные воздействия на средства вычислительной техники и информацию, приводящие к ее модификации, блокированию, искажению или уничтожению, а также к утечке информации (в случае конфиденциальной информации).

В соответствии с требованиями нормативных документов по обеспечению информационной безопасности органов исполнительной власти города Москвы ПИБ ИТС должна включать следующий минимальный набор компонент: защиты от НСД, управления доступом и регистрацией, в том числе при использовании средств телекоммуникаций; антивирусной защиты; резервного копирования и восстановления информации; криптографической защиты информации.

Класс защиты компонент ИТС в целом ориентировочно устанавливается как 1Г по классификации ФСТЭК России и подлежит обязательному уточнению при разработке аналитических обоснований. Класс применяемых СКЗИ по классификации ФСБ России ориентировочно устанавливается как КС2 и подлежит обязательному уточнению при разработке моделей нарушителя подсистем ИТС.

Структура ИТС

Структуру интеллектуальной транспортной системы планируется построить в строгом соответствии с поставленными, при создании системы, целями. Общая структура система представлена на Рисунке 12.

Рисунок 12. Структура ИТС

Рассмотрим каждую из 5 подсистем ИТС более подробно: