Про нової інформаційно-комунікаційної технології для автотранспортної галузі

Продовжуючи тему, почату шанованим drosselmayer в циклі статей про інтелектуальних транспортних систем (ІТС) і про системи справляння плати (СВП), хотілося б дещо розширити її і спробувати розповісти про подальший розвиток інформаційно-комунікаційних технологій в інтересах автотранспортної галузі.
Почну з невеликого огляду.
В даний час в Росії водійські права мають майже дві третини населення. Або в абсолютних цифрах – близько 100 мільйонів чоловік. Кількість транспортних засобів перевалило за 50 мільйонів. Кожний з тих, хто сам водить автомобіль, на собі відчув підвищену щільність руху, а жителі міст додатково – труднощі паркування.
Підтримання необхідного рівня контролю зрослих потоків транспорту веде до зростання навантаження на контролюючий персонал. Вельми витратна для бюджету збільшення штату інспекторів дорожнього руху мало поправляє ситуацію. У цих умовах застосування технічних засобів контролю транспорту стає неминучим.
Особливо широке поширення отримали системи відеофіксації порушень правил дорожнього руху (ПДР). Відеокамера «запам'ятовує» зображення металевої таблички з номерним знаком, далі комп'ютерна програма розпізнає зображення і перетворює його в цифровий сигнал. Решта – справа техніки (комп'ютерної).
Правда, надійність систем відеофіксації з розпізнавання номерів не дотягує до 100 відсотків. Для довідки, за технічним характеристикам апаратно-програмного комплексу «Потік» відсоток безпомилково розпізнаних державних реєстраційних знаків (чистих і без вад) в денний час доби — не менше 95%, в нічний час доби — не менше 60 %, при освітленості в зоні контролю у вертикальній площині не менше 60 люкс.
З цієї причини виникає необхідність залучення спеціального персоналу для візуальної перевірки правильності розпізнавання. Але і цей захід не дає належного ефекту. Такий висновок можна зробити на підставі повідомлень, що з'являються у ЗМІ час від часу, про скарги незадоволених водіїв на звинувачення їх у порушенні ПДР. При цьому водії пред'являють отримані поштою сповіщення про штрафи зі знімками транспортних засобів, які не мають нічого спільного з їх власними автомобілями. Отже, при візуальній перевірці факт невідповідності був пропущений, що цілком природно: людина – не машина. Проконтролювати якість такої роботи – нереально.
Причина такого стану речей криється у системні недоліки, властивих використовуваної технології відеофіксації.
Джерелом сигналу в ній є зображення металевої таблички з накресленими на ній символами. Самі таблички з'явилися в другій половині 19 століття і з тих пір, по суті, зазнали лише одна кардинальна зміна: стали застосовуватися світловідбиваючі фарби. Сигнал же по своїй основі залишився аналоговим. І тільки після комп'ютерної обробки зображення символів він стає цифровим.
На вихідний сигнал у видимому діапазоні хвиль впливають багато факторів. Це і геометричні спотворення, і погодні умови і стан оптики.
До одного з основних недоліків систем відеофіксації слід віднести труднощі масштабування. По-перше. Створення пункту контролю та оснащення його спеціальним обладнанням саме по собі коштує недешево. Додаткових витрат вимагає періодичне технічне обслуговування. По-друге, Існуючі потоки транспортних засобів настільки значні, що на практиці заявлений в технічних характеристиках мінімальний відсоток помилок розпізнавання номерів при збільшенні кількості пунктів контролю може вилитися в багатотисячний потік скарг, здатний охопити будь-яку адміністративну систему.
Ще одна болюча тема в містах – паркування та стоянки автомобілів. Скільки негативних емоцій вихлюпується на дії паркувальників і евакуаторників! Для контролю дотримання правил стоянки автомобілів створюються мобільні екіпажі, які патрулюють вулиці. З'являються у пресі повідомлення про збільшення кількості таких екіпажів і доведення їх кількості до кількох сотень (у Москві). Ефект від таких заходів є, але для суспільства в цілому він швидше негативний.
А саме: значні витрати не тільки матеріальних засобів (експлуатація спецавтомобілів, обладнання їх системами відеофіксації і розпізнавання номерів, послуги евакуаторників, витрати на паливо і техобслуговування, оплата персоналу), але і, що важливіше, здоров'я та нервової енергії громадян. Каральні заходи не сприяють зміцненню морального клімату суспільства. Відносини людина-людина завжди чреваті проявом корупційної складової. Що, до речі, і спостерігається: так і в'ються навколо паркувальників і евакуаторників різні фірмочки.
Частина водіїв намагається обдурити системи відеофіксації. Зважаючи властивих використовуваної технології системних недоліків зробити це досить просто. При бажанні в інтернеті можна знайти опис маси способів введення в оману. Починаючи від банальної підмалювання і заклеювання символів і закінчуючи використанням спеціальних спреїв і підсвітки автомобільних номерів променями в певному діапазоні хвиль.
