Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) постепенно охватывают все более широкий спектр задач: умные дороги и светофоры, платный проезд, борьба с пробками, оптимизация грузоперевозок… Есть для них место и в сфере дорожного хозяйства, выходящей сегодня в Беларуси на первый план: если автоматически отслеживать состояние дорожного покрытия или объекта, затраты снизятся, а ремонт станет более своевременным и эффективным.
ИТС все чаще упоминают в публичных выступления должностные лица, начиная с главы государства и министра транспорта. Ключевая задача – интеграция имеющихся наработок. А их немало, подчеркнул замначальника главного управления автодорог Министерства транспорта и коммуникаций Беларуси Сергей Леончик на весенней научно-технической конференции «Новые технологические решения для дорог и мостов в транспортной инфраструктуре»: «У нас существует очень много сервисов и элементов ИТС, которые мы пытаемся систематизировать и развивать дальше».
МОСТ – НА КОНТРОЛЕ
Одним из примеров подобных разработок является автоматизированная система мониторинга состояния мостов и путепроводов, разработку которой «БелдорНИИ» начал еще в 2011 году. Почему мосты? Если с мостом возникнут проблемы, пропускная способность соответствующей магистрали снизится. Мост – сложный и потому уязвимый инфраструктурный объект: он эксплуатируется интенсивно и непрерывно, и в ходе эксплуатации его долговечность и грузоподъемность постепенно идут на убыль. Такой объект мало периодически осматривать – нужно контролировать постоянно.
Начиналось все с разработки датчиков, отслеживающих состояние сооружения. Для контроля важно знать, из каких конструктивных элементов состоит мост, какие дефекты могут в них возникнуть, как их устранить и т.п. А кто может обладать такими объемами информации, как не «БелдорНИИ»? Вот она, интеллектуальная основа белорусской системы мониторинга мостов и путепроводов. Собранную датчиками информацию в режиме реального времени передают по проводным и мобильным каналам, специалист на экране компьютера наблюдает за микроперемещениями элементов сооружения. Если изменение параметров больше допустимого, система подает сигнал.
Справка «ТБ». Система мониторинга мостов в Беларуси используется на 16 крупных объектах: 10 мостах – на республиканских дорогах, пяти – в Минске и еще одном – в Гродно.
Столица в лице «Горавтомоста», под опекой которого на тот момент числились 109 мостов и 103 подземных перехода, обзавестись собственным центром мониторинга мостов и путепроводов решила в конце 2023 года. Первоначально датчики при реконструкции установили на путепроводе проспект Победителей – улица Богдановича, затем на развязке на 25-м км МКАД (Минск – Дзержинск). Сейчас таких объектов уже пять. Нагрузка на столичные мосты и путепроводы действительно повышенная. Сразу же речь зашла о том, что новые и реконструированные мостовые сооружения следует обязательно снабжать датчиками.
Так что система мониторинга состояния мостов, как и, например, Республиканская система мониторинга общественной безопасности, формируется естественным путем, исходя из реальных потребностей инфраструктуры: сбор информации, ее агрегация, интеграция и т.п. И со временем над уже отработанными диагностическими регламентами и базами данных растет программная и аппаратная надстройка, вплоть до модного искусственного интеллекта.
УСЛЫШЬ И ОЦЕНИ
В России дорожники тоже делают ставку на программно-аппаратные комплексы (ПАК). Что до мониторинга дорожного покрытия, то, помимо привычных видеокамер и датчиков, они обратили внимание на виброакустику – технологию, основанную на принципе рэлеевского рассеяния, открытого еще в XIX веке: рассеяние света на объектах, размеры которых меньше длины его волны. Акустические волны распространяются в том числе в твердой среде, например, в проложенном вдоль дороги оптоволокне. Оно сравнительно дешево, особенно с учетом того, что камеры на каждом шагу не расставишь, а оптический кабель способен выступать в роли пассивного сенсора на рубежах до 100 км, не нуждаясь в электроэнергии. Он вслушивается в дорогу, передает результаты для анализа нейросетями, и все это интегрируется в специальный ПАК.
Россияне первыми в мире внедрили систему акустического мониторинга по волоконно-оптическим линиям в рамках стандарта умной дороги v2x, предполагающего коммуникацию транспортного средства как с другими ТС, так и с дорожной инфраструктурой.
Справка «ТБ». В 2023 году проект виброакустического мониторинга был реализован компанией «СМАРТС» в Самарской области на участке федеральной трассы M-5 протяженностью 240 км. Система в режиме реального времени отслеживает события на дороге с точностью до одного метра по акустическим следам.
Да, у любого автомобиля или пешехода есть свой акустический «отпечаток пальцев» (fingerprints), благодаря чему мониторить можно прежде всего транспортный поток, в том числе на предмет безопасности. Однако возможности виброакустики шире: помимо траектории движения человека или машины, она способна отслеживать, например, работу шанцевым инструментом или землеройной техникой, контролировать охраняемый периметр и т.п. Иными словами, при постановке соответствующих задач наверняка отследит и изменения состояния дорожного покрытия.
Еще одна актуальная российская концепция цифровизации дорожной инфраструктуры – технология информационного моделирования (ТИМ). С ее помощью создается информационная модель объекта, используемая на протяжении всего его жизненного цикла. Выигрыши очевидны: ускорение разработки и реализации проектов, сокращение затрат при строительстве, реконструкции, ремонте, планирование работ и повышение их качества.
ТИМ опирается в диагностике и мониторинге на данные разнообразных подсистем ИТС. Модель виртуально живет параллельно с реальным объектом – от проектирования до сноса. Журнал «ИТС России» описывает назначение ТИМ так: «Ключевой задачей являются диагностика и мониторинг объекта, оперативной обстановки на нем – это интенсивность дорожного движения, метеоусловия, диагностика элементов искусственных сооружений, мостов и путепроводов, состояние дорожного полотна и т.д. Важно не только реагировать на текущие изменения конструкций или состояния инфраструктуры, но и иметь возможность создавать прогнозную модель объекта, планировать проведение ремонтных работ, в том числе обеспечивая межремонтные сроки».
В общем, траектория развития «дорожного интеллекта» примерно такова: отдельные функции и технологии интегрируются в систему, затем происходит бесшовная интеграция систем, расширяющая их возможности. Да, это дело не одного дня, однако темпы цифровизации дорожного хозяйства впечатляют уже сегодня.
Алексей КАРАМАЗОВ