9 February 2019

Кризис концепций повышения безопасности дорожного движения и новая концепция его решения

Robotics developmentRoboticsTransportUrbanism
Sandbox
Вопреки широко распиаренным программам нулевой терпимости к жертвам ДТП, количество погибших в мире продолжает расти. Причём не только за счёт стран третьего мира, но и за счёт, стран реализующих Vision Zero, где за последнее время количество погибших перестало снижаться и даже начало расти. На лицо явный кризис направления движения. Разберёмся в его причинах, проанализировав основные общепринятые концепции повышения безопасности дорожного движения (БДД) и рассмотрим новую концепцию:

  1. Ужесточение наказаний
  2. Повышение безопасности за счёт УЛУЧШЕНИЯ транспорта и инфраструктуры
  3. Повышение безопасности за счёт УХУДШЕНИЯ транспорта и инфраструктуры (Vision Zero)
  4. Перспектива замены водителя-человека компьютером
  5. Новая концепция: «Вместо безопасного автомобиля, безопасная транспортная система»




Об авторе


Автор: Кривошеев Роман Васильевич, изобретатель.

Руководитель команды «ИТС СПРУТ» участника технологического конкурса НТИ «Зимний город», сайт конкурса upgreat.one.

Автор является изобретателем принципиально нового подхода к решению транспортных проблем, и соответственно, первоисточником представленной информации. Сайт проекта ekologurban.livejournal.com
Так как в проекте несколько десятков инноваций не имеющих аналогов в мире, то планируется цикл статей.

Это первая (обзорная) статья из цикла. Все картинки кликабельны.

Анализ существующих концепций безопасности дорожного движения


Исторически первой концепцией было ужесточение наказаний. Её неэффективность стала очевидна уже давно: даже все штрафы вместе взятые, плюс расстрел виновных, не смогут воскресить ни одного погибшего в ДТП. Да и любое ужесточение работает три года, после чего человек к нему привыкает и всё возвращается к началу. То есть, первая концепция не работает вообще.

К 60-м годам двадцатого века мириться со стремительным ростом количества погибших стало невозможно, и автопроизводители стали серьёзно улучать безопасность автомобилей (ремни безопасности, подушки безопасности, АБС и так далее). А сами автомобили стали делать с учётом зон деформации. В дорожной инфраструктуре появились отбойники и разделительные барьеры. К девяностым годам стало ясно, что достигнут физический предел пассивной безопасности автомобилей. Именно поэтому, при разрешённой скорости в 110 км/ч, краштесты
проводятся на скорости только 60 км/ч. Таким образом, вторая концепция была очень эффективной, но её возможности уже практически полностью исчерпаны.

Осознав это, на рубеже тысячелетия, вместо поиска новой концепции улучшения транспорта, транспортные популисты занялись мошенничеством и стали УХУДШАТЬ характеристики транспорта и инфраструктуры. Было заявлено, что автомобили слишком быстро ездят и эту скорость надо всячески снижать как административными, так и инфраструктурными мерами. В авангарде этой концепции была Швеция, принявшая в 1997 году программу известную как Vision Zero. Целью была объявлена «нулевая терпимость» к смертям в ДТП, с целью достижения нулевого уровня к 2020 году. За год до 2020 года, очевидно, что эта программа полностью провалилась.

Если взять большинство статей о Vision Zero, то график «перспективного роста» безопасности будет заканчиваться на 2010 или 2013 годе. Почему? А потому, что после 2013 года программа Vision Zero перестала работать! Количество погибших перестало снижаться и колеблется около значений 2013 года. Причём прогнозный график, за статистически значимые последние 5 лет, по Швеции даёт потенциальный ноль только к 2410 году!



