Аналіз та вибір обладнання для системи моніторингу дорожнього руху м. Львова до Євро 2012

ЗМІСТ

 

стор.

 

ВСТУП 5

1. Огляд існуючої системи моніторингу дорожнього руху м. Львова 7

1.1. Моніторинг та його види. 7

1.2. Інтелектуальна система моніторингу дорожнього руху. 9

1.3. Система моніторингу для електротранспорту. 17

2. Аналіз та вибір обладнання для системи моніторингу дорожнього руху м. Львова до Євро 2012 19

2.1. Система обладнання GPS моніторингу 19

2.2. Вибір та установка обладнання(WI FI,WIMAX,4G) 31

2.3. Функціональний модульWI FI 32

2.4. Функціональний модуль WIMAX 35

2.5. Технологія  4G 43

2.6. Розрахунок регенераційної ділянки оптичного волокна для системи моніторингу дорожнього руху Євро 2012 м.Львова 44

3. Проект системи моніторингу дорожнього руху Євро 2012 яке проводитиметься в м.Львові 48

3.1. Побудова системи відеоспостереження. 48

3.2. Система збору та обробки аудіо та відеоінформації. 59

3.3. Проект системи моніторингу дорожнього рух 63

З боротьбою із злочинністю і унеможливлення різних терористичних нападів,зебезпеченя безпеки дорожнього руху, людей , усіх осіб під час Євро 2012 та охорону громадського порядку взяла на себе служба МВС.Буде проводитися ретельніше огляд транспортних засобів, повірка наявності документів,моніторинг дорожнього руху повірка номерних знаків… 64

Заходи безпеки на стадіоні 66

Висновок 68

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 69

 

 

ВСТУП

З огляду моєї бакалаврської роботи тема якої «Побудова систем моніторингу  дорожнього руху Євро 2012 м. Львова ».  Моєю ціллю буде розібратись у існуючих, на даний час, системах моніторингу і оцінці їх ефективності дії у різних ситуаціях .На даний час, як нам відомо,найбільшого поширення має -GPS система моніторингу, тобто супутникова система стеження. Ми розглянемо усі її властивості,а також методи її роботи.

    З кожним роком інтелектуальні можливості людини зростають за рахунок великої кількості інформації ,яка накопичувалась не одне століття(це різні наукові відкриття,досягнення людства протягом багатьох років,різні дослідження …). Колись ця інформація була неосяжна простій людині,єдиним тоді можливим ресурсом знань була книга, але на даний час людина навчилась зберігати цю інформацію в інших виглядах ,це дало людині більше можливостей і дозволило їй безпосередньо дізнатись майже про все її цікаве, неосяжне колись нашим предкам. Особливо за моїм спостереженням найбільшим джерелом інформації у XXI столітті є інтернет - це невичерпний ресурс , з якого черпають  мільйони людей щодня, проте він не втрачає, а тільки поповнюється свої запаси новою інформацією.

     Наука як і техніка  не стоїть на місці .Майже всі винаходи створені людиною слугують для покращення її життя,а також забезпечення її надійного існування. Система моніторингу якраз спрямована на врегулюванні стану не лише довкілля,а й течії людського життя,за рахунок відеокамер, датчиків швидкості руху, GPS навігації,телевізійного мовлення…

     Щодо Євро 2012, яке  повинно відбутись у місті  Львові, система моніторингу запропонувала для всіх глядачів які мають розміститись у фан зонах послугу бездротового інтернету WI FI,а також якісний телефонний зв'язок. Також систему WI FI розмістили на деяких автобусах і трамваях які курсуватимуть під час проведення матчу Євро 2012.Укрзалізниця теж покращила свою систему моніторингу удосконаливши диспетчерські пункти новітнім обладнанням і закупивши нові поїзди,які принесуть зручності і комфорт пасажирам. Поїзди повністю механізовані,вони обладнані клімат-контролем, який регулює температуру у вагонах потяга,за рахунок датчиків, є також камерами стеження і впорядковані диспетчерські кабінки де можна стежити за порядком у поїзді. Також Укрзалізниця запропонувала кожному з пасажирів прямий доступ до інтернету і здатності підключення комп’ютера до мережі електроживлення.

