О новой информационно-коммуникационной технологии для автотранспортной отрасли

в 15:12, , рубрики: Анализ и проектирование систем, аутентификация контроль, метки:

Продолжая тему, начатую уважаемым drosselmayer в цикле статей об интеллектуальных транспортных системах (ИТС) и о системах взимания платы (СВП), хотелось бы несколько расширить её и попробовать рассказать о дальнейшем развитии информационно-коммуникационных технологий в интересах автотранспортной отрасли.

Начну с небольшого обзора.

В настоящее время в России водительские права имеют почти две трети населения. Или в абсолютных цифрах – около 100 миллионов человек. Количество транспортных средств перевалило за 50 миллионов. Любой из тех, кто сам водит автомобиль, на себе ощутил возросшую плотность движения, а жители городов дополнительно – трудности парковки.

Поддержание необходимого уровня контроля возросших потоков транспорта ведёт к росту нагрузки на контролирующий персонал. Весьма затратное для бюджета увеличение штата инспекторов дорожного движения мало поправляет ситуацию. В этих условиях применение технических средств контроля транспорта становится неизбежным.

Особенно широкое распространение получили системы видеофиксации нарушений правил дорожного движения (ПДД). Видеокамера «запечатлевает» изображение металлической таблички с номерным знаком, далее компьютерная программа распознаёт это изображение и превращает его в цифровой сигнал. Остальное – дело техники (компьютерной).

Правда, надёжность систем видеофиксации по распознаванию номеров не дотягивает до 100 процентов. Для справки, по заявляемым техническим характеристикам аппаратно-программного комплекса «Поток» процент безошибочно распознанных государственных регистрационных знаков (чистых и без изъянов) в дневное время суток — не менее 95%, в ночное время суток — не менее 60 %, при освещенности в зоне контроля в вертикальной плоскости не менее 60 люкс.

По этой причине возникает необходимость привлечения специального персонала для визуальной проверки правильности распознавания. Но и эта мера не даёт должного эффекта. Такой вывод можно сделать на основании сообщений, появляющихся в СМИ время от времени, о жалобах недовольных водителей на обвинения их в нарушении ПДД. При этом водители предъявляют полученные по почте извещения о штрафах со снимками транспортных средств, которые не имеют ничего общего с их собственными автомобилями. Значит, при визуальной проверке факт несоответствия был пропущен, что вполне естественно: человек – не машина. Проконтролировать же качество такой работы – нереально.

Причина такого положения вещей кроется в системных недостатках, присущих используемой технологии видеофиксации.

Источником сигнала в ней является изображение металлической таблички с начерченными на ней символами. Сами таблички появились во второй половине 19 века и с тех пор, по сути, претерпели лишь одно кардинальное изменение: стали применяться светоотражающие краски. Сигнал же по своей основе остался аналоговым. И только после компьютерной обработки изображения символов он становится цифровым.

На исходящий сигнал в видимом диапазоне волн оказывают влияние многие факторы. Это и геометрические искажения, и погодные условия, и состояние оптики.

К одному из основных недостатков систем видеофиксации следует отнести трудность масштабирования. Во-первых. Создание пункта контроля и оснащение его специальным оборудованием само по себе стоит недёшево. Дополнительных расходов требует периодическое техническое обслуживание. Во-вторых, Существующие потоки транспортных средств столь значительны, что на практике заявленный в технических характеристиках минимальный процент возможных ошибок распознавания номеров при увеличении количества пунктов контроля может вылиться в многотысячный поток жалоб, способный захлестнуть любую административную систему.

Ещё одна болевая тема в городах – парковки и стоянки автомобилей. Сколько негативных эмоций выплёскивается на действия парковщиков и эвакуаторщиков! Для контроля соблюдения правил стоянки автомобилей создаются мобильные экипажи, которые патрулируют улицы. Мелькают в прессе сообщения об увеличении количества таких экипажей и доведения их числа до нескольких сотен (в Москве). Эффект от таких мероприятий есть, но для общества в целом он скорее отрицательный.

А именно: значительны затраты не только материальных средств (эксплуатация спецавтомобилей, оборудование их системами видеофиксации и распознавания номеров, услуги эвакуаторщиков, затраты на топливо и техобслуживание, оплата персонала), но и, что важнее, здоровья и нервной энергии граждан. Карательные меры не способствуют укреплению морального климата общества. Отношения человек-человек всегда чреваты проявлением коррупционной составляющей. Что, кстати, и наблюдается: так и вьются вокруг парковщиков и эвакуаторщиков различные фирмочки.

Часть водителей пытается обмануть системы видеофиксации. Ввиду присущих используемой технологии системных недостатков сделать это довольно просто. При желании, в интернете можно найти описание массы способов введения в заблуждение. Начиная от банальной подрисовки и заклейки символов и заканчивая использованием специальных спреев и подсветки автомобильных номеров лучами в определённом диапазоне волн.

