Станут ли дороги в Челябинске по-настоящему умными?

«Челябинские ученые оптимизировали управление транспортными потоками через подсчет скорости автомобилей» — появившаяся на днях новость, звучит, может, пока не совсем понятно, но многообещающе и интригующе.

Суть такова: ученые Южно-Уральского государственного университета разработали методику по измерению скорости автомобилей при использовании интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Грубо говоря, с помощью визуального изображения с уличных камер можно будет рассчитать интенсивность трафика и актуальную ситуацию на дорогах.

Заковыка в том, что с изображениями с камер порой возникают проблемы — могут быть низкие разрешение или частота кадров, а угол обзора может перекрываться разными объектами — столбами, знаками, баннерами и тому подобным. Так что задачей ученых была разработка системы качественного и полного сбора данных, несмотря на возможные помехи.

Специалистам университета удалось получить методику, которая дает возможность получать полные и качественные данные в реальном времени, снижая требования к периферийному оборудованию. Метод протестировали в дневное и ночное время на шести перекрестках Челябинска. Как отмечают исследователи, абсолютная точность подсчета транспортных средств составила не менее 92%, а погрешность определения скорости автомобиля не превышала 1,5 километров.

Мы уточнили в региональном Министерстве дорожного хозяйства и транспорта, как такие интеллектуальные системы возможно применить сегодня на практике.

«Внедрение ИТС — популярное направление 21 века, особенно в части приоритетного проезда для общественного транспорта. ЮУрГУ может предложить свои наработки муниципалитетам для оптимизации светофорных циклов. Более подробные комментарии по этому вопросу могут дать специалисты ЮУрГУ», — лаконично прокомментировали в ведомстве.

Тогда мы обратились в пресс-службу вуза за дополнительными комментариями и пояснениями.

«Определение скорости транспортных потоков на основе применения сверхточных нейронных сетей является инструментом для мониторинга качества дорожного покрытия и индикатором уровня организации дорожного движения. Система принятия решений (AIMS-Traffic) использует транспортные средства в качестве датчиков для оценки состояния параметров дорожного трафика.

При обнаружении дорожных аномалий происходит информирование оператора в режиме реального времени. В настоящее время мы занимаемся тестированием системы принятия решений на основе алгоритмов искусственного интеллекта по адаптивному управлению светофорными объектами. Cбор и интерпретация сверхбольших данных в режиме реального времени позволяет повысить точность и глубину прогнозирования изменения параметров транспортных потоков в зависимости от погодных условий или возникновении дорожных инцидентов.

Городские власти смогут использовать Систему AIMS-Traffic как одну из мер контроля трафика», — добавили в пресс-службе вуза.

В идеале, по городу должна появиться сеть информационных табло — и тогда интеллектуальные системы должны работать примерно так: случилось впереди крупное ДТП или затор — система тут же рекомендует водителям заранее снизить скорость, чтобы не создавать лишних пробок. Или, допустим, система увидела, что большой поток идет со стороны одной из улиц — тут же подсчитала и увеличила время действия зеленого сигнала. Подъезжает к перекрестку автобус или троллейбус — «зеленый» сигнал подзадержался и пропустил транспорт.

Тема для Челябинска, надо сказать, не новая. Активно о ней заговорили — и даже начали тестово внедрять — еще пару лет назад. Тогда речь шла о появлении на челябинских улицах системы «умных светофоров». Она позволяет создавать «зеленые волны» на перекрестках, рассчитывать длительность сигнала светофора в зависимости от обстановки на улицах.

— Чтобы создать координированное или адаптивное управление, нужно знать, что творится на дороге. Для этого нужно оборудовать дороги детекторами транспорта, которые посчитают, сколько автомобилей прошло в течение часа или суток. Например, на Комсомольском проспекте установили адаптивное управление — подсчитывается трафик и по результатам увеличивается время горения зеленого сигнала. Если транспорта больше в каком-то направлении — то для них будет дольше гореть сигнал. Система будет искать компромисс между автомобилями, транспортом, пешеходами, — рассказал тогда начальник автоматизированной системы управления дорожным движением СМЭУ Челябинска Юрий Воителев.

