СТРУКТУРА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСДУ ПАССАЖИРСКИМ ТРАНСПОРТОМ

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 перекрашено 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 информационнымире­сурсами 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 Oracle-7.15.

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 Oracle-7.15 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 М Гц. 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 производи! 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 город; 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 удовлетворяем требованиям, разработанным для систем диспетчерского управле­ния общественным транспортом. При этом предусмотрена возможность передачи экстренного сигнала тревоги с ТС, сигнала вызов на радиосвязь с задержкой приема в ПДУ 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 и 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 включаем средства, устанавливаемые на стационарных и подвижных объек­тах, и использует:

§ выделенные узкополосные радиоканалы УKB-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 обеспечиваю:

•циркулярная передача речевых сообщений;

•двусторонний обмен речевыми сообщениями;

•передача данных в адрес заданного пользователя;

•передача данных в адрес группы пользователей;

•циркулярная передача данных;

•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.

Распределительный вычислительный комплекс включает средства, устанавливаемые на стационарных и подвижных объектах, и строится на основе стандартных серийно выпускаемых технических средств и компонентов (см. рис. 6.5).

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

•генерация данных, создание в автоматическом и ручном режимах алфавитно-цифровых, графических и мультимедийных фай лов 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.

Таблица 6.1