  

 

1. Огляд існуючої системи моніторингу дорожнього руху м. Львова

1.1. Моніторинг та його види.

 

Моніторинг—це комплекс наукових, технічних, технологічних, організаційних та інших засобів, які забезпечують систематичний контроль (стеження) за станом та тенденціями розвитку природних та техногенних процесів.

Методологічно моніторинг це проведення ряду однотипних замірів  при цьому головна інформація полягає навіть не в самих значеннях  результатів, а в їх зміні, динаміці від одного заміру до іншого.

Моніторинг може бути класифікований за достатньо великою кількістю підстав. Залежно від тих підстав, що можуть бути використані для порівняння, можна виділити такі види моніторингу:

-Динамічний, коли підставою для експертизи служать дані про динаміку розвитку того або іншого об'єкта, явища або показника. Це найпростіший спосіб, який може служити аналогом експериментального плану тимчасових серій. Для відносно простих систем, локального моніторингу (цін, доходів населення і ін.) або моніторингу фізичних об'єктів, цього підходу може виявитися достатньо. В даному випадку, на першому місці в цілях моніторингу стоїть попередження про можливу небезпеку, а з'ясування причин носять вторинний характер, внаслідок того, що причини достатньо прозорі.

-Конкурентний, коли як підстава для експертизи вибираються результати ідентичного обстеження інших систем. В даному випадку, моніторинг стає аналогом плану з множинними серіями випробувань. Вивчення двох або декількох підсистем більшої системи проводиться паралельно, одним інструментарієм, в один і тойже час, що дає підставу робити висновок про величину ефекту на тій або іншій підсистемі. Окрім цього такий підхід дає можливість оцінити величину небезпеки її критичність.

-Порівняльний, коли як підстава для експертизи, вибираються результати ідентичного обстеження однієї або двох систем вищого рівня. Такий випадок носить специфічний для моніторингу характер, і не розглядається при плануванні експериментів. Він полягає в тому, що дані щодо системи порівнюються з результатами, одержаними для системи вищого рівня. Такий підхід дає можливість рандомізувати або врахувати більшість причин зсувів оцінок.

-Комплексний, коли використовується декілька підстав для експертизи. Можна виділити три види моніторингу залежно від його цілей.

-Інформаційний — структуризація, накопичення і розповсюдження інформації. Не передбачає спеціально організованого вивчення.

-Базовий (фоновий) — виявлення нових проблем і небезпек до того, як вони стануть осмисленними на рівні управління. За об'єктом моніторингу організовується достатньо постійне стеження за допомогою періодичного вимірювання показників (індикаторів), які достатньо повно його визначають. Для реалізації цього виду моніторингу можуть бути використані будь-які з трьох можливих підстав для порівняння. Вибір того або іншого варіанту визначатиметься цілями моніторингу і ресурсними можливостями виконавців.

-Проблемний — з'ясування закономірностей, процесів, небезпек, тих проблем, які відомі і суттєві з погляду управління. Мета цього виду моніторингу — виявлення і оцінка нових небезпек, його провокує швидке зростання небезпек, частина з яких носить глобальний характер. Цей вид моніторингу може бути розбитий на дві складові, залежно від видів управлінських задач. Проблемний функціонування — є базовим моніторингом локального характеру, присвяченим одній задачі або одній проблемі. Реалізація цього моніторингу не обмежена за часом. Проблемний розвитку — поточні задачі розвитку і предмет вивчення цього моніторингу існує якийсь час. Після того, як задача вирішена, він припиняє своє існування. При цьому кількість паралельно існуючих задач може бути достатньо великою. Основна його особливість динамічність створення, коли задачі якості інструментарію і всієї системи моніторингу повинні розв'язуватися в умовах ліміту часу.

1.2. Інтелектуальна система моніторингу дорожнього руху.

 

Система моніторингу дорожнього руху побудована на базі системи відеоспостереження і дозволяє виявляти автомобілі та транспортні засоби без втручання на поверхні шляху. Система складається із трьох основних підсистем (модулів):

відеомоніторінг інтенсивності  дорожнього руху;

розпізнавання державних  номерних знаків транспортних засобів;

GPS-моніторінг та керування  транспортом.

