Виброакустический мониторинг дорог как составная часть интеллектуальной транспортной системы.

Первое такое решение, разрабо­танное компанией «СМАРТС», было запущено в эксплуатацию в 2021 году: расположенный в Самарской области участок федеральной трассы М-5 дли­ной около 240 км оснащен системой мониторинга автомобильных дорог на базе распределенного аку­стического сенсора.

Создание этой системы стало новым этапом развития другого проекта «СМАРТС» – строительства телекоммуникационной инфраструк­туры на автомобильных дорогах, которым предусмотрена укладка волоконно-оптического кабеля в мини-траншеи в обочинах автодорог. Для про­ложенной автодорожной телекоммуникационной инфраструктуры нужно было разработать не только средства фиксации аварийных обрывов и повреждений проложенного кабеля, но и систему мониторинга состояния кабеля в условиях повседневной эксплуатации. В частности, необходимо было определить параметры вибраций от проходящего автомобильного транспорта и выяснить, не приводит ли воздействие этих вибраций к ускоренной деградации оптоволокна. Для проведения соответству­ющих измерений была применена техноло­гия виброакустического мониторинга, которая использует в качестве распределенного датчика оптическое волокно, проложенное в слоях дорожной одежды.

Оборудование может контролировать участок волоконно-оптического кабеля длиной 70–100 км, который «слышит» низкочастотные вибрации от проезжающего транспорта, проходящих пешеходов, работающей дорожной и строительной техники. Кроме того, в состав решения, помимо оборудования распределенного виброакустического сенсора, вхо­дят комплексы фотовидеонаблюдения, системы пере­дачи данных, средства хранения и обработки данных, а также автоматизированная инфор­мационная система «Акустический мониторинг» (АИС АМ).

Потенциальные возможности системы оказались гораздо шире изначального измерения па­раметров воздействия ви­браций на оптоволокно. При обработке данных изменений фазы обратно рассеянного сигна­ла система использует алгоритмы машинного обучения, которые по­зволяют на основании информации об изменении фазы сигнала распоз­навать движение легковых и грузо­вых автомобилей, ходьбу пешехо­дов вдоль автодороги, проведение дорожных работ, проникновение в колодцы кабельной канализации. Система может определять скорость движения транспортных средств (в том числе превышение установ­ленной на данном участке дороги максимальной скорости), иденти­фицировать места внепланового снижения скорости транспортного потока (пробки, заторы). Система узнает о съезде автомобиля на обо­чину в неположенном месте, зафик­сирует движение тяжелой дорожной техники и места проведения дорож­ных работ. То есть она умеет иденти­фицировать фактически любые со­бытия, влияющие на безопасность дорожного движения, и определять их точные координаты в режиме реального времени при любых ус­ловиях видимости и в любое время суток.

На основе полученных данных и результатов их обработки АИС АМ формирует отчеты с доста­точно подробными диаграммами, где отображаются распознанные системой события с наименования­ми и координатами. В системе есть функции полнотекстового поиска и фильтрации объектов по различ­ным критериям, а также возможность настройки и рассылки уведомлений о тех или иных событиях (обрыв кабеля, вскрытие колодца и т.п.). Оператор системы может пере­ключаться между разными слоями карт, фокусироваться на выбранных объектах или событиях и быстро по­лучать о них всю доступную дополнительную информацию. Сейчас система АИС АМ обрабатывает порядка 100 млн событий в сутки, и ее производительность при необхо­димости может быть увеличена.

Имеющийся функционал позво­ляет при авариях и других нештатных ситуациях на дороге максималь­но быстро передать информацию о месте инцидента в диспетчерский или ситуационный центр для опера­тивного реагирования – организа­ции выезда на место скорой помо­щи, пожарных, служб ГИБДД, МЧС или организации, осуществляющей эксплуатацию этого участка автомо­бильной дороги. В общем, система АИС АМ может стать очень важным компонентом интеллектуальной транспортной системы.

Уже сейчас очевидно направ­ление дальнейшего повышения эффективности использования си­стемы АИС АМ – за счет ее коопе­рации и интеграции с другими си­стемами и технологиями. Например, в 2020 году в Самаре на участке Московского шоссе длиной око­ло 1,5 км была развернута система беспроводной связи стандарта ITS G5 по технологии V2X (Vehicle-to-everything communi-cations), позволяющей организо­вать автоматический обмен ин­формацией между транспортными средствами и другими объектами дорожной инфраструктуры. В ходе этого пилотного проекта систе­ма акустического мониторинга и сеть V2X отрабатывали действия в различных потенциально опасных ситуациях, таких как переход чело­века через дорогу в неустановленном месте, работа уборочной техники, открытый на дороге люк колодца и т.п. Интегрированная система, вклю­чающая АИС АМ и сеть V2X, несо­мненно, станет важнейшей частью будущей инфраструктуры беспи­лотного автотранспорта. Работы по подготовке проекта ее внедрения на автодороге, связывающей Самару и Тольятти, уже ведутся.

Источник: №7 ж-л «Электросвязь»