Введение
Модное сейчас слово ИТС (интеллектуальные транспортные системы), которым разнообразные сведущие и не очень люди разбрасываются направо и налево, мало что значит для ИТ-специалиста. Максимум, на что хватает фантазии — это на пресловутые умные светофоры и на безнадежную борьбу с пробками в наших мегаполисах. В регионах, где пробок нет, ИТС и вовсе остается всего лишь любопытной теорией.
Как бы то ни было, неплохо бы разобраться в том, что же собой представляют ИТС и для чего они предназначены. Опустим транспортную и политическую составляющие и сосредоточимся на «Айтишной». Разберем на самом высоком уровне архитектуру ИТС и коротко пробежимся по основным ее блокам. Заодно системным архитекторам будет любопытно узнать, как вообще строится архитектура систем масштаба страны.
Сразу стоит оговориться, что в рамках ИТС мы будем рассматривать только автотранспортную сферу и не будем говорить о железнодорожных, авиа- и морских перевозках. Это отдельная большая тема, в которой, наверное, есть свои специалисты.
Цели ИТС
В мире существует только одна всеобъемлющая архитектура ИТС. Это предложенная транспортным департаментом США инициатива, направленная на создание единого информационного пространства, объединяющего автомобили, дорожное оборудование, диспетчерские залы и ЦОД по всей стране. Европейцы долго пытались создать что-нибудь подобное, но далеко в этом деле не продвинулись, погрязнув в технических деталях. По слухам они в настоящее время разрабатывают что-то на основе данного стандарта.
Создание единой архитектуры ИТС позволяет контролировать три основных направления:
- Безопасность. Основная цель — снижение аварийности на дорогах. Сюда же входит мониторинг природных и техногенных катаклизмов.
- Мобильность. Сбор информации о пробках от движущихся в потоке автомобилей и информирование участников движения.
- Защита окружающей среды. Снижение ущерба окружающей среде от автотранспорта посредством мониторинга ситуации в реальном времени и своевременного принятия решений.
Структура стандарта
Стандарт представляет собой комплекс руководств, которые в сумме должны снабдить пользователя всеобъемлющей информацией о стандарте и шагах по его внедрению. Вот коротко основные направления, которые удалось наметить в ходе изучения стандарта:
- Логическое и физическое описание архитектуры ИТС.
- Методика применения («приземления») подходов ИТС к конкретному городу или региону. В результате появляется первичный план проекта и основные функциональные требования для ТЗ
- Методика поиска инвесторов под проект. Пошаговая инструкция к кому идти и что говорить. Полный перечень заинтересованных сторон с адресами и телефонами.
- База данных в формате MS Access и GUI программа для Windows, позволяющая получить необходимые описания и документы
Разумеется, все привязано к специфике государственных заказчиков США. В части организации проекта и определения заинтересованных сторон требуется почти полностью переделать стандарт, если бы мы решили его внедрять в России. В части архитектуры также нужно будет плотно поработать в плане организации взаимодействия с федеральными службами. В нашей стране функции федеральных служб распределены по-другому, они более закрыты и более обособлены друг от друга. Очень многие системы дублируют друг друга, и менять это в ближайшей перспективе никто не собирается.
В то же время есть вещи, которые могут быть использованы практически без доработок. Это все, что относится к управлению дорожным движением при помощи современного оборудования. Американцы проделали громадную по масштабу работу, многие архитектурные решения проверены, как говорится, в боях. А «боевая» архитектура отличается от сферической архитектуры в вакууме тем, что она более простая и понятная, а также наполнена важными деталями и нюансами, которые всплывают в ходе долгой практической обкатки.
Уровни архитектуры ИТС
Красота решения американцев заключена в том, что их архитектура одним изящным заходом цепляет и любимую нами физическую, «железную» составляющую, и процессную составляющую, для наших системных архитекторов не всегда очевидную. Далее приведена картинка из книги "National ITS Architecture. Physical Architecture". Там же можно посмотреть картинку в деталях.
Верхний уровень (не по главенству, а по порядку) — это уровень сетевой инфраструктуры, которая сама по себе достаточно сложна, так как содержит и 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.
Средний уровень — это привычная нам функциональная архитектура, где квадратики обозначают подсистемы, а связи между квадратиками — информацию, курсирующую между подсистемами.
Нижний уровень — это уровень бизнес-сущностей (не только бизнес процессов). Там перечислены организации, определяющие транспортную стратегию, информационные потоки между этими организациями, предъявляющие требования к отчетности, к аналитике и к информационным системам в целом.
Надо сказать, что проблему сбора и формализации функциональных требований к элементам ИТС американцы решили раз и навсегда, собрав все возможные функциональные требования в одну большую мега-таблицу, снабдив каждое требование разнообразными дополнительными атрибутами, чтобы было удобнее раскладывать их в кучки.
