Анализ и проектирование систем / Архитектура платных дорог

в 6:19, , рубрики: платные дороги, СВП, метки: ,

Анализ и проектирование систем / Архитектура платных дорог

Итак, коллеги, продолжим дорожную тематику. Мхатовская пауза с момента моей последней публикации до неприличия затянулась, а на сходные темы статей все нет. Память народная слаба, и мне уже начали присылать ссылки на мои же собственные посты. Дабы утолить информационный голод рискну завести речь о платных дорогах.
В этих ихних Европах платных дорог развелось множество, так как содержать приличного качества магистраль на народные деньги весьма затруднительно. Но вопрос даже не в содержании, а в строительстве. Такую прорву денег государству неоткуда взять. Приходится звать на помощь капиталиста и создавать с ним концессию. Государство и капиталист вместе строят дорогу, потом частный инвестор некоторое время эксплуатирует дорогу и собирает дань с автомобилистов. А после оговоренного в концессионном соглашении срока передает дорогу государству.
У нас в стране как грибы после дождя стали возникать разрозненные куски и фрагменты платных магистралей. В планах государства тотальное строительство тысяч километров платных дорог, по которым автомобили простых россиян рванут прямо в светлое будущее… Со всех сторон подступают желающие вложиться в столь выгодное предприятие и наперебой предлагают свои «высокотехнологичные» решения. Которым, в общем-то, и хотелось бы посвятить остаток данного текста.
Платные дороги бывают открытого и закрытого типов. Самые простые это открытые. Вы платите мзду за то чтобы пересечь пункт взимания платы (ПВП). Такие варианты ставят у нас на сооружаемых на скорую руку транспортных обходах. Такие ПВП можно даже не подключать к ЛВС, так как они автономно и независимо друг от друга собирают деньги. Изменения справочников можно привезти туда на флешке.
Второй вариант исполнения – закрытые дороги по типу платной парковки. На входе вы берете талончик, на выходе платите деньги за пройденный километраж. Соответственно, все въезды на такую дорогу должны быть специально оборудованы, а на съездах должны быть ПВП, что значительно усложняет конструкцию и требует прокладку каналов связи вдоль дороги, связывающих элементы инфраструктуры. Закрытыми делают серьезные магистрали, такие как планируемая и уже скандально знаменитая трасса Москва-Питер, не менее знаменитая и существующая строго на бумаге трасса Москва – Нижний Новгород и дорога, по которой ежегодно совершается хадж в сторону Моря – трасса Дон (не объезды, а планируемые к строительству в этом году длинные сегменты).ПВП на трассе М4 «Дон»
С точки зрения системной архитектуры весь комплекс можно разделить на три уровня. Первый уровень называется уровнем полосы и состоит из будки мздоимца, шлагбаумов, светофоров и навесного оборудования. Задача на этом уровне проста – взять деньги и собрать доказательную базу на случай грядущих разборок.
Работает схема следующим образом. На подъезде к ПВП лазерный дальномер определяет факт приближения жертвы и отдает сигнал системам ПВП прийти в боевую готовность. Водитель по надписям на козырьке ПВП выбирает полосу, на которой поддерживается его средство оплаты: наличные, бесконтактные карты или средство оплаты по коротковолновой радиосвязи (транспондер). Затем на въезде на полосу происходит фото- и видеосъемка машины, ее номерного знака и хитрилы водителя для личной коллекции оператора. Автоматический сканер производит замер габаритов автомобиля. Современные сканеры позволяют построить трехмерную модель автомобиля (в виде каркасного параллелепипеда). Замер необходим для классификации транспортного средства и расчета тарифа. В Европе принята классификация по 6 классам – от мотоцикла до фуры с прицепом. Лазерные 3D сканеры поддерживают до 20 конфигурируемых в настройках софта классов. Фактически, мы сами можем программировать правила классификации на основании замеров ширины и длины автомобиля. Юридически важно определение разрешенной массы автомобиля и количества используемых осей. Есть таблицы для расчета ущерба, наносимого дороге разными тяжелыми грузовиками, поэтому логично брать с них больше денег. Некоторые ПВП оборудуют также системами безостановочного весового контроля WIM (Weight In Motion), которые дают довольно достоверные результаты по распределению веса по осям даже при скорости 30 км/ч.
После замеров и фотосессии автомобиль подъезжает к будке (в случае оплаты наличными или бесконтактной картой) или проезжает ПВП без остановки (в случае использования транспондера). В первом случае после оплаты открывается шлагбаум и автомобиль продолжает свой путь. Напоследок делается дополнительное фото и видео того, как автомобиль покидает ПВП. Это необходимо для того, чтобы ушлые операторы не занижали класс транспортного средства за откат. Ну и положено, в общем. Вся информация, собранная в процессе проезда ПВП (а также время въезда на платную дорогу закрытого типа) взаимоувязывается и называется транзакцией.