Отсюда и стратегия властей в деле повышения безопасности дорожного движения: ужесточение репрессий и увеличение величины штрафов. «Политика кнута» даёт свои результаты. Недаром в СМИ появляются сообщения о том, что некоторые камеры просто выключены и играют роль огородного пугала. Ключевой же причиной этого факта являются упоминавшиеся ранее трудности масштабирования систем видеофиксации.

Так почему общество в век обработки цифровых сигналов упорно цепляется за технологию, корнями уходящую в 19 век?

Сообщения о новых технологиях контроля транспорта время от времени мелькают в средствах массовой информации.

Но все эти электронные метки и системы, основанные на спутниковой навигации, имеют только локально-прикладное значение, и никоим образом не могут служить основой для всеобъемлющего контроля транспорта.

Причина кроется в простоте нарушения их функционирования минимально доступными средствами. Именно поэтому, к примеру, системы, основанные на спутниковой навигации, применяются только при личной заинтересованности водителей в их присутствии на транспортном средстве либо в транспортных компаниях, где можно осуществлять постоянный контроль отсутствия внешнего вмешательства в их работу.

Иными словами, порог несанкционированного доступа в работу этих систем крайне низок.

А нельзя ли сделать контроль движения транспорта системным, постоянным, прозрачным и одновременно информативным, помогающим водителю соблюдать правила дорожного движения в режиме реального времени?

Положительный ответ на этот вопрос может дать отечественная разработка, которую условно можно назвать «Электронный государственный регистрационный знак транспортного средства».

По сути, за этим названием скрывается цифровая информационно-коммуникационная технология, позволяющая со стопроцентной точностью идентифицировать транспортное средство в пункте контроля. При этом она обладает максимально достижимой, при существующем уровне развития техники, защитой от попыток несанкционированного вмешательства в её работу, Последнее обстоятельство сводит попытки подмены или клонирования электронного номерного знака к практически неосуществимой задаче и даёт возможность ассоциировать такой знак с дебетовой банковской картой.

Дополнительным положительным фактором технологии является способность осуществления немедленной обратной связи с водителем при возможных нарушениях им правил дорожного движения. Этим такой контроль в корне отличается от систем видеофиксации, в которых «письмо счастья» с сообщением о нарушении приходит с задержкой в несколько дней и даже недель с момента его совершения и теряет предупреждающий нарушение эффект.

Возможность создания подобных технологий возникла в конце 20-го века, когда бурными темпами стала развиваться компьютерная техника. В этот период каждые два года удваивалась скорость вычислений, увеличивалась плотность записи информации на электронные носители и, соответственно, уменьшалось время доступа к ней.

В то же время получили своё развитие системы беспроводной связи, основанные на обработке цифровых сигналов. Повысилась скорость передачи информации, её помехозащищённость, улучшились показатели надёжности связи. Вычислительные мощности компьютерной техники позволили применять сложные криптоалгоритмы для защиты передаваемой информации от попыток несанкционированного доступа.

Все эти факторы в совокупности привели к появлению программно-аппаратных комплексов, позволяющих решать сложные прикладные задачи в отраслях, где требуется высокая надёжность и защищённость. В качестве примера можно привести системы сотовой связи, мобильный банкинг, системы электронных платежей.

Если в ранних системах управления доступом обмен сигналами проходил на аппаратном уровне, то в современных информационно-коммуникационных системах устройства являются лишь оконечными аппаратами в сложной архитектуре программно-аппаратного комплекса.

От описанных выше систем контроля транспорта заявляемая технология отличается тем, что в ней в каждой точке контроля предполагается осуществление процедуры взаимной аутентификации (проверки подлинности) устройства, установленного на транспортном средстве и выполненного функционально неотъёмным от него, и устройства пункта контроля, установленного в районах движения или стоянки транспортных средств.

Взаимная аутентификация устройств необходима для усиления защиты системы от попыток несанкционированного вмешательства в её работу. Не подлежит сомнению факт, что одновременно с внедрением системы в практику будут предприняты попытки её обойти. В силу особенностей эксплуатации транспортных средств и в условиях неограниченности во времени и в привлекаемых ресурсах, такая задача становится вполне осуществимой.

Злоумышленникам достаточно будет хотя бы раз провести взлом системы, чтобы это привело к её полной дискредитации. Именно поэтому задачам защиты от несанкционированного доступа в заявляемом способе контроля транспорта уделено максимальное внимание. Устройство, которое будет совершать попытку сканирования электронного номера автомобиля так же должно быть проверено на легитимность, как и сам номер (устройство, его представляющее). Эта проверка сведёт возможность подмены или клонирования электронного номерного знака к практически неосуществимой задаче.

Для увеличения надёжности в информационно-коммуникационные системы с большой степенью ответственности вводят дополнительные факторы аутентификации, а также осуществляют различные организационные и технические мероприятия: ограничение попыток доступа, времени действия одноразового пароля и пр.

В заявляемой технологии в качестве дополнительных факторов аутентификации используются оригинальные алгоритмы проверки на легитимность, являющиеся ноу-хау разработчиков.