Более того, от общих требований можно без проблем перейти к частным требованиям к поставщикам решений и провайдерам услуг посредством специальных структур в рамках архитектуры ИТС. Эти связи будут подробно описаны в следующей публикации, где я разберу одну из подсистем, относящуюся непосредственно к автоматизации дорожного движения.
А пока пробежимся по подсистемам стандарта ИТС, чтобы понять, с чем мы имеем дело.
Подсистемы ИТС
Всего стандарт ИТС выделяет 22 подсистемы, которые и составляют функциональное наполнение стандарта. Далее приведен не перевод, а моя адаптация названий подсистем и краткие комментарии по каждой подсистеме. Американцы делят подсистемы на центральные и мобильные. Для того, чтобы не терять общего представления, в следующем списке они не разделены.
- Система управления архивной информацией. Обеспечивает централизованное архивирование информации в рамках ИТС с ее последующим распространением.
- Система администрирования коммерческого транспорта. Обеспечивает запись событий на маршруте, управление налогами и лицензиями, организацию информационного обмена между экипажами.
- 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.
- Система управления коммерческим транспортом. Обеспечивает регистрацию ДТП, безопасность груза, аутентификацию водителей и т.п. Объединяет бортовые системы коммерческих ТС.
- Система управления специальным транспортом (центральная часть). Обеспечивает спецтранспорт средствами связи, информационными системами для эффективного реагирования на чрезвычайные ситуации (ЧС), обеспечивает безопасность экипажей в зонах ЧС и т.п.
- Система управления специальным транспортом (мобильная часть). Объединяет бортовые системы спецтранспорта (маршрутизация, информирование, поддержка принятия решений и т.п.)
- Система контроля выбросов. Собирает данные о выбросах и управляет этими данными
- Логистика и управление транспортом. Обеспечивает управление грузовыми перевозками.
- Система обеспечение интеграции с информационными порталами и СМИ. Обеспечивает участников дорожного движения необходимой маршрутной и прочей информацией, а также предоставляет необходимые информационные интерфейсы в Интернет. Обеспечивает взаимодействие с бортовыми устройствами (GPS треккинг и т.п.)
- Система управления дорожным строительством и ремонтными работами. Обеспечивает мониторинг инфраструктуры, планирование ремонтных работ и своевременное реагирование на природные катаклизмы и другие ЧС.
- Система управления парком строительной и специализированной дорожной техники. Обеспечивает обмен управляющими командами с ремонтной и строительной техникой.
- Система доступа к персональной информации. Обеспечивает персонифицированное обслуживание путешествующих, включая отслеживание маршрутов, учет предпочтений по маршрутам и выработку персональных рекомендаций для путешествующих.
- Система управления парковками. Обеспечивает управление платными и бесплатными парковками, выработку тарифов, распределение ТС по парковкам и и информирование о наличии свободных мест.
- Система маршрутизации транспорта. Обеспечивает маршрутизацию ТС в масштабах макрорегиона с учетом текущей и прогнозируемой ситуации.
- Система информационного обеспечения участников дорожного движения. Обеспечивает участников дорожного движения необходимой информацией по запросу или по инициативе центра (например, в случае природных катаклизмов)
- Система обеспечения безопасности. Обеспечивает безопасность таможенных складов, тоннелей, мостов, оборудования АСУДД и т.п.
- Система управления сбором дорожной платы. Процессинговый центр для инфраструктуры платных дорог
- Система сбора дорожной платы (СВП). Оборудование и программное обеспечение пунктов взимания платы.
- Система управления дорожным движением (АСУДД). Обеспечивает управление дорожным движением в рамках региона.
- Система управления транзитным транспортом (центральная часть). Обеспечивает маршрутизацию транзитного транспорта, планирование движения транзитного транспорта, обеспечение оговоренного уровня сервиса (например, времени в пути)
- Система управления транзитным транспортом (мобильная часть). Объединяет бортовое оборудование, необходимая для управления транзитным транспортом, а также необходимые коммуникации
- Управление боровым оборудованием. Объединяет разнообразные персональные сервисы для участников дорожного 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.
Если вы прочитали этот текст и все еще не утратили интерес к теме, спешу анонсировать следующую заметку на тему ИТС. Я планирую рассмотреть в рамках стандарта подсистему автоматизированного управления дорожным движением, а также показать, как американцы умудрились собрать в своем стандарте функции, поставщиков рыночных решений и бизнес-процессы эксплуатации.
Да, чуть не забыл про ссылки.
www.iteris.com/itsarch/index.htm Сайт стандарта, откуда можно загрузить руководства и инструментарий, а также прочитать историю его развития.
www.its.dot.gov Официальный сайт Транспортного департамента США
Рад бы выложить ссылки на русском, но кроме пустой болтовни на многочисленных семинарах и пресс-конференциях, ничего найти не смог.
