Интерактивные карты в рамках ИТС меняют дороги к лучшему

92
6 минут
Интерактивные карты в рамках ИТС меняют дороги к лучшему

Геоинформационные системы (ГИС) являются неотъемлемой частью интеллектуальной транспортной системы (ИТС) в каждом городе. Власти во многих развитых странах активно используют их для управления автомагистралями и транспортом.

Карты из базы данных ГИС могут быть преобразованы в функциональные модели дорог для полномасштабного моделирования движения. Через «умные карты» информация о дорогах может быть легко передана властям и общественности. ГИС также помогают в предотвращении аварийных ситуаций.

Консалтинговая компания P&S Market Research в 2018 году прогнозировала, что к 2023 году мировой рынок ГИС достигнет отметки в $17,5 млрд. Спрос на «умные карты» вызван усилением урбанизации, развитием корпоративных приложений, внедрением лазерного сканирования и увеличением доступа к «облачным» вычислениям и данным.

История «умных карт»

Концепция ГИС появилась в 1960-х. Тогда доктор Роджер Томлинсон разработал проект канадской ГИС. Одновременно с этим в 1964 году в Северо-Западном университете в Иллинойсе Говард Фишер создал одну из первых программ для составления компьютерных карт, известную как Symap. Спустя год он основал Гарвардскую лабораторию компьютерной графики и пространственного анализа. В лаборатории работало много талантливых проектировщиков, географов и программистов. Тогда идея с компьютерными картами не казалась прорывной, но некоторые ранние ГИС уже начали появляться.

Американские предприниматели Джек и Лаура Дэнджермонд основали Институт систем исследования окружающей среды (Esri) в 1969 году. С самого начала изобретатели осознавали, что ГИС уникальны тем, что их можно широко применять в контексте многих приложений. Уже тогда предприниматели понимали, что все виды географической информации могут быть занесены в компьютер в качестве оверлея (метод создания программ, которые занимают больше памяти, чем установлено в системе) для решения широкого спектра проблем.

Работа шла достаточно долго, и только в 1981 году Esri выпустила свой первый коммерческий ГИС-продукт, известный как Arc/Info. Первоначальная версия позволила каждому пользователю применять программное обеспечение для создания собственных слоев цифровых карт и работать над приложениями, связанными с ГИС. Со временем пользователи стали не только создавать новые данные и проекты, но и начали обмениваться и сотрудничать друг с другом. Создатели Esri предполагали, что работа пользователей позволит сформировать непрерывную и пересекающуюся базу данных по всему миру. Благодаря резкому распространению Интернета ГИС смогли занять важное место в современной картографии. Ряд программных продуктов под наименованием ArcGIS получил широкое распространение по всему миру. К началу 2010-х Esri контролировала почти 40% всего рынка ГИС, а на компанию работали 4000 человек.

Джек Дэнджермонд отметил в интервью журналу ITS-International на Всемирном конгрессе ИТС в Мельбурне в 2016 году, что в последнее время все больше людей выбирают альтернативу владению и единоличному пользованию автомобилем. Это, в его представлении, приводит к изменению схем поездок и развитию автономных транспортных средств, а также маршрутизации и навигации. Предприниматель считает, что во всем мире логистические компании применяют ГИС для управления перевозками, что позволяет экономить до 25% затрат на доставку товаров и до 25% топлива.

Одной из ключевых проблем при реализации ГИС является поиск ресурсов для эффективных систем общественного транспорта, которые будут поддерживать городскую среду, введение новых технологий. Поэтому первоочередной задачей будет качественное планирование в рамках ГИС, чтобы сделать городской транспорт более экологичным. Дэнджермонд уверен, что ГИС позволят в будущем подготовить платформу для ограничения использования ископаемого топлива. Так, Esri поощряет людей использовать «зеленую» инфраструктуру, которая представлена сохраненными открытыми пространствами, водосборными бассейнами, местами обитания диких животных и парками. Вторая стратегическая инициатива Esri сосредоточена на прозрачности сообществ, которые создают инновационные центры с использованием ГИС для улучшения качества жизни в городе.

Примеры в транспортной сфере

В марте 2020 года Исследовательский институт Toyota продемонстрировал карты высокого разрешения (HD) для автономных автотранспортных средств с относительной точностью менее 50 см. В компании надеются использовать полученные результаты, чтобы сократить задержки при обновлении HD-карт, расширить их охват и сократить расходы на техническое обслуживание.

