«Если повернуть выключатель, город остановится»

Дмитрий Горшков, который в столичном Центре организации дорожного движения (ЦОДД) отвечает за использование и развитие информационных систем и ресурсов, показывает подвал, где расположены коммуникации и дата-центр: «Сюда поступают данные со светофоров, сюда — с камер фиксации. А в этой комнате пункт управления электропитанием».

Специалист на секунду останавливается и произносит: «Если здесь все отключить, город просто остановится». На самом деле светофоры не отключатся, объясняет Горшков, а начнут работать по стандартным алгоритмам, но этого для Москвы не хватит. Несколько последних лет город управляется умной электроникой, без которой не смог бы пропускать такое количество автомобилей.

— Давайте для начала попытаемся объяснить, что такое Интеллектуальная транспортная система (ИТС) и для чего она вообще нужна?

— ИТС — это целый набор элементов, при помощи которого мы можем регулировать трафик и контролировать движение. В первую очередь, это умный светофорный объект с компьютером, который позволяет ему, как самому принимать решения, так и взаимодействовать с другими светофорами. Детекторы транспорта стоят не только на светофорах, есть датчики на дорогах. Все они измеряют, сколько машин, по какой полосе, в какой промежуток времени проехали. В зависимости от этой информации светофоры начинают выстраивать линии, фазы.

Представьте, что один светофор говорит другому: «Я тебе отправил 40 машин». Тот видит, что к нему приехало 38, две где-то свернули. Если возникает пробка, то светофор просит предыдущий придержать трафик. В самом идеальном случае светофоры работают в режиме «зеленой волны», когда трафик проезжает вообще без остановок.

— Как автомобилисту рассчитать правильную скорость для «зеленой волны» и от чего она зависит?

— Маленький лайфхак: зеленая волна работает при скорости потока чуть медленнее разрешенной. Например, машины могут ехать 50-55 км/ч, нигде не притормаживая. Если быстрее, то езда получится более дерганной. Так, например, светофоры работают в Зеленограде. С другой стороны, ритм светофоров подстраивается под трафик, потому что транспортная модель является динамической.

— Датчики на светофорах — единственный источник информации?

— Помимо датчиков ИТС собирает информацию с камер видеофиксации, которые измеряют скорость, с различных приборов ГЛОНАСС/GPS на автобусах, такси, коммунальной технике и машинах ЦОДД — это десятки тысяч источников. Этот набор данных позволяет точно рассчитать правильную скорость потока, чтобы он ехал максимально быстро. Но сделать ее выше разрешенной не получается никогда.

— Может ли ИТС работать вне системы на отдельно взятом объекте, например, на загородной трассе?

— Это называется адаптивное управление, когда светофор полностью самостоятелен. Он сам считает, сколько машин подъезжает, и решает, какому направлению какой дать приоритет. Например, если на примыкающей дороге нет транспорта, то нет смысла включать для нее зеленый свет. Если же светофор увидит поток транспорта, он его выпустит.

Видео 11 апреля 2018 Камеры, пробки, светофоры: один день работы в ЦОДД

Новости 20 июня 2018 На самых оживленных перекрестках Москвы поменяли режим работы светофоров

— Красный свет во всех направлениях — это сбой системы или специальный алгоритм?

— При пустых дорогах ночью светофоры во все направления ставятся на красный. Это делается для того, чтобы автомобилисты не ускорялись в попытках проскочить перекресток. Но при приближении машины детектор в асфальте включает разрешенный сигнал. Если ехать с превышением скорости, придется остановиться, а при разрешенной не потребуется даже притормозить.

— Как ИТС помогает реализовать приоритет общественного транспорта?

— Одна из главных задач ИТС как раз и заключается в обеспечении проезда общественного транспорта. Например, на Шоссе Энтузиастов трамвайные пути пересекают съезд и заезд на ТТК, и когда трамвай приближается, детектор перекрывает фазу автомобилям. При этом они тоже в выигрыше. Стандартный цикл светофора — это примерно минуту туда, 40 секунд — сюда, но трамвай ходит здесь раз в 5 минут, и все остальное время машины едут без остановки.

ИТС на общественном транспорте намного сложнее. Там не просто трекеры, а целый набор бортовых камер, не менее шести, и разных датчиков. У части автобусов есть камеры видеофиксации нарушений, которые снимают неправильно припаркованные машины и выезд на выделенную полосу.

Очень важное понятие для общественного транспорта — тактовая частота. Мы делаем тепловую карту простоев автобусов, где они задерживаются, пытаемся автобусу движение облегчить.

— Какой смысл использовать информационные табло с погодой и пробками, если все то же самое есть в смартфоне?

— Табло позволяет гарантированно донести информацию в конкретном месте. Кроме того, данные ЦОДД точнее и полнее. Технология других сервисов основана на треках перемещения пользователей приложений, но часто картинка в них не соответствует реальности. В частности, автомобиль где-то припарковался, а приложение пользователя работает, и якобы на данном участке пробка. У ЦОДД на улицах 3700 детекторов, 1500 камер, десятки тысяч треков общественного транспорта. Мы можем открыть любую камеру. У нас есть системы видеоаналитики, которые распознают нештатные ситуации. Поэтому мы можем среагировать быстрее, вызвать ГИБДД или вмешаться в работу светофора вручную.