Но главная проблема не в этом, так как серьёзного снижения количества погибших достичь всё-таки удалось. Главная проблема в том, что успехи Vision Zero сильно преувеличены, а методы вообще являются мошенничеством. Так как снижение количества жертв ДТП достигается не за счёт повышения БЕЗОПАСНОСТИ, а за счёт УХУДШЕНИЯ характеристик транспорта и транспортной инфраструктуры. Но это тоже самое, что повышать безопасность пилы, затупляя её зубья. Да, она станет безопасней, но за счёт того, что станет хуже пилить. И в этом суть всех предложений Vision Zero! Смотрите сами, все четыре направления Vision Zero являются таким мошенничеством:

  1. Vision Zero требует снизить скорость транспорта до безопасных 50 или даже 30 км/ч. Но это же абсурд! Давайте тогда сразу снизим скорость до нуля, или вообще запретим автомобили. Нет автомобилей, нет и погибших от автомобилей. То есть, лучшее лекарство – это гильотина. А ведь до этого (во второй концепции) разрабатывались решения повышающие безопасность без снижения скорости.
  2. Vision Zero предлагает физически разнести пешеходов и транспорт, сделав все пешеходные переходы внеуличными. Да, безопасность пешеходов повысится, но за счёт снижения удобства пешеходов. Причём для пожилых людей вообще фатального, так как далеко не каждый человек чисто физически может подняться на третий этаж, а потом спуститься. А колоссальная цена внеуличных переходов, заставила отказаться от этой идеи даже в небольшой и богатой Швеции. Однако во многих странах, кивая на Vision Zero, продолжают наступать на эти же грабли.
  3. Vision Zero предлагает все загородные дороги делать с разделительным барьером посередине. Идея хорошая, вот только для возможностей обгона, все дороги придётся делать четырёхполосными (по две полосы в каждую сторону). Но это оказалось слишком дорого даже для небольшой и богатой Швеции. Поэтому решили, сэкономить и делать не четырёх, а трёхполосные дороги с «блуждающей средней полосой». Повысилась ли от этого безопасность? Да, повысилась, вот только умалчивается, что из-за этого на ТРЕТЬ снизилась пропускная способность! Заплатили за три полосы, а пропускная способность равна двум полосам.
  4. Дискриминация автомобилистов. Здесь без комментариев, любая дискриминация недопустима. Но принцип мошенничества тот же, улучшаем одно за счёт другого.

Да, конечно, безопасность превыше всего и дорого стоит, но надо понимать, что решения Vision Zero очень неэффективны и являются не лечением проблемы, а лишь дорогими костылями. Проблема в том, что эти решения пропагандируются как чуть ли не идеальные и буквально навязываются другим странам, как не имеющие альтернатив. В частности именно эти идеи прописаны в российских дорожных картах НТИ, и на этом основании другие концепции повышения безопасности дорожного движения просто не рассматриваются.

Мошенническая суть программы Vision Zero не является секретом. И во многих странах, например в США, навязывание этой программы встречает активное сопротивление людей, которые не согласны с программой «Тише едешь, дальше будешь, от того места куда едешь».

Если посмотреть на графики безопасности богатых стран мира, то мы увидим, что количество погибших за последнее время везде стабилизировалась и перестало снижаться (небольшой рост в США связан с существенным увеличением пробега автомобилей из-за дешёвого бензина, а количество погибших на единицу пробега практически не меняется и в США). Да, эта стабилизация произошла для разных стран на разном уровне. И этот уровень напрямую зависит от ИНТЕНСИВНОСТИ использования автомобилей в разных странах. Далеко не все в 21 веке хотят жить в ритме деревни 19 века со скоростью пешехода. А именно в этом смысл Vision Zero – сделать скорость транспорта соизмеримой со скоростью пешехода и велосипеда.

К счастью, в последнее время (2020 год уже не за горами), провал программы Vision Zero стал косвенно признаваться даже в Швеции. Сначала, перенесли сроки, а потом борьба за достижение нуля трансформировалась в движение в направление нуля. Однако статистика за последние 5 лет ясно показывает, что даже и движения к нулю уже нет. Таким образом, концепция Vision Zero является мошенничеством. Более того, самое главное, что даже это мошенничество уже перестало работать.

