iPavlov Media

iPavlov "Smart City" 3.0 - безопасность превыше всего!

Инновационная ИИ-компания “iPavlov” совместно с НИЦ АО “Швабе” в МФТИАО “ПО “УОМЗ” и ХК АО “Швабе” (входит в состав госкорпорации "Ростех"), разрабатывают и успешно внедряют комплексное программное обеспечение ИИ-системы “Умный перекресток”. О том, каким образом наш город становится завтра умнее чем вчера, читайте в данной статье.

Система «Умный перекресток» платформенного решения “Умный город” (iPavlov Smart City) предназначена для управления объектами дорожно-транспортной сети, организации сбора и передачи статистических данных с объекта, создания дополнительного акцентирования на аварийном участке и фиксации нарушений ПДД.

Помимо повышения уровня безопасности всех участников дорожного движение и снижения уровня загазованности города (за счет снижения время пребывания автотранспорта на “умных перекрестках”), стоит уделить особое внимание прямой зависимости ВВП населенного пункта от снижения количества пробок и заторов в городах при условии своевременного ситуационного и эффективного регулирования транспортных потоков искусственным интеллектом в режиме реального времени.
По данным Минтранса РФ последних лет, ущерб от пробок на дорогах приблизительно оценивается в 4,5–5,3 трлн. рублей в год ($150,4-177,1 млрд), или 7-9% ВВП”. Иными словами, чем больше люди проводят времени в пробках, тем меньше совершается полезных для производства, для населенного пункта, соответственно для государства, действий в одну единицу времени. В решении данной проблемы одну из ключевых ролей играет цифровизация перекрестков - наиболее сложных участков дорожной сети, которые как правило, являются главной причиной дорожного затора или аварийной ситуации. В данной связи в перечень национальных целей развития Российской Федерации до 2030 года входит цифровая трансформация транспортного комплекса РФ и вместе с тем повышение безопасности участников дорожного движения. Российский Минтранс намерен бороться с пробками с помощью внедрения интеллектуальных транспортных систем.

Концепт-слайд
Концепт-слайд "Умный перекресток" iPavlov, НИЦ АО "Швабе" в МФТИ, АО “ПО “УОМЗ” и ХК АО “Швабе” (входит в состав госкорпорации "Ростех").

Учитывая широкий спектр социально-важных задач, решаемых за счет внедрения ИИ-системы “умный перекресток”, Центр организации дорожного движения (ЦОДД) правительства Москвы призвал увеличить количество умных перекрестков к концу 2020 года увеличится со 100 до 500, а именно в 5 раз, а также придерживаться данной практики в дальнейшем с приходом умных технологий пропускная способность перекрестка в среднем повысится на 20%-30%, а ДТП и аварийные ситуации на перекрестке в среднем сократятся в 8 раз.


Как именно это работает?

Комплексный подход внедрения ИИ-системы “Умный перекресток” iPavlov и ХК “Швабе” включает в себя: центр обработки данных (комплексный сервис - Big data), “умный светофор” (модульное устройство, принцип работы Plug&Play, расширенные визуальные возможности, лазерный модуль), универсальные дорожные контроллеры, оптическую подземную линию, датчики движения, оптико-акустическое оборудование, кооперативную интеллектуальную транспортную систему C-ITS и систему распознавания сложных объектов (состав: ПАК СРСО).

В рамках системы “умный перекресток”, OOO “Айпавлов” и ХК “Швабе” внедряют кооперативную интеллектуальную транспортную систему “C-ITS”, которая способствует повышению безопасности движения за счет взаимодействия элементов дорожной инфраструктуры, облачных информационных сервисов и систем помощи водителю “ADAS”. Применение технологий ИИ повышает эффективность выявления событий, влияющих на безопасность транспортных систем. Таким образом, система “C-ITS” позволяет осуществлять управление производительностью приборных модулей, сбор и анализ данных, управление распределительными сетями приборов. В число каналов передачи данных данной системы входят: Ethernet, WiFi, LPWAN и т.д..

Размещенные на перекрестке “умные камеры” и датчики, данные с которых получает и анализирует система “C-ITS”, снижают аварийность дорожного участка примерно на четверть при помощи адаптивной системы управления транспортными потоками. Фото/видео-фиксация позволяют следить за дорожной обстановкой в режиме реального времени, а также фиксировать моменты нарушения ПДД, подавать сигнал тревоги оператору в случае возникновения аварийных и нештатных ситуаций на подконтрольном объекте. Компоненты комплекса системы распознавания сложных объектов устанавливаются над стоп-линией каждого направления перекрёстка.Также дополнительно на расстоянии 20-30 м от перекрестка устанавливаются обзорные камеры на каждом из направлений.