Звідси і стратегія влади в справі підвищення безпеки дорожнього руху: посилення репресій і збільшення величини штрафів. «Політика батога» дає свої результати. Недарма в ЗМІ з'являються повідомлення про те, що деякі камери просто вимкнені і відіграють роль городнього лякала. Ключовою причиною цього факту є згадувані раніше труднощі масштабування систем відеофіксації.
Так чому суспільство в століття обробки цифрових сигналів вперто чіпляється за технологію, корінням йде в 19 століття?
Повідомлення про нові технології контролю транспорту час від часу з'являються в засобах масової інформації.
Але всі ці електронні мітки і системи, засновані на супутникової навігації, мають тільки локально-прикладне значення, і жодним чином не можуть служити основою для всеосяжного контролю транспорту.
Причина криється в простоті порушення їх функціонування мінімально доступними засобами. Саме тому, наприклад, системи, засновані на супутникової навігації, застосовуються тільки при особистій зацікавленості водіїв у їх присутності на транспортному засобі або у транспортних компаніях, де можна здійснювати постійний контроль відсутності зовнішнього втручання в їх роботу.
Іншими словами, поріг несанкціонованого доступу в роботу цих систем вкрай низький.
А чи не можна зробити контроль руху транспорту системним, постійним, прозорим і одночасно інформативним, допомагає водієві дотримуватися правил дорожнього руху в режимі реального часу?
Позитивну відповідь на це питання може дати вітчизняна розробка, яку умовно можна назвати «Електронний державний реєстраційний знак транспортного засобу».
По суті, за цією назвою ховається цифрова інформаційно-комунікаційна технологія, що дозволяє зі стовідсотковою точністю ідентифікувати транспортний засіб у пункті контролю. При цьому вона має максимально досяжною, при існуючому рівні розвитку техніки, захистом від спроб несанкціонованого втручання в її роботу, Остання обставина зводить спроби підміни або клонування електронного номерного знака до практично нездійсненною задачу і дає можливість асоціювати такий знак з дебетовою банківською картою.
Додатковим позитивним фактором технології є здатність здійснення негайного зворотного зв'язку з водієм за можливі порушення ним правил дорожнього руху. Цим такий контроль в корені відрізняється від систем відеофіксації, в яких «лист щастя» з повідомленням про порушення приходить із затримкою в кілька днів і навіть тижнів з моменту його вчинення і втрачає попереджає порушення ефект.
Можливість створення подібних технологій виникла в кінці 20-го століття, коли бурхливими темпами почала розвиватися комп'ютерна техніка. У цей період кожні два роки подвоювалася швидкість обчислень, збільшувалася щільність запису інформації на електронні носії і, відповідно, зменшувалась час доступу до неї.
У той же час отримали свій розвиток системи бездротового зв'язку, засновані на обробці цифрових сигналів. Підвищилася швидкість передачі інформації, її перешкодозахищеність, покращилися показники надійності зв'язку. Обчислювальні потужності комп'ютерної техніки дозволили застосовувати складні криптоалгоритми для захисту переданої інформації від несанкціонованого доступу.
Всі ці фактори в сукупності призвели до появи програмно-апаратних комплексів, що дозволяють вирішувати складні прикладні завдання в галузях, де потрібна висока надійність і захищеність. В якості прикладу можна навести системи стільникового зв'язку, мобільний банкінг, системи електронних платежів.
Якщо в ранніх системах управління доступом обмін сигналами проходив на апаратному рівні, то в сучасних інформаційно-комунікаційних системах пристрою є лише кінцевими апаратами у складній архітектурі програмно-апаратного комплексу.
Від описаних вище систем контролю транспорту заявляється технологія відрізняється тим, що в ній в кожній точці контролю передбачається здійснення процедури взаємної аутентифікації (перевірки достовірності) пристрою, встановленого на транспортному засобі і виконаного функціонально неокремим від нього, і пристрої пункту контролю, встановленого у районах руху або стоянки транспортних засобів.
Взаємна аутентифікація пристроїв необхідна для посилення захисту системи від несанкціонованого втручання в її роботу. Не підлягає сумніву факт, що одночасно з впровадженням системи в практику будуть зроблені спроби його обійти. В силу особливостей експлуатації транспортних засобів і в умовах необмеженості в часі і в залучених ресурсах, таке завдання стає цілком здійсненною.
Зловмисникам достатньо буде хоча б раз провести злом системи, щоб це призвело до її повної дискредитації. Саме тому завданням захисту від несанкціонованого доступу в заявляється способу контролю транспорту приділено максимальну увагу. Пристрій, яке буде здійснювати спробу сканування електронного номери автомобіля так само повинно бути перевірено на легітимність, як і сам номер (пристрій, що його представляє). Ця перевірка зведе можливість підміни або клонування електронного номерного знака до практично нездійсненною задачу.
Для збільшення надійності інформаційно-комунікаційні системи з великою мірою відповідальності вводять додаткові фактори аутентифікації, а також здійснюють різні організаційні і технічні заходи: обмеження спроб доступу, часу дії одноразового пароля та ін
У заявляється технології в якості додаткових факторів аутентифікації використовуються оригінальні алгоритми перевірки на легітимність, що є ноу-хау розробників.