Поэтому сейчас всё чаще стали говорить о роли автопилота в повышении безопасности дорожного движения. Причём уже здесь и сейчас. Но и в этом случае речь также идёт о мошенничестве. Заявления о том, что автопилот лучше человека не основаны на фактах (так как автопилота ещё нет, то и фактов того, что он лучше человека, быть не может). А весь пиар строится на «хотелках» Илона Маска и его махинациях со статистикой. Но статистика о том, что при использовании автопилота Тесла ДТП происходят реже – это мошенничество, так как псевдоавтопилот работает только в простых погодно-дорожных условиях, когда вероятность ДТП крайне низка. Большинство же ДТП, происходят именно в плохих условиях, когда псевдоавтопилот не работает, и, естественно, эти ДТП статистику псевдоавтопилоту не портят.

Так давайте разберёмся, а на сколько сама концепция, что «автопилот лучше человека» верна. По сути, единственный аргумент за, это то, что компьютер не совершает ошибок «человеческого фактора». Это верно, как и то, что человек не совершает ошибок «компьютерного фактора». Таким образом, предполагается замена «человеческого фактора» на «компьютерный фактор». Но далеко не факт, что итоговая сумма будет положительной, особенно учитывая, например, хакеров.

Возникает резонный вопрос, зачем тогда менять шило на мыло? Построим таблицу:



Причём недостатки автопилота в принципе не могут быть решены, так как требуют не просто сильного ИИ, а сильного искусственного СОЗНАНИЯ. А его ещё даже в проекте нет, но даже если оно появится, то будет обладать всеми правами ЛИЧНОСТИ, и далеко не факт, что захочет работать на человека.

Таким образом, при формальном даже равенстве плюсов и минусов у человека и автопилота, пиарщики нас пытаются убедить, что автопилот гораздо безопаснее человека!

Это стали понимать даже и сами пиарщики, и на CES-2019 признали, что пятый уровень автономности, дело отдалённого будущего и надо сконцентрироваться на третьем уровне автономности (Индустрия робомобилей, наконец, становится более реалистичной). Таким образом, к 2019 году стало очевидно, что и перспективная концепция повышения безопасности за счёт автопилота, как минимум, откладывается на неопределённое время.

Подведём итог: все существующие и перспективные концепции повышения безопасности дорожного движения себя исчерпали и в ближайшее время не смогут существенно повысить безопасность. И даже сильный ИИ не сможет решить главную проблему перспективного автоматического автомобиля, а именно проблему ответственности за принятие решений по «разруливанию» реального хаотического дорожного движения при недостатке информации.

Вместо безопасного автомобиля, безопасная транспортная система


Но не всё так безнадёжно! Анализ таблицы показывает очень интересную особенность: там, где человек плох, компьютер хорош и наоборот. Тогда возникает логичная идея сделать гибрид, объединяющий плюсы обоих подходов и свободный от их недостатков. Таким образом, наибольшей безопасностью, при существующем и перспективном уровне развития ИИ, будет не безответственный автопилот, а вот такой гибридный вариант:

«За всё отвечает человек. Электроника выдаёт подсказки (системы считывания разметки, дорожных знаков, контроля слепых зон и так далее) и может выполнять одну последнюю команду водителя (оставаться в полосе, сменить полосу, поддерживать дистанцию, запарковаться). Электроника может заблокировать однозначно опасные действия водителя (системы экстренного торможения)».

Очевидно, что и этот потенциальный вариант не гарантирует отсутствия погибших, так как хотя человек и отвечает за результаты «разруливание» существующего хаотического дорожного движения, но сами результаты «разруливания» очень далеки от идеала. Более того, гарантированно упорядочить ХАОС невозможно даже теоретически (задача вагонетки). Вот мы наконец и нашли ОСНОВНУЮ проблему безопасности дорожного движения! Надо просто избавиться от этого хаоса на дорогах! То есть, существующее ХАОТИЧЕСКОЕ дорожное движение, когда каждый едет как хочет, а ПДД носят лишь рекомендательный характер, надо заменить на «изначально упорядоченное ПЛАНОВОЕ движение под управлением автоматической центральной диспетчеризации». А сам план составлять так, чтобы в принципе не было неоднозначных ситуаций, за которые нужно было бы отвечать. Таким образом, водитель является только исполнителем и отвечает только за правильное исполнение решений автоматической диспетчеризации. А так как исполнять решения, даже простой компьютер может существенно лучше человека, то полноценный автоматический автомобиль получается сам собой, как бесплатный побочный продукт, и вообще не требует никакого интеллекта.

Такая принципиально новая концепция, способна полностью решить проблемы безопасности транспорта здесь и сейчас, а её разовая стоимость в разы ниже ежегодного официального ущерба от ДТП. Эта концепция была разработана автором и реализована в Интеллектуальной Транспортной Системе Полного Регулирования и Управления Транспортом (ИТС СПРУТ). Её суть: вместо выписывания бессмысленных штрафов за уже совершённые нарушения ПДД, нужна хорошо известная в технике система «защита от дурака», которая не позволит даже преднамеренно нарушать ПДД. И хотя абсолютно безопасный автомобиль невозможен (не Вы врежетесь, так в Вас врежутся), легко создать абсолютно безопасную централизованную транспортную систему, которая сможет гарантировать 100% безопасность с точностью до технической неисправности.

Небольшой ликбез по свойствам классической центральной диспетчеризации: любая такая система может быть только ПОЛНОЙ и ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ для всех её участников. Однако выяснилось, что подавляющее большинство «экспертов» этого не понимает. Хотя эти свойства достаточно очевидны: представьте, как будет работать система центральной диспетчеризации на аэродроме, если диспетчер будет контролировать только половину взлётно-посадочной полосы, или если хотя бы один пилот не будет подчиняться командам диспетчера.

Рассмотрим принцип работы «ИТС СПРУТ»


Первое, нужна полная информация о дорожном движении, получить которую, из автомобиля невозможно даже теоретически (не существует технологий, устанавливаемых в автомобиль, способных увидеть ребёнка даже за легковым автомобилем). И никакие даже перспективные системы «Car to X» проблему решить не смогут, так как даже теоретически не могут быть полными, и на определённом этапе даже ПОНИЗЯТ безопасность.


(В центре вид из автомобиля, когда ещё возможно остановиться)

Поэтому необходима внешняя система ПОСТОЯННОГО наблюдения за ВСЕМИ дорогами, организованная по сотовому принципу. «ИТС СПРУТ» состоит из простейших камер с большим углом обзора, направленных сверху вниз с существующих столбов освещения. В результате «ИТС СПРУТ» в режиме реального времени имеет план вида сверху всех дорог, на котором в принципе не может быть мёртвых зон, так как каждая точка просматривается по диагонали с четырёх камер (надёжность дублирования на уровне боевых истребителей). Таким образом, проблема недостатка информации полностью решена.



Цена такой системы 10 тысяч$ за километр. То есть, разовая стоимость для всей России примерно равна ежегодным платежам по ОСАГО+КАСКО, и в три раза меньше ежегодного официального ущерба от ДТП.

Второе, для безопасного решения всех конфликтных ситуаций нужна система центральной диспетчеризации, как в авиации, только в автоматическом режиме. То есть, все конфликтные места на дрогах становятся светофорно-регулируемыми. Для этого достаточно в каждый автомобиль установить «индивидуальный светофор» (ИС) с постоянной двухсторонней связью с «ИТС СПРУТ». Снаружи впереди каждого автомобиля устанавливается светодиодная лента, выполняющая роль ИС для пешеходов. Таким образом, полностью решена проблема взаимодействия между ВСЕМИ участниками дорожного движения.



Стоимость ИС от трёх тысяч рублей, что меньше средней стоимости детского автокресла.