Специальная подсистема на полосе следит за тем, чтобы транзакция была корректной. Европа, например, мучается с юркими мотоциклистами, которые норовят проскочить по двое-трое. Автоматика может ошибиться в определении номерного знака, в определении габаритов и много еще в чем. Поэтому к автомату приставлен специально обученный человек, в обязанности которого входит исправлять ошибки глупой машины. Над этим человеком поставлен еще один человек, следящий, чтобы первый не мухлевал. А над ними обоими – центральный компьютер со статистикой проездов за последние пятьсот лет, подключенный к базам ГИБДД.Типовая схема размещения оборудования на полосах ПВП, копипаста из американского мануала
Второй уровень – это уровень пункта взимания платы (также известного под красивым названием Toll Plaza). Там сидит начальство мздоимцев, а также расположен теплый сортир и кое-какое компьютерное оборудование. На этом уровне собирается информация со всех полос ПВП, контролируется работа оборудования и в мешки пакуется собранный кэш. На некоторых ПВП для передачи наличных с полос в Toll Plaza применяется специальная пневматическая почта. Есть варианты ПВП с подземным коридорам, по которому операторы ПВП могут ходить из будок в офис и обратно.
Третий уровень называется Центральным уровнем или Уровнем Секции (для особенно сложных многозвенных схем сбора денег). Этот уровень собирает информацию о транзакциях со всех подконтрольных ПВП, работает с банками и управляет пользовательскими счетами. Принципы работы центральной системы взимания дорожной платы сильно напоминают принципы работы провайдеров связи. Услуга проезда по магистрали аналогична услуге передачи данных, тарификация и биллинг также идентичны по сути.
Варианты работы с пользовательскими счетами зависят только от фантазии и размеров кошелька концессионера. Счета могут быть коммерческими и некоммерческими, предоплатными и постоплатными, доходными и бездоходными. Сбоку может быть прикручен портал с личным кабинетом пользователя, где ему предложат сто и один способ внести свои кровные на депозит.
Сходства с операторами связи добавляет использование транспондеров. Транспондер – это небольшая коробка, которая крепится к лобовому стеклу автомобиля и умеет обмениваться информацией с оборудованием ПВП по коротковолновой связи. Информация, как правило, включает в себя идентификатор транспондера, сведения о машине и водителе. Иногда транспондер умеет сам считать остаток на денег на предоплатном счете и уведомлять водителя о приближении нуля. Есть транспондеры с поддержкой GPS/ГЛОНАСС и даже с обновляемыми дорожными графами, но это уже элементы немного другой системы, о которой я расскажу в другой раз.Функциональная архитектура реально существующей европейской системы взимания платы
Нетрудно предположить, что каждый концессионер хочет использовать свою уникальную коробку транспондера, свои предоплатные карты и вообще все свое. Европейские страны в настоящее время имеют дело с десятками операторов дорог, аппаратно мало совместимыми друг с другом. Образовавшийся хаос пытаются упорядочить с самого момента его образования – системным интеграторам всех уровней работы хватало всегда. Но вот в последнее время бюрократическая махина Евросоюза повернула главные калибры в сторону тотального введения стандартизации на дорогах. В настоящее время они придумывают мега-транспондер, который позволит пересекать Европу без коллекции гаджетов на лобовом стекле. Что ж, флаг, как говорится, им в руки.
Что же до России, то у нас хаос только начинается. Централизованных операторов по сбору платы у нас пока нет, но в полях уже строят ПВП принципиально несовместимые друг с другом. При таком шикарном заделе нашим интеграторам создается стабильная кормовая база на годы вперед. Важно при этом понимать специфику дорожной автоматизации и не требовать слишком многого от дорожных людей.
Успех автоматизированного решения для автодорог базируется на комплексном подходе, способном закрыть вопросы не только построения систем, но и их дальнейшей эксплуатации. А это и классические ИТ-сервисы, и работа с дорожными активами – содержание дорог, ремонт инфраструктуры и прочее. Тот интегратор, который будет отделять одно от другого, с наибольшей вероятностью будет вынесен из этого бизнеса. Так что, коллеги, учите матчасть и будьте внимательны за рулем.


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js