Функционал “умных камер” iPavlov и холдинга “Швабе” довольно широкий:
  • Учет количества пешеходов и транспорта
  • Фиксация скорости объектов
  • Сбор статистических данных, автоматическая диагностика состояния дорожно-транспортной системы
  • Фиксация нарушений ПДД со стороны автотранспорта и пешеходов
  • Интегрированные системы распознавания лиц и объектов.

Данный функционал обеспечивает система распознавания сложных объектов ПАК СРСО, гарантирующая подлинность полученной видеоаналитики. В состав ПАК СРСО входят алгоритмы и методы технического зрения (автоматическая идентификация объектов), криптографический модуль (генерация ключевой пары ПАК СРСО, создание цифрового сертификата и его регистрация в системе, подпись и шифрование видеоданных и запросов, проверка целостности и достоверности данных), нейрокриптографические алгоритмы (обеспечение безопасности при обработке видеоданных модулем искусственного интеллекта.

Для полноценного функционирования системы безопасности используются наборы криптографических методов и функций, представленных в виде криптографических библиотек, блокчейн-модулей, осуществляющих функционал надежного хранения информации о достоверности видеоданных, транспортный протокол RTSP, применяемый дляуправления видеопотоком и передачей его в хранилище данных.

“Умные камеры” безусловно оснащены системой распознавания сложных объектов, однако защита информации в процессе получения, распознавания, передачи и хранения фото/видео данных являлось приоритетной задачей при создании данной системы и осуществляется на самом высоком уровне.

Компания iPavlov использует алгоритмы обработки криптографически зашифрованных данных без предоставления непосредственного доступа к ним”, пояснил генеральный директор iPavlov, Исполнительный директор НИЦ АО "Швабе" Лоран Акопян.

Специальные датчики, расположенные на ключевых объектах “умного перекрестка”, при помощи ИИ собирают информацию об общественном и личном транспорте и степени загруженности дорог, также передавая необходимую информацию в центр обработки данных.

Дополнительно, под асфальтом размещаются целые индукционные петли, которые выполняют роль невидимого регулировщика. В тот момент, когда транспортное средство подъезжает к перекрестку, затрагивая индукционные линии, невидимый регулировщик "включает" зеленый свет. Индуктивные петлевые детекторы устанавливаются на глубине 15 см под асфальтом, и при его замене совсем не повреждаются и обеспечивают до 99,9% детектирования транспорта. Таким образом сокращается время пребывания транспорта на перекрестке, что в конечном счете напрямую влияет на снижение загазованности города.

В рамках системы “умный перекресток” также осуществляется управление комплексами светосигнальных устройств и “умных светофоров” универсальными дорожными контроллерами и ПО, обеспечивающими адаптивное управление транспортными потоками и передачуданных в ЦОДД для дальнейшего оперативного анализа.
Комплекс светосигнальных устройств, как правило, состоит из адаптивной подсветки «зебры» (в том числе с синхронизацией с разрешающим сигналом пешеходного светофора), звуковых сигналов-сообщений о нарушении, дополнительной цветовой сигнализации для пешеходов, синхронизации с сигналами пешеходного светофора (зеленая или красная полоса) - все это создает дополнительное акцентирование на объекте дорожно-транспортной сети повышенной опасности.

На многих перекрестках уже сейчас “светятся” не только сами светофоры, но и опоры, на которых они стоят. Такое простое решение оказалось буквально инновационным.
Согласно данным iPavlov и Холдинга “Швабе” (госкорпорации Ростех), подсвеченные столбы помогают повысить уровень безопасности в разы. Теперь, даже в условиях ограниченной видимости (например, сильный дождь или туман), водитель видит сигнал светофора и имеет возможность остановиться перед пешеходным переходом. Кроме того, данная технология была доработана с учетом результатов опытной эксплуатации. Ранее использовались только светодиодная лента и знаки с внутренней подсветкой на объектах перекрестка, а теперь в состав комплекса были добавлены прожекторы, подсвечивающие пешехода на переходе, а также зоны ожидания на тротуаре.