Следовательно, установку ИС можно сделать обязательной. Работает это так. На экране ИС в реальном времени отображается информация: план вида сверху, точная и актуальная информация о навигации, действие текущих дорожных знаков, максимальной скорости, скорости зелёной волны и так далее. Для удобства вся информация, необходимая для управления, дублируется голосом и светодиодными лентами по принципу светофора. Например, абсолютно безопасный поворот осуществляется следующим образом: включая левый поворотник, водитель передаёт запрос на поворот системе «ИТС СПРУТ». После проверки безопасности, в момент разрешения начала поворота зажигается зелёный сигнал на светодиодной ленте левого поворота. Горизонтальная лента определяет скоростной режим относительно скорости зелёной волны, а частота мигания определяет отклонение. Рассмотрим превышение скорости: пусть водитель нажал на газ. Рассчитав скорость и ускорение, «ИТС СПРУТ» включает первое предупреждение – красное мигание с большим интервалом, означающее, что если продолжить разгон в том же темпе, то через несколько секунд допустимая скорость будет превышена. Если водитель его проигнорировал, частота мигания увеличивается и второе предупреждение передаётся по громкоговорящей связи. Если и его водитель проигнорировал, то мы имеем документально подтверждённые объективные данные о том, что водитель не в состоянии адекватно управлять автомобилем. Поэтому система «ИТС СПРУТ» в автомобиле дистанционно включает экстренное торможение и направляет к этому месту ближайший автомобиль специальных служб.

Третье, центральная диспетчеризация позволяет проложить для каждого транспорта абсолютно безопасную индивидуальную ПРАВИЛЬНУЮ траекторию. Этот «Заказной маршрут» заказывается и получается через ИС или интернет (аналогично заказу такси). Предварительно, каждая траектория виртуальным графическим моделированием проверяется на безопасность, то есть, отсутствие пересечений с траекториями других участников дорожного движения. Причём траектории прокладываются так, чтобы полностью избежать или как минимум минимизировать последствия потенциальных технических неисправностей, например, заранее учитывается возможность переворота на встречную полосу грузовика при повороте и так далее. Таким образом, существующее непредсказуемое движение становится всегда полностью и заранее ИЗВЕСТНЫМ, а проблема недостатка информации полностью отсутствует. То есть, вместо классических ПРОГНОЗОВ траекторий, которые не могут быть точными даже теоретически, в «ИТС СПРУТ» существует всегда абсолютно точный ПЛАН всех траекторий.

Структурно «ИТС СПРУТ» построена как распределённая сотовая сеть с иерархической логистикой (аналогично сетям сотовой связи). Таким образом, система «ИТС СПРУТ» масштабируется практически линейно но, в отличие от сотовой телефонной сети, её в принципе невозможно перегрузить. Так как количество объектов в пределах каждой соты физически ограничено площадью дороги.



В результате, получается система в которой траектории каждого транспорта НИКАК не зависят от других участников дорожного движения. Соответственно предсказывать и предугадывать действия других участников НЕ НАДО. А значит не надо отвечать за действия 3д дураков на дороге и баранопешеходов. В системе «ИТС СПРУТ» все участники дорожного движения отвечают только за себя, а именно всего лишь за чёткое выполнение указаний автоматического диспетчера. Таким образом, полностью исчезает абсурдная ответственность за действия других участников дорожного движения, на которые в принципе нет возможности влиять.

Так как для каждого транспорта появляется чёткий и однозначный план движения, то «ИТС СПРУТ» может через индивидуальный светофор заранее предупреждать о ВСЕХ ещё только потенциально опасных ситуациях. Соответственно, случайно нарушить ПДД становится невозможно, а штрафы ОТСУТСТВУЮТ вообще, так как наказывать за случайные и сразу же исправленные нарушения смысла не имеет.

И четвёртое, если водитель всё же проигнорировал предупреждения, и соответственно ПРЕДНАМЕРЕННО нарушил ПДД, то такой автомобиль надо принудительно останавливать, а водителя безальтернативно лишать водительских прав. Для этого достаточно в каждый автомобиль установить дистанционно управляемый тормоз (аналог стоп крана в поездах).



Который, в простейшем случае, состоит из электродвигателя, жёстко закреплённого к кузову автомобиля так, чтобы не мешать обычному нажатию педали тормоза. Управление двигателем осуществляется системой «ИТС СПРУТ» через индивидуальный светофор в каждом автомобиле. Это гарантирует снижение практически до нуля не только количества погибших, но и количества ДТП вообще, с точностью до технической неисправности. Аналогично, также ПОЛНОСТЬЮ решаются проблемы хамства, неправильной парковки и так далее. На любое автохамство или попытку неправильной парковки водить просто не получит РАЗРЕШЕНИЕ от «ИТС СПРУТ».