Підсистема відеомоніторингу інтенсивності дорожнього руху

Користувачі використовують фрагменти цілісної системи, мають  різну тактику реагування та керування  підсистемами;

Керування геоінфомаційними системами (GIS), світлофорами, відеокамерами, придорожніми об’єктами, електронними табло виконується незалежно;

Низька ефективність керування  є результатом відсутності єдиного  інтерфейсу доступу до ресурсів, єдиних методів відображення інформації та системної інтеграції.

Призначення

Відеомоніторинг та відеовиявлення транспортних засобів як на перехрестях, так і на швидкісних ділянках доріг.

Можливості модуля:

1. Можливість моніторингу  визначених зон шляху.

2. Можливість отримувати  та обробляти відеозображення  з різних джерел відеоспостереження.

3. Підрахунок кількості  автомобілів за визначений період  часу на смузі (з періодом  від 20с), чи взагалі за добу.

4. Визначення середньої  швидкості руху за визначений  період часу на смузі.

5. Середня зайнятість  смуги за визначений період  часу на смузі.

6. Середня незайнятість  смуги за визначений період  часу на смузі.

7. Класифікація типів  транспортних засобів.

8. Видача сигналів про  інциденти та про зупинку транспортного  засобу.

9. Видача сигналу за  поганої видимості.

10. Використання додаткових  модулів для розширення можливостей  системи та для віддаленого  отримання даних і зображення.

11. Можливість фіксації  транспортних засобів, що порушують  правила дорожнього руху. 

 

Особливості системи

1. Не потрібно вмонтовувати  елементи системи в шляхову  поверхню.

2. Використовується при  різних погодних умовах.

3. Простота встановлення, налагодження і використання.

4. Видача сигналів для  системи керування дорожнім рухом  та на виконавчі пристрої.

5. Отримання сигналів  із системи керування дорожнім  рухом.

6. Видача даних на комп’ютер  (сервера бази даних).

7. Різні режими роботи  для перехрестя та для швидкісної  ділянки.

8. Висока надійність та  простота експлуатації.

Функції системи

– Виведення зображення, що приймається з різних джерел відеосигналу на екран монітора.

– Зберігання в базі даних  технічних параметрів моніторингу  транспортних потоків.

– Статистичний аналіз технічних  параметрів транспортних потоків.

– Візуалізація статистичних характеристик транспортних потоків.  

 

Можливості системи –  відображення стану руху на дорогах

Вбудовано інтерфейс до систем керування світлофорами: 
– підключаються довільні системи керування; 
– вбудовано інтерфейс до стандартних європейських систем.

Відеодатчики контролю руху: 
– відеодетектори систем.

Спостереження за станом руху: 
– інформація про затори; 
– зображення з відеокамер; 
– інформація про стан табло; 
– інформація про дорожні пригоди.

Програмне забезпечення керування  рухом: 
– приймання/передача синхронізованої в часі інформації.

Система розпізнавання автомобільних  номерів

Створена цифрова система  відеоспостереження здатна розпізнавати державні номерні знаки транспортних засобів і створювати базу номерних знаків. Систему можна застосовувати  для охорони відкритих майданчиків (наприклад, стоянок автомобілів) або  виділених ділянок вулиць, які  контролюються системою моніторінгу  дорожнього руху. Існує можливість переглядати архів номерів, а  також набудувати сигнал тривоги, що спрацьовує на транспорт з “небезпечним”  номером.

Можливості модуля:

– детекції і розпізнавання  державних номерних знаків транспортних засобів на зображенні, що приймається з вибраних каналів;

– створення бази даних  державних номерних знаків і роботи з нею.

Інтерфейс системи 

Інтерфейс надає широкі можливості для поліпшення взаємодії користувача  з програмою.

Органи керування і  настроювання скомпоновані за принципом  об’єднання однорідних функцій; навігація  здійснюється за допомогою наочних  і зрозумілих засобів.