"Умный светофор" - iPavlov, НИЦ АО "Швабе" в МФТИ, АО “ПО “УОМЗ” и ХК АО “Швабе” (входит в состав госкорпорации "Ростех").

“Умный светофор”, - еще один элемент “умного перекрестка”, отличающийся расширением визуальных возможностей, модульной конструкцией, встроенными адаптивными контроллерами, возможностью вывода разного типа информации на табло (текст, цифры, графика, анимация), функционалом аудио-объявлений для пешеходов, интеграцией с дополнительными функциональными модулями, такими как “умные камеры” и датчики.

Интеграция “умного светофора” с датчиками и/или системами видеоаналитики, установленными на каждом направлении движения (определяют транспортные средства на расстоянии до 50-ти метров) на определенной высоте над конкретным участком трассы, позволяет оценить дорожную ситуацию (общее количество автомобилей, их скорость, ускорение потока, его плотность, загруженность полос и т. д.) и послать сигнал в модуль обработки видеоинформации. В данном модуле происходит выделение подвижных транспортных средств и определение различных интегральных оценок. На основе данных показаний центральный сервер подает сигнал контроллерам светофоров включить красный или зеленый свет на определенное время, зависящее от текущих параметров объекта дорожно-транспортной сети. Таким образом, процессор “умного светофора” получает информацию о потоке машин от сигнала видеокамер, после чего обрабатывает ее. Вследствие чего, вероятность образования дорожного затора во всех направлениях снижается в разы.

В целом, система “умного светофора” функционирует по принципу Plug&Play для максимально быстрого и эффективного взаимодействия компонентов системы, организованного по принципу простого подключения. Новые датчики интегрируются в текущую конструкцию, предлагая бесконечные возможности для развития функционала.

Сергей Шашмурин, руководитель Центра промышленного дизайна АО ПО УОМЗ: "Мы хотели разработать продукт, который бы выходил за рамки простого дорожного индикатора. "Умный светофор" несет функцию новой инфраструктурной единицы для построения элементов "умного города". В основу идеи лег принцип создания экосистемы внутри самого светофора, за счет конструктивного принципа "Plug and Play".

Конструктивная особенность рамы позволила не только наращивать дополнительный функционал в буквальном смысле бесконечно, но и осуществлять монтаж и демонтаж индикаторов не снимая светофора. Такая гибкая функциональная структура обеспечивает самые широкие пользовательские сценарии.

Адаптивность облика добавила новые возможности по персонализации рамы и пиктограм пешеходов, которые можно было менять под конкретный город либо под событие. Таким образом VIC (ДС10) это первый светофор, который может подстраиваться под городскую идентичность и функциональные требования конкретного заказчика. Его «умность» заключается не только в начинке, но и в продуманных сценариях эксплуатации".
Кроме того, «умный светофор» способен спрогнозировать транспортную ситуацию на ближайшие 20-30 минут и заранее сформировать точный план управления. При возникновении аварийной ситуации на перекрестке, план “умного светофора” автоматически корректируется.

Стоит отметить, что в условиях экстренной и внештатной ситуации, если произойдет сбой системы “умного перекрестка”, светофоры будут функционировать в автономном режиме. Регулировка перекрестов будет моментально переключена на традиционный способ управления, что избавит водителей и пешеходов от возможного затора на дорогах.

Какие конкретные задачи решает “Умный перекресток” и почему это важно?


Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что интеллектуальная интегрированная сеть объектов “умного перекрестка” позволяет, в первую очередь, сократить количество ДТП с участием пешеходов, количество аварий транспорта и нарушений ПДД на перекрестках.

Благодаря разработке программного обеспечения системы “Умный перекресток” ИИ-компании iPavlov и холдинга “Швабе” значительно увеличивается уровень безопасности на перекрестках, их пропускная способность (что напрямую влияет на ВВП населенного пункта), а также осуществляется оперативное информирование водителей и пешеходов о дорожной ситуации.

Более того, снижение задержек транспортных средств на перекрестках и соответственно увеличение средней скорости передвижения автомобилей и городского транспорта приводит не только к сокращению вредных выбросов выхлопных газов в окружающую среду, а также к сокращению расхода топлива.
Совместными усилиями мы сделаем нашу жизнь более безопасной, здоровой, а главное быстрой!
iPavlov (ООО "Айпавлов" спин-офф от МФТИ)



Articles Smart City articles Промышленность и транспорт