Весь обмен сообщениями ведётся по протоколам беспроводной цифровой связи. Для повышения защиты сигналы шифруются с периодической сменой паролей шифрования и обмена.

Использование беспроводной цифровой связи даёт возможность обмена служебными сообщениями. При нарушении правил дорожного движения водитель в режиме реального времени извещается об этом факте. Нелишне заметить, что устройства пунктов контроля, если возникает необходимость, выполняются со способностью фиксации пересечения условно-контрольных линий: стоп-линии, разделительной линии, линии ограничения стоянки и т. д..

Понятно, что возможность проведения процедуры взаимной аутентификации в любом необходимом пункте контроля потребует создания коммуникационной сети с установлением постоянной связи со специальным центром хранения и обработки данных.

Прецедент такому положению вещей уже создан. Подобная технология применяется во всем известной и широко используемой системе сотовой связи. Кажущаяся непрерывность разговора собеседников, находящихся, к примеру, за сотни километров друг от друга, вовсе не означает, что сигнал достигает их сотовых телефонов по одному маршруту. На самом деле информационные пакеты, содержащие закодированный в цифровом формате голос, могут быть доставлены в адрес собеседника совершенно разными путями. Далее на выходе происходит сборка пакетов в один набор данных, который после обработки мы воспринимаем как непрерывную речь. Всем процессом управляет компьютерная техника.

По сравнению с системой сотовой связи в предлагаемой технологии сеанс связи будет проходить в более щадящих условиях. Так, его длительность не будет превышать нескольких миллисекунд, поэтому отпадает необходимость в проведении технических мероприятий для поддержания непрерывности связи в течение длительного периода времени. Сам сеанс будет осуществляться в условиях прямой видимости на расстояние, не превышающее 100 метров.

Предлагаемая система легко поддаётся масштабированию. То есть аппаратурой контроля можно оснастить буквально каждый светофорный объект, магистраль, улицу и стоянку. В технологии предусмотрено распределение вычислительных мощностей в зависимости от количества пунктов контроля и нагрузки на них.

Так какие возможности появятся после внедрения такой системы контроля в практику?

Как уже упоминалось ранее, стопроцентная гарантия надёжности позволит ассоциировать электронный государственный регистрационный номер не только с банковской картой, но и вообще с любой информационной системой с большой степенью ответственности. Это в корне изменит положение дел в автотранспортной отрасли. Позволит встроить её в единое информационное пространство страны.

Контроль транспорта станет системным и постоянным. Тезис о неотвратимости наказания приобретёт реальное воплощение. Причём о нарушении будет сообщаться водителю немедленно, что должно повлиять на безопасность дорожного движения в целом. И необязательно сразу же подвергать водителя наказанию. Возможно начисление определённой суммы баллов на его «лицевой счёт». Это выявит злостных нарушителей. А вот тем, у кого нарушения бывают редко и эпизодически, можно проводить списание баллов после некоторого периода езды без нарушений. Хочу ещё раз напомнить, что всеми этими мероприятиями управляет программный комплекс системы.

Такая система контроля позволит замерять среднюю скорость движения автомобиля на участке дороги. В настоящее время замеры скорости выполняются с помощью систем, основанных на симбиозе радара и видеокамеры, допускающих в своей работе определённый процент ошибок.

Можно перечислить ещё некоторые области применения системы:

  • парковки и стоянки;
  • проезд по платным участкам дорог;
  • контроль движения общественного транспорта с информированием на остановочном пункте о времени его прибытия;
  • информирование об истечении периода производства обязательных платежей;
  • помощь транспортным компаниям в отслеживании перевозок пассажиров и грузов;
  • открытие новых перспектив в логистике.

Список можно продолжить. Потребителем информации может стать буквально каждое предприятие или организация, так или иначе связанная с автотранспортной отраслью. Для водителей немаловажным фактором будет информирование о реальной загруженности магистралей и улиц, а также об усреднённой скорости движения по ним.

Эта информация станет входной для интеллектуальных транспортных систем (ИТС), о которых упоминалось в начале статьи. Причём позволит вывести их на качественно новый уровень в силу обширности и достоверности поступающей информации

Как было замечено ранее, системы взимания платы (СВП) мягко интегрируются в общий комплекс контроля дорожного движения.

Побочный эффект ожидается от появления дополнительного инструмента в борьбе с криминальным использованием транспорта, а также с угонами автомобилей.

Ну и, по моему мнению, проектируемый «автомобиль без водителя» потребует обязательного использования возможностей, которые предоставит подобная система. Во-первых, по причине уже упоминавшейся широты охвата перекрёстков, магистралей, улиц. Во-вторых, по причине необходимости пресечения возможных попыток несанкционированного вмешательства в работу подобных автомобилей,

В целом, функционирование такой системы контроля транспорта даст ощутимый экономический эффект. Главным же доводом в пользу внедрения «Электронного государственного регистрационного знака транспортного средства» будет повышение безопасности движения и снижение уровня травматизма и смертности на дорогах страны.

Автор: Vladimir_1

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля