Руководство по их разработке, внедрению и оценке эффективности использования. Архитектура итс представляет собой

3. 
   Архитектура и организация ИТС
   

Архитектура систем транспортной телематики определяет основные принципы организации ИТС и взаимосвязи компонентов ИТС между собой и с внешней средой, а также принципы и руководство по их разработке, внедрению и оценке эффективности использования. Архитектура ИТС представляет собой рамочную структуру, в границах которой могут быть предложены мультикритериальные подходы к проектированию с учетом индивидуальных потребностей заказчика и необходимых пользовательских сервисов. В настоящее время широко используются два основных подхода к созданию архитектуры ИТС, разработанные в США (The US National ITS Architecture) и Европе (The European ITS Framework Architecture) [6].
Американская национальная архитектура ИТС. В Соединенных Штатах Америки (США) национальная архитектура ИТС была разработана с 1993 по 1996 г.. рис. 2.2. Предложенная архитектура, обеспечивающая общую модель для планирования, определения и интеграции ИТС, была разработана для поддержки развития и внедрения ИТС на 20-летний период в городской, меж городской и сельской среде США. Первая версия архитектуры появилась в 1996 году, она продолжает непрерывно совершенствоваться [3, 5, 6].
Рис. 2.2. Физическая архитектура ИТС США
Практическое применение архитектуры ИТС поддерживается специальной программой обучения, ориентированной как на государственные, так и на коммерческие структуры.
Архитектура ИТС содержит три уровня: два технических (транспортный и коммуникационный) и организационный. Технические уровни включают соответствующие компоненты системы, а организационный – обеспечивает их поддержку и взаимодействие. На рис. 2.2 показана физическая архитектура ИТС с системной позиции высшего уровня, которая включает как транспортный, так и коммуникационный уровни архитектуры.
Транспортный уровень включает 22 взаимосвязанных подсистемы, распределенных по четырем классам: пассажиры, центры управления, транспортное средство и дорога. Коммуникационный уровень показывает связи между подсистемами. Каждая из подсистем делится на пакеты оборудования (Equipment Packages), объединяющие одинаковые составляющие различных подсистем в группы, которые могут быть внедрены самостоятельно с учетом потребностей и сервисов ИТС.
Функциональность системы в целом определяется разработкой логической архитектуры ИТС, содержащей представленные в виде диаграмм потоки данных в системе. Взаимодействие основных составляющих национальной архитектуры ИТС показано на рис. 2.3.
Информационное взаимодействие всех составляющих архитектуры описывается через информационные интерфейсы, которые регламентируются национальными стандартами NTCIP (National Transportation Communications for ITS Protocol). Разработка конкретных региональных архитектур ИТС описывается в специально разработанном руководстве [6].
Европейская архитектура ИТС появилась, когда в середине 90х годов прошлого столетия стало ясно, что потенциал многих европейских исследовательских программ в области транспортной телематики не может быть полностью реализован. Для решения проблемы требовалось создание единого подхода к европейской архитектуре ИТС. Эта задача была решена в 1998–2000 гг. в ходе реализации проекта KAREN, в результате была разработана структура для внедрения ИТС в Европейском Союзе. В дальнейшем в ходе реализации проекта FP круг вопросов европейской архитектуры ИТС был существенно расширен [7].
Рис. 2.3. Взаимодействие основных составляющих архитектуры ИТС
Европейская архитектура ИТС состоит из двух частей: пользовательских сервисов ИТС (табл. 2.1) и функциональной архитектуры (Functional Viewpoint), обеспечивающей реализацию указанных сервисов (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Европейская рамочная архитектура ИТС
Физическая и коммуникационная структуры не входят в состав регламентируемых составных частей архитектуры ИТС. Проект KAREN содержит руководство по их созданию, внедрению, оценке экономической эффективности, а также ряд примеров, иллюстрирующих практические подходы к их применению (рис. 2.6). На основе подходов, заложенных в основу европейской архитектуры ИТС, предполагается создание индивидуальной физической и коммуникационной среды ИТС в каждом конкретном случае. При этом обязательно выполняется учет конкретных особенностей и потребностей в сервисах, на основе общих принципов и в соответствии с общей моделью разработки (рис. 2.6). Согласно рис. 2.6 на основе Европейской архитектуры, имеющей рамочный характер, разрабатываются как национальные архитектуры, так и архитектуры сервисов ИТС, архитектуры коммерческих систем, в соответствии с которыми ведется формирование и функционирование конкретных приложений ИТС.