При этом защищённость самой системы «ИТС СПРУТ» от внешнего взлома находится на в принципе недостижимом для существующих и перспективных систем уровне. Но это отдельная и слишком большая тема. Поэтому вместе с темой тотального контроля и защиты персональных данных будет рассмотрена в отдельной статье.

Все описанные решения были экспериментально проверены на полнофункциональном образце «ИТС СПРУТ», отвечающего за 120 метров дороги и один перекрёсток. Рассмотрим её работу. Камеры установлены на балконе жилого дома на высоте верхней точки стандартного плафона дорожного освещения (примерно 12 метров). Задача системы «ИТС СПРУТ» определять в реальном времени координаты всех движущихся объектов в пределах дорожной сети и отображать их на плане вида сверху для определения безопасности их движения.



На рисунке показана работа системы СПРУТ из трёх автономных сот. Соты стыкуются друг с другом с небольшими перекрытиями, реализуя принцип «объект принял, объект сдал».
Вверху сота, выполняющая роль сервера, внизу соты клиенты один и два. На сервере дополнительно рисуется план вида сверху. Принцип работы: 30 раз в секунду каждая сота получает с сервера очень небольшой пакет координат объектов, находящихся в зоне её видимости по данным из предыдущих кадров. После чего, используя данные простейшего детектора движения, уточняет координаты каждого объекта в текущем кадре. Таким образом, нерешаемую без сильного искусственного интеллекта классическую задачу распознавания произвольных трёхмерных объектов на меняющемся трёхмерном фоне, мы свели к задаче даже не слежения, а уточнения координат объектов на неподвижном плоском фоне. То есть, к максимально простой и соответственно максимально надёжной задаче, требующей минимальной вычислительной мощности, существенно меньшей, чем для кодирования видео в айпи камерах. Затем каждая сота отправляет на сервер пакет с этими уточнёнными координатами. При этом, объём передаваемой по сети информации в тысячи раз меньше, чем при классической передаче видео в единый центр. Соответственно не нужны дорогие широкополосные линии связи. Сервер же, получив продублированную информацию от всех сот, выбирает самую точную и формирует новый актуальный пакет координат объектов, который и отображается на виде сверху. После этого графически производится проверка дорожной обстановки на безопасность (никакие объекты и их зоны безопасности на схеме вида сверху не должны пересекаться). Затем производится диспетчеризация, то есть, однозначное решение всех спорных ситуаций, например, очерёдности проезда. В результате формируется и передаётся пакет данных для каждого транспорта. Далее, этот цикл повторяется для каждого следующего кадра.

Для точного определения координат автомобилей достаточно, разместить на верхнем багажнике автомобиля (а в перспективе и непосредственно на крыше) контрастный прямоугольник, что позволит довести надёжность и верифицируемость определения координат до избыточного уровня (лучше одного сантиметра).


На фото вид с камеры передвижного варианта инфраструктуры «ИТС СПРУТ»

Проблема не только в человеческом факторе


К сожалению, хаос дорожного движения создаётся не только «человеческим фактором» водителей и пешеходов, но и АБСУРДНЫМИ правилами дорожного движения, которые изначально предусматривают конфликтные ситуации, например, на перекрёстках. Поэтому в рамках концепции «защита от дурака» необходимо изменить правила движения по перекрёсткам так, чтобы конфликтных ситуаций (пересекающихся траекторий) вообще бы не было:

  1. Так как вся дорожная сеть находится под постоянным контролем системы «ИТС СПРУТ», то абсолютно все перекрёстки и пешеходные переходы являются светофорно-регулируемыми. Причём для этого вообще не нужны реальные светофоры, так как все сигналы передаются непосредственно на индивидуальные светофоры в каждый автомобиль.
  2. Надо отказаться от существующего способа регулировки перекрёстка, когда зелёный горит одновременно всем участникам дорожного движения одного из направлений (прямо, налево, направо + прямо для пешеходов, имеющих приоритет). Эта проблема характерна как для двухфазного, так и четырёхфазного режима светофоров.



Понятно, что при таких конфликтных пересекающихся траекториях ДТП неизбежны. Поэтому необходима новая схема пересечения перекрёстка в которой и автомобили и пешеходы всегда двигаются по максимально безопасным непересекающимся траекториям. Кроме того, такой упорядоченный способ пересечения перекрёстка дополнительно увеличивает пропускную способность перекрёстка от двух до пяти раз и создаёт псевдовыделенную полосу для общественного транспорта на всех магистралях города. Описание этой технологии выходит за рамки данной статьи и будет рассмотрена отдельно.

Здесь же, в рамках реализации принципа «защита от дурака» отметим, что в данной схеме нет конфликтующих вариантов траекторий (как для автомобилей так и для пешеходов), соответственно и ошибиться невозможно.



То есть, 20% ДТП, причиной которых является несоблюдение очерёдности проезда, не смогут произойти даже теоретически.

Аналогично решается вопрос безопасности пешеходов. Существующий принцип организации пешеходных переходов так, чтобы они не мешали движению автомобилей (через сотни метров друг от друга) ВЫНУЖДАЕТ пешеходов становиться нарушителями, так как риск попасть под машину существенно меньше затрат на лишние сотни метров пути до ближайшего пешеходного перехода. Но способ решения этой проблемы давно известен (если дорожки в парках делать не перпендикулярно и параллельно, а по кратчайшим диагоналям, то никто не будет ходить по газонам, удлиняя себе путь). Поэтому в системе «ИТС СПРУТ», все пешеходные переходы являются светофорно-регулируемыми, причём в абсолютно любом месте, где удобно пешеходам. При этом можно обойтись без дополнительных знаков перехода, записав в ПДД, что регулируемый переход расположен под каждым фонарём освещения, то есть, примерно через каждые 30 метров. Работает это так: пешеход, своё намерение перейти дорогу обозначает остановкой рядом со знаком пешеходного перехода или непосредственно под плафоном дорожного освещения, но вне зоны ожидания общественного транспорта. После чего система «ИТС СПРУТ», соблюдая интервал движения машин и пешеходов, в этом конкретном месте создаёт виртуальный пешеходный переход, передавая красный свет на индивидуальные светофоры машин. И включает зелёный свет на пешеходном ИС в ближайшем к пешеходу автомобиле. Таким образом, ИС полностью и ОДНОЗНАЧНО гарантирует безопасность пешеходов. То есть, в отличие от существующего хаоса, когда сигнал светофора ничего не гарантирует вообще, зелёный свет ИС системы «ИТС СПРУТ» гарантирует безопасность перехода, а красный ВСЕГДА сигнализирует об опасности.

Так как система «ИТС СПРУТ» постоянно отслеживает весь транспорт, то по каждому автомобилю мы имеем АКТУАЛЬНУЮ и ДОСТОВЕРНУЮ статистическую информацию о его техническом состоянии и заранее сообщаем о необходимости профилактического ремонта. Это полностью решает проблему технического осмотра транспорта.

Также у нас есть объективная статистическая информация о квалификации каждого водителя, на основании которой и надо выдавать водительские права. А при существенном отклонении таких параметров как время реакции на знаки, точность определения апекса поворота и так далее, можно очень точно определить, способен ли водитель в ТЕКУЩИЙ момент времени адекватно управлять автомобилем. И с точки зрения безопасности, совершенно не важно, пьяный ли водитель, усталый, или в состоянии стресса. В любом случае ему надо запретить управление транспортным средством повышенной опасности. Таким образом, недостаточно квалифицированный водитель не сможет получить права, а пьяный будет заблокирован ещё при выезде с парковки.