Функції системи розпізнавання  номерів автомобілів

– виведення прийнятого зображення на екран;

– пошук на зображенні транспортного  засобу номерних знаків, їх детекція та розпізнавання з подальшим занесенням в загальну базу розпізнаних номерів

– порівняння розпізнаного номера з номерами, наявними в базі (наприклад, для розшуку транспортного  засобу);

– зберігання на жорсткому  диску комп’ютера кольорового зображення транспортного засобу з розпізнаним  номером;

– переглядання бази розпізнаних  номерів і їх збережених зображень;

– створення особливого додаткового списку архіву, що заповнюється самим користувачем. Його елементом  є державний номерний знак, поява  якого в контрольованій зоні викликає сигнал тривоги (автомобілі в розшуку, автомобілі VIP тощо).

Відеоспостереження

– гнучке настроювання параметрів системи, що дозволяє змінювати:

– поточні настроювання зображень, що приймаються;

– поточну тривалість зберігання архіву;

– чутливість системи розпізнавання  до центра автомобіля;

– чутливість до пошуку зони (зони розпізнавання номера);

– переглядання зображення в режимі мультиекрана (чотири камери) або моноекрана (одна камера);

– зручне подання зафіксованих системою подій у вигляді списку, що містить всі елементи бази розпізнаних  знаків списку із зазначенням власне розпізнаного номера, каналу, на зображенні якого був зафіксований цей номер, дати і часу детекції.

Архів

Архів (база даних номерів) дозволяє переглядати результати роботи системи, тобто результати розпізнавання  номерів.

Архів для зручності роботи з ним містить декілька ділянок, у яких скомпоновано інформацію, нагромаджену в результаті роботи системи.

Такими ділянками є:

– база розпізнаних номерів;

– база номерів у розшуку.

За даними архіву (зокрема  і за допомогою фільтра) можна  виконувати:

– пошук потрібного номера (зокрема і за номером регіону);

– пошук за часом;

– сортування даних архіву за номером, камерою, часом та датою.

GPS-моніторінг та керування  наземними рухомими об’єктами

Колектив науково-дослідного центру високих технологій розробив технологію інтеграції супутникової системи  навігації, бездротового зв’язку, геоінформаційної системи (ГІС) та Інтернет-технологій на базі сучасної мікроелектроніки та програмного  забезпечення, яка дозволить автотранспортній галузі  якісно підвищити безпеку рухомих об’єктів та ефективність керування ресурсами, а також забезпечить нові можливості без втручання людини здійснювати контроль об’єктів на відстані:

Система дозволяє:

відслідковувати будь-яку  кількість мобільних об’єктів;

отримувати інформацію про  місце розташування об’єктів з точною локалізацією на карті напрямку і  швидкості руху;

отримувати статистику пересувань об’єктів за будь-який заданий проміжок часу з відображенням на карті  всіх переміщень;

отримувати відомості  про пройдений об’єктами шлях у кілометрах;

задавати індивідуальний режим спостереження (за частотою та інтервалом фіксації місця розташування) для кожного з будь-якої кількості  об’єктів, разом з тим користувач або група користувачів можуть керувати окремими засобами (групою засобів) пересування  з індивідуально обговореними правами  доступу;

мати постійний зв’язок  із всіма об’єктами транспортного  парку поза залежністю від часу та їх місцезнаходження;

здійснювати запит місцезнаходження одиничних об’єктів, усього транспортного  парку, а також об’єктів, що знаходяться  у визначеній зоні;

зберігати інформацію в базах  даних про кожний об’єкт, включаючи  маршрути, обмін повідомленнями й  ін.;

задавати інтервали отримання  повідомлень про рух і технічний  стан транспортних засобів: швидкості, координат, кількості палива в баках, маси (за наявності датчиків) тощо.

задавати ділянку на карті, при виході з якої, диспетчеру відправляється відповідне повідомлення.

Мобільний прилад AVL/GPS забезпечує наступні характеристики:

визначення поточних координат  у форматі WGS-84 забезпечує 16-канальний GPS- приймач;

передача даних (координат) у форматі GPRS, SMS;

голосовий зв’язок (режим GSM);

терміновий виклик;

термінова передача координат  “аварія”;

канали входу/виходу інформаційних  датчиків.

Систему можна успішно  застосовувати також для оперативного контролю та координації роботи евакуаторів  автомобілів.