Весь обмін повідомленнями ведеться за протоколами бездротового цифрового зв'язку. Для підвищення захисту сигнали шифруються з періодичною зміною паролів, шифрування і обміну.
Використання бездротового цифрового зв'язку дає можливість обміну службовими повідомленнями. При порушенні правил дорожнього руху водій в режимі реального часу сповіщається про цей факт. Не зайвим буде зауважити, що пристрої пунктів контролю, якщо виникає необхідність, виконуються зі здатністю фіксації перетину умовно-контрольних ліній: стоп-лінії, розділової лінії, лінії обмеження стоянки і т. д..
Зрозуміло, що можливість проведення процедури взаємної аутентифікації в будь-якому необхідному пункті контролю потребує створення комунікаційної мережі з встановленням постійної зв'язку зі спеціальним центром зберігання і обробки даних.
Прецедент такого стану речей вже створено. Подібна технологія застосовується під всім відомою і широко використовуваною системою стільникового зв'язку. Удавана безперервність розмови співрозмовників, які перебувають, наприклад, за сотні кілометрів один від одного, зовсім не означає, що сигнал досягає їх стільникових телефонів по одному маршруту. Насправді інформаційні пакети, що містять закодований в цифровому форматі голос можуть бути доставлені в адресу співрозмовника зовсім різними шляхами. Далі на виході відбувається збірка пакетів в один набір даних, який після обробки ми сприймаємо як безперервну мова. Всім процесом керує комп'ютерна техніка.
У порівнянні з системою стільникового зв'язку у пропонованій технології сеанс зв'язку буде проходити в більш щадних умовах. Так, його тривалість не буде перевищувати декількох мілісекунд, тому відпадає необхідність у проведенні технічних заходів для підтримання безперервності зв'язку протягом тривалого періоду часу. Сам сеанс буде здійснюватися в умовах прямої видимості на відстань, що не перевищує 100 метрів.
Пропонована система легко піддається масштабуванню. Тобто апаратурою контролю можна оснастити буквально кожен світлофорний об'єкт, магістраль, вулицю і стоянку. У технології передбачено розподіл обчислювальних потужностей в залежності від кількості пунктів контролю і навантаження на них.
Так які можливості з'являться після впровадження такої системи контролю в практику?
Як вже згадувалося раніше, стовідсоткова гарантія надійності дозволить асоціювати електронний державний реєстраційний номер не тільки з банківською карткою, але і взагалі з будь-якою інформаційною системою з великим ступенем відповідальності. Це в корені змінить положення справ в автотранспортній галузі. Дозволить вмонтувати її в єдиний інформаційний простір країни.
Контроль транспорту стане системним і постійним. Теза про невідворотність покарання отримає реальне втілення. Причому про порушення буде повідомлятися водієві негайно, що повинно вплинути на безпеку дорожнього руху в цілому. І необов'язково відразу ж піддавати водія покаранню. Можливе нарахування певної суми балів на його «особовий рахунок». Це виявить злісних порушників. А от тим, у кого порушення бувають рідко і епізодично, можна проводити списання балів після деякого періоду їзди без порушень. Хочу ще раз нагадати, що всіма цими заходами управляє програмний комплекс системи.
Така система контролю дозволить заміряти середню швидкість руху автомобіля на ділянці дороги. В даний час виміри швидкості виконуються за допомогою систем, заснованих на симбіозі радара і відеокамери, які допускають у своїй роботі певний відсоток помилок.
Можна перерахувати ще деякі області застосування системи:
  • паркування та стоянки;
  • проїзд по платним ділянках доріг;
  • контроль руху громадського транспорту з інформуванням на зупиночному пункті про час його прибуття;
  • інформування про закінчення періоду виробництва обов'язкових платежів;
  • допомога транспортним компаніям у відстеженні перевезень пасажирів і вантажів;
  • відкриття нових перспектив у логістиці.
Список можна продовжити. Споживачем інформації може стати буквально кожне підприємство або організація, що так чи інакше пов'язана з автотранспортною галуззю. Для водіїв важливим чинником буде інформування про реальної завантаженості магістралей і вулиць, а також про усередненої швидкості руху по них.
Ця інформація стане вхідний для інтелектуальних транспортних систем (ІТС), про яких згадувалося на початку статті. Причому дозволить вивести їх на якісно новий рівень в силу обсягу та достовірності інформації, що надходить
Як було відмічено раніше, системи справляння плати (СВП) м'яко інтегруються в загальний комплекс контролю дорожнього руху.
Побічний ефект очікується від появи додаткового інструменту в боротьбі з кримінальним використанням транспорту, а також з угонами автомобілів.
Ну і, на мою думку, проектований «автомобіль без водія» зажадає обов'язкового використання можливостей, які надасть подібна система. По-перше, з причини вже згадуваній широти охоплення перехресть, магістралей, вулиць. По-друге, з причини необхідності припинення можливих спроб несанкціонованого втручання в роботу подібних автомобілів,
В цілому, функціонування такої системи контролю транспорту дасть відчутний економічний ефект. Головним же аргументом на користь впровадження «Електронного державного реєстраційного знака транспортного засобу» буде підвищення безпеки руху та зниження рівня травматизму і смертності на дорогах країни.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.