— «Яндекс» собирает данные с сотен тысяч машин по всему городу. А насколько распространены ваши датчики?

— Площадь покрытия намного больше, потому что любой светофор или камера — это датчик. И у нас не просто больше информации. Мы постоянно изучаем плотность потока, логику движения, изменения в динамике. Ежедневно в ЦОДД поступает более 350 млн пакетов данных с различных точек сбора. Это информация с детекторов транспорта, комплексов видеофиксации, треков бортового оборудования подвижного состава, видеокамеры. Думаю, что Яндекс не знает, сколько автомобилей в городе передвигается в каждый момент.

— Как работает датчик на светофоре? Распознает образы, использует инфракрасные камеры или сонары?

— Есть оптические камеры, у которых программно размечена проезжая часть. Второй тип датчика — детектор без оптики, небольшая белая антенна, стоящая под углом. И тот, и другой могут подсчитать число машин, разобрать их по полосам. Одни могут сделать общую матрицу, другие получить информацию точечно.

— Все ли данные аккумулируются в дата-центре ЦОДД, или ИТС может работать автономно в пределах нескольких объектов?

— И да, и нет. У нас крупный центр обработки данных, второй по величине в Москве, и сюда стекаются данные от всего установленного оборудования. Но это не значит, что все управляется одной программой. Есть отдельные светофоры, есть районы, связанные в сеть. Например, Медведково имеет единую систему управления. Иногда в такую систему объединяется одна вылетная магистраль. Есть и другие участники процесса, например, ГИБДД и спецслужбы. Алгоритм обработки данных зависит от потребностей.

— Может ли кто-то установить светофор без участия ЦОДД, не включив его в систему и не оснастив датчиками?

— Мы всегда выдаем технические условия на светофорные объекты, говорим, как они должны выглядеть, и просим включать в систему. Но иногда «чужие» объекты все-таки появляются, например, при строительстве или ремонте. А жалобы на работу светофора поступают к нам. В таких ситуациях оперативно выезжаем, помогаем запустить объект в нормальный режим.

— Имеют ли спецслужбы свои рычаги управления ИТС, и не могут ли они случайно обрушить всю систему?

— Существует так называемый выносной пульт управления, который позволяет сотруднику ГИБДД управлять светофорами в ручном режиме. Например, при сложном ДТП, перекрытиях на городских мероприятиях или организации спецпроезда. Так же мы можем управлять любым светофором из ЦОДД. Система очень надежная, и риск ее уязвимости минимален.

— Можно ли использовать весь имеющийся массив информации для оптимизации скоростного режима в городе?

— Мы постоянно это делаем. Динамическая транспортная модель считает оптимальные скорости движения на каждом участке. В систему поступают данные о количестве автомобилей в городе, их скорости, распределению по дорожной сети, телематические отметки о движении наземного городского транспорта. В автоматическом режиме все эти данные обрабатываются на серверах и на их основе корректируется работа светофоров, вносятся изменения в организацию движения с учетом безопасности и нормативов.

— Датчики в светофорах уже научились считать пешеходов?

— Конечно. У нас есть пилотный проект по одному адресу — светофоры считают и пешеходов, и велосипедистов, и транспорт. Зачем это нужно? Например, электричка привозит на вокзал 1000 человек. Из них 500 зашли в метро, 200 пошли на автобусный круг, а 300 «потерялось», то есть они работают где-то рядом. Эти знания помогут рассчитать оптимальные маршруты перемещения для всех. Сейчас разрабатывается приложение, где будут интегрированы все способы перемещения по городу.

— Зачем, если «Яндекс» и Google уже предлагают подобный сервис?

У Яндекса есть целый набор отдельных приложений, а у нас стоит задача объединить весь транспорт в одном приложении, включая электрички, велопрокат и каршеринг. У нас есть все данные для этого. И они намного точнее, обширнее.

— Пешеходные переходы тоже можно регулировать в зависимости от загрузки?

— Это следующий этап. Сейчас начали экспериментировать с логикой светофоров, увеличивать пешеходные фазы. Можно делать это либо просто дав пешеходам больше времени, либо уменьшая фазы для автомобилей. Одно из перспективных нововведений — приоритет для маломобильных граждан, когда при помощи специальной карты переход может активировать для себя более длинную фазу перехода.

— Какой объем информации обрабатывает ЦОДД ежедневно?

— В день мы получаем от 80 до 120 млн картинок проездов транспорта, из которых складывается общая картина. Сейчас все закрыли камерами, выехать из Москвы незамеченным невозможно, что, кстати, облегчило задачу розыска транспортных средств. В среднем одну машину за день фиксируют 12 камер. Стоит отметить, что с помощью камер проводится мониторинг дорожного движения и розыск угнанного автотранспорта. В 2017 г. на 39% снизилось количество угонов по сравнению с 2016 годом.

— Можно ли сказать, что существующий алгоритм является оптимальным, и совершенствовать систему дальше смысла нет?

— С точки зрения технического оснащения и прогресса мы уже одни из лидеров. К нам приезжают коллеги, смотрят, удивляются, просят помочь с организацией подобных проектов. Тем не менее, каждый день мы пробуем новые технологии, проводим эксперименты. Будем дорабатывать софт, алгоритмы, физику железа, которое стоит на улице. Пробуем новые контроллеры, детекторы, датчики, потому что это постоянный эксперимент на тему того, как сделать лучше.