Рис. 2.5. Модель разработки локальных архитектур ИТС

При этом для облегчения создания конкретных архитектур ИТС разработчики обеспечиваются специальным набором инструментальных средств, которые вместе с необходимыми базами данных образуют унифицированную среду разработки. Предложенная транспортным департаментом США инициатива направленна на создание единого информационного пространства, объединяющего автомобили, дорожное оборудование, диспетчерские залы и центры обработки данных (ЦОД) по всей стране. Создание единой архитектуры ИТС позволяет контролировать три основных целевых направления: безопасность (снижение аварийности на дорогах), мобильность (сбор информации о пробках от движущихся в потоке автомобилей и информирование участников движения), защита окружающей среды (снижение ущерба окружающей среде от транспорта посредством мониторинга ситуации в реальном времени и своевременного принятия решений).
Рис. 2.6. Общеевропейская модель архитектуры ИТС
Стандарт архитектуры ИТС представляет комплекс руководств, представляющих информацию о стандарте и этапах его внедрения. Стандарт включает следующее.
1. Логическое и физическое описание архитектуры ИТС.
2. Методика применения подходов ИТС к конкретному объекту (городу или региону), что позволяет сформировать основные функциональные требования для технического задания.
3. Методика поиска инвесторов под проект.
4. База данных в формате MS Access и GUI программа для Windows, позволяющая получить необходимые описания и документы и др.
В целом архитектура ИТС состоит из трех уровней, обеспечивающих реализацию коммуникационных, прикладных транспортных бизнес-процессов и функций, реализацию стратегических целей и прикладных задач с учетом установленных требований, рис. 2.7 (из книги "National ITS Architecture. Physical Architecture").
Верхний – является уровнем сетевой инфраструктуры, которая содержит скоростные каналы связи между диспетчерскими центрами и ЦОД, воздушные каналы связи между удаленными контроллерами, каналы связи через провайдеров сотовой связи, выделенные каналы связи с резервированием для обслуживания светофоров, цифровых табло и т.п. На втором уровне представлены элементы функциональной архитектуры, причем квадратики – это подсистемы, а связи между ними показывают информацию, курсирующую между подсистемами. Нижний уровень показывает бизнес-сущности, здесь перечислены организации, определяющие транспортную стратегию, информационные потоки между этими организациями, предъявляющие требования к отчетности, к аналитике и к информационным системам в целом [6].
Американский стандарт архитектуры ИТС предусматривает 22 подсистемы, подразделяемых на центральные и мобильные, которые и составляют его функциональное наполнение. Укажем основные подсистемы стандарта.

1. 
   Система управления архивной информацией, которая обеспечивает централизованное архивирование и последующее распространение информации в рамках ИТС.
   
2. 
   Система администрирования коммерческого транспорта. Обеспечивает запись событий на маршруте, управление налогами и лицензиями, организацию информационного обмена между экипажами.
   
3. 
   Система контроля коммерческого транспорта. Обеспечивает сопровождение транспортных средств (ТС) по всему маршруту, включая пересечение границ, оценку веса груза, экологические параметры при перевозке опасных грузов и т.п.
   
4. 
   Система управления коммерческим транспортом. Обеспечивает регистрацию ДТП, безопасность груза, аутентификацию водителей.
   

Рис. 2.7. Многоуровневая архитектура ИТС США

5. 
   Система управления специальным транспортом (центральная часть). Обеспечивает спецтранспорт средствами связи, информационными системами для эффективного реагирования на чрезвычайные ситуации и т.п. Мобильная часть системы – Объединяет бортовые системы спецтранспорта (маршрутизация, информирование, поддержка принятия решений и т.п.)
   
6. 
   Логистика и управление транспортом. Обеспечивает управление грузовыми перевозками.
   
7. 
   Система обеспечение интеграции с информационными порталами и др. Обеспечивает участников движения необходимой маршрутной информацией, а также предоставляет необходимые информационные интерфейсы в Интернет, обеспечивает взаимодействие с бортовыми устройствами (GPS треккинг и т.п.)
   
8. 
   Система доступа к персональной информации. Обеспечивает персонифицированное обслуживание путешествующих, включая отслеживание маршрутов, учет предпочтений по маршрутам и выработку персональных рекомендаций для путешествующих.
   
9. 
   Система маршрутизации транспорта. Обеспечивает маршрутизацию ТС в масштабах макрорегиона с учетом текущей и прогнозируемой ситуации.
   
10. 
    Система информационного обеспечения участников дорожного движения. Обеспечивает участников движения необходимой информацией по запросу или по инициативе центра (например, в случае природных катаклизмов)
    
11. 
    Система обеспечения безопасности (безопасность таможенных складов, тоннелей, мостов и т.п.
    
12. 
    Система сбора дорожной платы (СВП). Оборудование и программное обеспечение пунктов взимания платы.
    
13. 
    Система управления дорожным движением (АСУДД). Обеспечивает управление дорожным движением в рамках региона.
    
14. 
    Система управления транзитным транспортом (центральная часть). Обеспечивает маршрутизацию транзитного транспорта, планирование движения транзитного транспорта, обеспечение оговоренного уровня сервиса (время в пути). Мобильная часть системы объединяет бортовое оборудование, необходимое для управления транзитным транспортом, а также необходимые коммуникации.
    
15. 
    Управление бортовым оборудованием. Объединяет разнообразные персональные сервисы для участников движения, которые работают как в онлайн режиме, так и автономно: предупреждения о важных инцидентах, контроль скорости и безопасности движения, персональная картография, определение времени в пути и т.п.