Toyota сотрудничала с корпорацией Maxar Technologies, которая занимается космической инфраструктурой (спутниками, радиолокацией и обслуживанием на орбите планеты), для создания карт с использованием коммерческих спутниковых изображений. Компании получили возможность автоматически извлекать картографическую информацию и анализировать ее. Также специалисты начали удалять и корректировать пиксели, не относящиеся к карте, включая транспортные средства и тени, которые появляются из-за наклона зданий на спутниковых снимках.

Toyota также вела работу с компанией Carmera, которая специализируется на создании 3D-карт, в том числе и для ГИС. Сотрудники вместе использовали видеорегистраторы для обнаружения и размещения дорожных объектов, включая полосы движения, дорожные знаки и светофоры. Карты

протестировали в 23 специальных районах Токио, образующих самую заселенную часть мегаполиса, и в двух неназванных городах штата Мичиган.

В рамках другой инициативы в Toyota продемонстрировали обновление разметки дорожных полос практически в реальном времени на HD-карте. В компании отметили, что это было достигнуто путем преобразования данных из транспортного средства в «облачную платформу».

В апреле 2020 года немецкая компания PTV выпустила инструмент анализа городской мобильности – приложение City in Motion. Одной из функцией программы являются тепловые карты, которые отображают объем дорожного движения по сети маршрутов. Одновременно с этим пользователь может получить информацию о доступности парковки, о ремонтируемых инфраструктурных объектах или о местоположении автотехники. Также приложение показывает колебания спроса на городской транспорт и такси. Это стало возможным благодаря использованию искусственного интеллекта и исторических данных об определенном городском районе. Так, анализ и визуализация обеспечивает прозрачность для пользователей и помогает властям выявлять проблемы с мобильностью и разрабатывать варианты их решения.

Российские ГИС

ГИС появились в России в начале 1990-х, но тогда мало специалистов использовало «умные карты» как самостоятельную технологию для разработки геоинформационных проектов. Большой вклад в развитие нового направления внесла ГИС-Ассоциация, которая появилась в 1995-м. Она объединила университеты, научно-исследовательские центры, проектно-конструкторские бюро, информационные и инженерные организации.

ГИС-Ассоциация в 2004 году предложила создать Российскую инфраструктуру пространственных данных. Идея была поддержана правительством, и проект был включен в Федеральную целевую программу «Электронная Россия (2002–2010 годы)».

В 2006-м разработали Концепцию формирования инфраструктуры пространственных данных, которая предполагает создание иерархичной

территориально-распределенной системы сбора, обработки, хранения и предоставления данных на карте. ГИС активно используются в Ростовской, Нижегородской, Калужской областях, а также в Санкт-Петербурге и Москве. Основные массивы данных собирают федеральные и региональные министерства, федеральные агентства и Росстат.

В последнее десятилетие частный сектор старается больше использовать новую технологию. Отечественный рынок автодорожных ГИС включает в себя IndorSoft и их продукт IndorRoad, «Интелнова» и их программу «ДорГИС» и другие.

Существует два варианта работы ГИС с автодорогами. Первый предполагает одновременное создание инфраструктурного объекта вместе с картой, а второй – создание ГИС для существующего объекта. В России более распространенным является второй. В 2009–2013 годах были реализованы ГИС М-1 «Беларусь», ГИС М-10 «Россия» и ГИС М-53 «Сибирь», а в 2011–2015 годах по заказу Росавтодора были сделаны ГИС М-3 «Украина» и ГИС М-4 «Дон».

Автопроизводители и Росавтодор сотрудничают в рамках подхода V2I (vehicle to infrastructure, что переводится как «автомобиль к инфраструктуре»), поэтому ГИС видится важнейшим звеном в интеграции всех сопутствующих систем. Так, в Росреестре создали подгружаемую кадастровую карту с помощью Web Map Service. Данные собираются с дорожных видеокамер в режиме реального времени, или их можно найти в архиве изображений с временными метками. Также используются данные дорожных метеостанций, чтобы инженеры и водители могли оперативно получать прогноз погоды. Это позволит лучше планировать поездки, а дорожным службам будет проще реагировать на чрезвычайные условия. Также в архитектуру многих российских ГИС заложены возможности для взаимодействия с другими ведомствами, включая Минтранс и ГИБДД. Одним из примеров является информационный ресурс «БезопасныеДороги.РФ», благодаря которому граждане могут отправлять инициативы по ремонтным работам, дорожной разметке, знакам и светофорам,качеству дорожного полотна. Инициативы отображаются на карте, благодаря чему властям проще реагировать на просьбы.

Георгий Смирнов, журнал  «Автомобильные дороги»   





  • Комментарии
Загрузка комментариев...