Как обстоит дело с автоматизацией светофоров в году 2021-м? Мы решили повторно пообщаться со специалистами АО «СМЭУ», занимающегося организацией движения в Челябинске. Однако в этот раз выйти на контакт оказалось гораздо сложнее. Два дня редакция «Челябинского обзора» добивалась хотя бы телефонного разговора с директором Игорем Беляшовым. Однако всякий раз звучали ответы: «занят, вышел, на совещании». Выбрав в качестве альтернативы иной путь, мы направили официальный запрос в организацию. Но на момент публикации материала ответ пока не поступил. Впрочем, достаточно вспомнить прошлогодний визит губернатора на СМЭУ: Алексей Текслер поставил задачу — систему нужно довести до полной интеллектуальности, до режима самостоятельного принятия решений. Сотрудники СМЭУ Челябинска пообещали исключить человеческий фактор настолько, насколько возможно.

Вопрос автоматизации дорожного процесса для Челябинска вовсе не лишний. На днях нидерландская компания TomTom опубликовала свой традиционный рейтинг загруженности дорог. В исследовании за 2020 год оценили ситуацию на дорогах в 416 городах в 57 странах мира.

Победила в рейтинге, что неудивительно, Москва. Уровень загруженности столичных дорог составил 54%. Это значит, что в прошлом году среднестатистическая поездка занимала на 54% больше времени, чем при свободных дорогах. Южноуральская столица в этом рейтинге — на 46 месте (еще раз: по всему миру!). Показатель загруженности — 31%.

Еще немного занимательной статистики из зарубежного исследования:

• Днем с самым загруженным трафиком в Челябинске оказался понедельник, 28 декабря 2020 года.
• За весь год было зафиксировано всего 17 дней с низким трафиком. Большинство из них пришлись на апрель. Оно и не удивительно — если вы помните, именно на этот период пришлись наибольшие ограничения и нерабочие дни.
• А вот сколько времени в среднем мы тратим в час пик: +16 минут за каждые 30 минут поездки утром и +18 минут — вечером.
• За весь год же в пробках мы потратили порядка 131 часа, или 5 дней 11 часов. Это на 18 часов меньше, чем годом ранее.
• Период времени, в который лучше всего избегать поездок по городу — вполне ожидаемо, в пятницу с 17 до 18 часов. Выезжая на дорогу до этого времени можно сэкономить порядка трех часов времени в год (при получасовой поездке).

Эти данные удалось подсчитать как раз благодаря подобными интеллектуальным транспортным системам. Чем больше их развивать и внедрять — тем больше можно узнать о ситуации на дорогах и научиться контролировать ее. Для этого в вузе работают и над другими проектами.

• В рамках проектного обучения реализуется проект «Умный транспорт „Smart transportation“». Одна из его задач, к примеру — мониторинг экологической обстановки с целью снижения отрицательного воздействия автотранспорта на окружающую среду.
• Одним из обладателей гранта конкурса «УМНИК» в 2020 году стал магистрант кафедры электронных вычислительных машин Никита Алдохин с проектом «Разработка системы глобального мониторинга транспорта с применением технологии RFID» (способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные).

— Ведь это выглядит достаточно просто: мы наклеим на машину специальную метку, подобную той, что бывает на товарах в супермаркетах для защиты от кражи, а считыватель на стационарном объекте отправит данные в автоматизированную систему, что транспорт прибыл на некоторую остановку или на КПП склада, или проехал какой-то участок дороги, — рассказал студент. — На больших предприятиях тоже станет удобно следить за тем, где находится та или иная машина, и эффективно решить связанные с ней вопросы логистики. Скорее всего, будет предложение транспортным компаниям получить доступ к данным от считывателей и сервису.

А пока улицы Челябинска потихоньку развиваются и «умнеют» и в других направлениях. Уже стали появляться новые «зебры», которые при приближении пешехода начинают ярко светиться, предупреждая водителей о том, что впереди человек.

Устанавливают и «умные» остановки, которые оснащены системой видеонаблюдения и кнопкой «112» для вызова экстренных служб. Такая система позволяет отслеживать ситуацию на остановке. Например, может «засечь» оставленный предмет, увидеть драку или другую внештатную ситуацию, а затем передать сигнал диспетчеру. Система, как заявили в мэрии, уже работает, но точное число зафиксированных обращений пока не подсчитано.

Так что новые технологии на улицах южноуральской столицы появляются. Но вот получится ли полностью отдать ситуацию на дорогах в «руки» нейросетям и автоматам? Ученые над этим работают, как видим, постоянно. Там, глядишь — и пять суток в году, затраченные на пробки, можно будет проводить куда более приятно. Если, конечно, полученную аналитику не разобьет в прах «газелист», которому вздумалось высадить пассажиров посреди улицы или повернуть с третьего ряда направо...