Львівська політехніка також долучилась до проведення моніторингу дорожнього руху,провівши спільний семінар із компанією «Swarco» кафедрі транспортних технологій Інституту інженерної механіки та транспорту було передано відповідне програмне забезпечення.

Австрійський концерн  «Swarco» через свої дочірні компанії займається виробництвом та реалізацією  систем безпеки руху, організації  дорожнього руху, керування міським  та міжміським транспортним рухом, громадським  транспортом та розробляє відповідне програмне забезпечення.

Нещодавно створене представництво «Swarco Україна» уклало угоду зі Львівською міською радою для впровадження у Львові системи автоматизованого керування дорожнім рухом через  центр керування дорожнім рухом. На першому етапі проект реалізовано вздовж трамвайних ліній 2 і 6 маршруту з перспективою розвитку цієї системи на всю мережу громадського транспорту.

Тематика співпраці повністю збігається з науковою тематикою  нашої кафедри з оптимізації  руху транспортних потоків на вулично-дорожніх мережах Львова, «Swarco Україна» працює з багатьма західноєвропейськими університетами над дослідженням проблем дорожнього руху. І дуже добре, що Політехніка приєдналась до цієї когорти.

    Також участь у системі моніторингу брали волонтери об’єднання «Самопоміч». Результати проведених досліджень передані в єдину базу управління транспорту міста для оперативного реагування.

Волонтери працювали на найбільших зупинках у годину «пік». Фіксуюючи час прибуття кожної маршрутки та її державний номер, таким чином, визначали інтервал руху на маршруті та кількість автобусів. В управлінні транспорту звіряли ці дані із заявленою кількістю машин та інтервалом руху.

Моніторинг тривав протягом двох тижнів на найбільших перетинах  маршрутів в різних районах міста ,волонтери  проводили стеження у  час «пік» з 7.00 до 10.00 та з 18.00 до 21.00 години. Даний моніторинг був принятий для вирішення проблем мешканців Львова.

1.3. Система моніторингу для електротранспорту.

 

 

Українські представники польської фірми та тернопільського  підприємства презентували електротранспортникам систему моніторингу рухомого складу на лінії та пристрої, через які можна інформувати пасажирів про зупинки. Також запропонували львівському підприємству гібридну систему контролю за пасажирами через електронний компостер, який здатний погашати не тільки паперові квитки, але й електронні картки на магнітних носіях. Така система уже впроваджена в багатьох країнах. Пропозицією польської фірми свого часу зацікавилися у Києві і сьогодні активно впроваджують систему в інших регіонах України. У структурі польської фірми, що пропонує свій інтелектуально — технічний продукт, окрім групи розробки програмного забезпечення, успішно працюють виробничі підрозділи, які безпосередньо виробляють обладнання, а також торговельна мережа, через яку вони розповсюджуються. Привабливою і вчасною виявилася презентація і на львівському підприємстві, позаяк збігається з планами модернізації служби руху «Львівелектротрансу». На одному з тролейбусних маршрутів було встановлено обладнання для здійснення упродовж півроку в тестовому режимі контролю за рухом тролейбусів. Це здійснювалось для можливості ознайомитися з роботою системи безпосередньо в умовах руху.Від перевантажень напруги використали систему SMTN2.

      Система моніторингу тягової мережі серії SMTN2 призначена для захисту тягових мереж міського електричного транспорту від струмів короткого замикання і неприпустимих перевантажень, аналізу аварійних процесів, що відбулися, моніторингу параметрів тягової мережі.

Захист тягових мереж забезпечується шляхом безперервного контролю динаміки зміни струму і напруги в тяговій  мережі з видачею команд на відключення  швидкодіючого вимикача  розподільчого  пристрою серії РУ-600 у разі перевищення  параметрів мережі заданих уставок.

