Информационно аналитическая система для контроля и управления безопасностью дорожного движения

Все началось с того, что я пошел учиться в автошколу в 2009 году. По сравнению с гоночными болидами, которыми я управлял в компьютерных играх, управление реальным авто мне показалось очень неудобным, много лишних действий, с которыми вполне может справиться автоматика или электроника. Зачем педаль сцепления? Почему машина глохнет? Почему нужно переводить в нейтральную скорость? И так далее. Таких вопросов у меня было много. Предполагаю, что на новых автомобилях частично решены мои вопросы. Но после автошколы, которую я закончил успешно, мне не довелось сидеть за рулем. Может и к лучшему. Машины нет, не предвидится в ближайшем будущем, и, в общем-то, не надо.

С тех пор я начал теоретизировать, фантазировать и применять виртуальные решения для конкретных ситуаций, виденных мной на дорогах, в салоне транспортного средства. Как бы действовала придуманная мной система. Со временем эти образы стали складываться в общую картину. В 2011 году я познакомился с человеком, с которым можно было поговорить на эту тему. Я рассказал, как все это вижу, а он поделился своим мнением. У него своя машина, и он является активным участником дорожного движения со стажем.

В конце 2012 года мне пришла в голову идея, что нельзя останавливаться на разработке системы только для транспортных средств, нужно мыслить шире. Так в системе появились новые узлы. Я их назвал: Машина, Дорога, Светофор, Сервер.

Несколько месяцев у меня ушло на обдумывание связей между узлами системы. В данной статье, я покажу, что из этого у меня получилось. В приведенном ниже изображении схематично указан путь передачи информации.

В центре рисунка изображен сервер, который получает и отправляет информацию.
Справа — светофор, вверху – машина, а слева – дорога (для большей наглядности использованы знаки).

Далее предлагаю более подробно ознакомиться с теми данными, которые передают и принимают узлы системы.

Машина -> Дороге

• Данные гироскопов + координаты (для выявления неровностей дороги)
• Скорость движения
• Общие характеристики машины, колеса, прицеп (вес, размеры, габариты, марка)

Дорога -> Машине

• Погодные условия на дороге (температура, лед, вода и т.д.)
• Освещение в темное время суток (фонарные столбы)
• Загруженность полотна (количество машин на дороге)
• Пешеходные переходы без светофора
• Наличие людей на дороге и рядом с дорогой, тротуары, обочины
• Дорожные знаки, разметка, включая временные
• Точная карта участка дороги в 3D (дефекты/особенности полотна)
• Стоянки, парковки, остановки маршрутного транспорта
• Общая карта (города, местности)
• Тоннель, мост, переправа (высота, ширина, максимальный вес)
• Перекрестки, железная дорога
• Аварии, пробки, дорожные работы

Машина -> Светофору

• Направление движения через перекресток
• Данные о дороге и о людях вокруг, полученные своими приборами
• Позицию других машин относительно себя

Светофор -> Машине

• Загруженность перекрестка, зоны действия светофора
• Направление движения других машин
• Направление и скорость ветра
• Пешеходные переходы, люди
• Движение поездов
• Вся информация касаемая перекрестка полученная от дороги

Дорога -> Светофору

• Погодные условия на дороге (лед, вода…)
• Загруженность полотна (количество машин на перекрестке)
• Наличие людей рядом с перекрестком, тротуары, обочины
• Дорожные знаки, разметка, включая временные
• Точная карта перекрестка в 3D (дефекты/особенности полотна)
• Тоннель, мост (высота, ширина)
• Аварии, пробки, дорожные работы на перекрестке

Машина -> Машине

• Направление и скорость движения
• Общие характеристики машины, колеса, прицеп (вес, размеры, габариты)
• Данные гироскопов + координаты (для вычисления геометрии движения)

Светофор -> Светофору

• Загруженность перекрестка, зоны действия светофора
• Направление и скорость движения машин
• Направление и скорость ветра
• Пешеходные переходы, люди
• Движение поездов
• Вся информация касаемая перекрестка полученная от дороги

Сервера

• Сервера получают и обрабатывают информацию, полученную от дорог, машин и светофоров
• Составляют карты
• Подсчитывают статистические данные
• Анализируют всю систему и каждую его часть отдельно: машины, дороги, светофоры
• Вызывают полицию, скорую помощь, пожарных и другие службы в случаи необходимости
• Предлагают оптимальные решения, полученные на основе предыдущего опыта
(для машин маршруты, для светофоров время срабатывания и т.д.)
• Серверы будут общаться между собой взаимозаменяя и дополняя друг друга
• Отсутствие единого центра повышает отказоустойчивость
• Такой же принцип будет использоваться и в светофорах, машинах, дорогах

Каждая из этих систем сможет работать самостоятельно

• Машина сможет ехать без помощи сервера, дороги, светофоров.
• Дороги смогут тоже собирать и обрабатывать информацию без сервера и светофора, даже от машин, которые не оснащены всеми приборами и датчиками.
• Светофоры, объединённые в единую сеть, смогут обеспечить бесперебойную работу без сервера, данных от дорог и от машин
• Серверы смогут, на основе косвенных данных, выполнять поставленную перед ними задачу. Если вдруг перестанет поступать информация от дорог, будут использовать то, что есть от машин и светофоров и т.д.

Как представляю себе компоненты каждого узла в отдельности.

Машина

Колеса от двух и более: Покрышка, рама, мотор, тормоза, генератор, аккумулятор, гироскоп, акселерометр, ПК контроль, стыковка с кузовом.

Кузов: Салон, дополнительный мотор, генератор, аккумулятор, платформа, амортизаторы, двери, люки, крышка, капот, окна, лобовое стекло, крыша, пол, чувствительная «кожа», ощущение себя в пространстве, фары, освещение, зеркала, обзор, датчики, камеры, сканеры, ПК контроль, аккумулятор, аксессуары, спецоборудование, прицеп

Салон: Двери, люки, крышки, окна, лобовое стекло, пол, крыша, изоляция( звук, пыль, вода, газ), кресла, ремни, подушки безопасности, управление движением(руль), управление системами, кондиционер, фильтры, резерв воздуха, освещение, развлечения, мультимедиа, система, хранения, багажник, ПК контроль, аккумулятор, сервер обработки и связи.

Гараж, СТО, Заправки

Дорога

Проезжая часть: Полотно, покрытие, мосты, туннели, виадук, разметка, зебра, сбор энергии.

Тротуар, обочина: Дорожные знаки, адреса, бордюр, ограда, освещение, подземный переход, надземный переход, зеленые насаждения, мусорные баки, столбы электрические, датчики, сканеры, камеры, шлагбаум, ПК контроль, связь, каналы, люки, канализация, технические, сбор воды, остановки, парковки.

Сервисная служба: Специалисты, рабочие, спецтехника, метеослужба, сервер обработки, связь, 3D карта участка, общая карта, данные с центрального сервера о дороге без датчиков, исторические сведенья, графики движения, маршруты.

Светофор
3D сканер перекрестка, датчики, камеры, ПК контроль, связь, инфо панели, экраны, освещение, данные от дороги, данные от машин, данные от сервера, данные от светофоров.

Сервер

Администрация, общий контроль, архив, специалисты, связь, вызов служб, справочный центр, информирование, обучение, установка и обслуживание оборудования, мощные компьютеры, центр разработки, инноваций, тестирования и внедрения.