SMTN2 виконує наступні функції:

• вимірювання величини і форми струму і напруги в тяговій мережі в різних режимах, у тому числі і при короткому замиканні в лінії;
• захист тягової мережі від струмів короткого замикання, зокрема від малих струмів віддалених коротких замикань;
• осцилографування і запис в довготривалу пам'ять форми і величини струмів і напруги при коротких замиканнях (виявлення одним з захистів аварійного процесу в тяговій мережі);
• передавання в систему верхнього рівня (або в персональний комп'ютер) даних для статистичного аналізу з метою коректування уставок захистів;
• зміна коефіцієнтів перетворення, уставок захистів, вибір інтервалів усереднювання за допомогою системи верхнього рівня;
• аналіз розподілу струмів між катодними розподільчими пристроями.

SMTN2 забезпечує виконання наступних  захисних функцій (із забезпеченням  безперебійної надійної роботи  системи і фільтрацією від  помилкових спрацьовувань):

1. Струмове відсічення без витримки часу (максимальне імпульсне відсічення);
2. Максимальний струмовий захист із витримкою часу;
3. Перевищення заданого граничного значення швидкості наростання струму;
4. Тепловий захист від відпалу контактного дроту (струмочасовий захист);
5. Контроль зниження напруги нижче заданого рівня.

За бажанням Замовника, система  комплектується модулем випробувача  короткого замикання (ВКЗ), який дозволяє визначити опір лінії перед включенням швидкодіючого вимикача з видачею заборони на включення швидкодіючого вимикача, у випадку якщо опір лінії нижчий за параметр уставки.

Включення або виключення видів  захисту, зміна уставок або уточнення  значень уставок захистів, калібрування (за необхідності), зчитування інформації можливе через протокол високого рівня (ModBus) по каналу зв'язку RS-232 або за допомогою ПК. Кожен вид захисту може бути включений або відключений залежно від потреб споживача.

2. Аналіз та вибір обладнання для системи моніторингу дорожнього руху м. Львова до Євро 2012

    

2.1. Система обладнання GPS моніторингу

 

Щоб забезпечити надійність руху автомобілів  та зменшити кількість нещасних випадків на дорогах було прийнято рішення покращити (змінити)систему шляхів.  Першим етапом стало створення нових графіків руху маршруток і запропоновані нові об’їздні шляхи. Це дозволило розвантажити головну частину Львова-центр міста,де зосереджено велика кількість людей,-туристів, які просто при проходженні Євро 2012 унеможливили б рух транспортного засобу чи людини.В 2011 році у Львові розпочалися будівельні роботи двох нових доріг: продовження вулиці Ряшівської до Наукової повз аеропорт та вулиці Вернадського, яка пролягатиме від проспекту Червоної Калини до вулиці Стрийської повз новий стадіон, також у місті провели реконструкцію й багато інших важливих доріг. На даний час система доріг міста Львова має такий вигляд:

                                   Рисунок 2.1 Карта доріг м.Львова

    На даних автомобільних шляхах потрібно використати супутникову систему моніторингу тобто GPS.Це дасть змогу регулювати транспортні засоби на дорогах,та покращити їх рух,особливо це буде доцільним при проходженні Євро 2012.Якщо якийсь автотранспорт вийшов б з ладу,тоді  через систему GPS можна побачити на екрані монітора чи рухається даний транспорт чи ні і зв’язатись з ним,щоб надати йому необхідні вказівки чи викликати авто монтажну службу. Також якщо автотранспорт попав у дорожню пригоду тоді можна з легкістю визначити де він знаходиться і викликати рятувальну службу.

     В наш час важко уявити успішну компанію, територія діяльності якої обмежується межами міста. Значну частину ринку займають транснаціональні компанії, всесвітньо відомі бренди, національні корпорації, що мають розгалужену мережу збуту. Внаслідок чого перевезення вантажів між філіалами, постачання виробником чи представником своєї мережі збуту набувають все більшої популярності, а доставкою продукту до дверей замовника вже нікого не здивуєш.

Керівнику компанії, автопарк якої налічує десяток, а то і декілька десятків транспортних засобів, важко, а у більшості випадків – неможливо проконтролювати реальне місцезнаходження усіх транспортних засобів, наявність несправностей, витрати палива, нецільове використання автопарку («ліві рейси»), дотримання маршрутів, невчасну доставку вантажів і т.д. Внаслідок неефективного управління та зловживань компанії загрожують додаткові фінансові втрати, зіпсований імідж та можливість втрати клієнтів.