Ни одно ДТП с жертвами не может произойти по причине плохого качества дорог. Все эти ДТП происходят из-за несоответствия скорости качеству дорожного покрытия, что является следствием отсутствия достоверной и заблаговременной информации о дорожной обстановке. «ИТС СПРУТ» имеет актуальную информацию как о ямах на дороге, так и о погоде, коэффициенте сцепления с дорогой и так далее, которые получает как от дорожных служб и анализа изображений с камер, так и от электронных систем проезжающих автомобилей. Таким образом, «ИТС СПРУТ» в каждый момент времени рассчитывает максимальную безопасную скорость движения. То есть, все ограничения являются динамическими, и соответствуют обстановке в каждом конкретном месте в текущее время. Причём специальные знаки для этого не нужны, вся информация передаётся на индивидуальные светофоры водителей. А все эти уродующие облик городов знаки (что большие, что маленькие) вообще не нужны.

Вывод: описанная реализация принципа «защита от дурака» теоретически позволяет гарантировать 100% безопасность дорожного движения с точностью до технической неисправности. Но, как говорил Эйнштейн: «Эксперимент это единственный судья научной истины». Поэтому, докажем экспериментально, что в системе «ИТС СПРУТ» ДТП невозможны в принципе, с точностью до технической неисправности. Для этого построим масштабную модель системы «ИТС СПРУТ» состоящую из двух вэб-камер, обеспечивающих вид сверху, и двух радиоуправляемых машинок, управление которыми выведено на компьютер.



Для доказательства смоделируем все причины ДТП и экспериментально докажем, что ни по одной из них в предлагаемой системе ДТП произойти не может. Полностью видео моделирования представлены в первом видео на сайте проекта ekologurban.livejournal.com.


Здесь же рассмотрим общие принципы на нескольких примерах.

На экране программы в реальном времени отображаются: вверху слева – видео с камеры системы «ИТС СПРУТ», справа – схема вида сверху участка дороги, внизу справа – графики скорости автомобилей, слева – элементы управления. Так как для системы безопасности главное это надёжность, то задачу будем решать самым простым, надёжным и понятным графическим способом. На плане вида сверху рисуем все объекты дороги и всех участников дорожного движения плюс их зоны безопасности (участки дороги, где они могут оказаться при действии текущих органов управления за время, необходимое для экстренного торможения). Таким образом, если зона безопасности автомобиля пересечётся с любым препятствием, то применив экстренное торможение через ИС, мы гарантированно успеем затормозить без столкновения с препятствием. В расширенном варианте добавляется ещё зона предупреждения, сигнализирующая о потенциальной опасности. Её размер зависит от заданного времени реакции водителя. При этом, объекты могут быть как реальные, так и виртуальные, например, красный сигнал светофора, виртуальная дорожная разметка, виртуальный пешеходный переход, дорожные работы и так далее. В любом случае, столкнуться с ними невозможно. Таким образом, пока верна евклидова геометрия, ДТП невозможны даже теоретически с точностью до технической неисправности.



Докажем невозможность превышения скорости: для этого достаточно при превышении скорости блокировать дальнейший разгон, а при снижении, разрешать. Следовательно, даже при постоянном «газ в пол» автомобиль будет ехать рывками, но не превышая заданную скорость. Причём ограничения скорости являются контекстными и зависят от конкретного места и времени (например, только днём перед школами); а также индивидуальными в зависимости от квалификации водителя, шипованной резины и так далее. Таким образом, все искусственные ухудшения дорожной инфраструктуры Vision Zero (лежачие полицейские, меры «успокоения» трафика и так далее) становятся, БЕССМЫСЛЕННЫМИ с точки зрения безопасности!

Пример моделирования невозможности «выезда на встречку»


На самом деле, выезд на встречную полосу напрямую не является причиной ДТП. Причина в неправильном расчёте этого манёвра и в несогласованных действиях его участников. Рассмотрим дорогу с двухсторонним движением по одной полосе в каждую сторону.



В обычном состоянии обе полосы разделены непреодолимым виртуальным барьером (сплошная линия). Пусть на одной из полос стоит чёрный автомобиль, а сзади к нему приближается красный. Во-первых, «ИТС СПРУТ» постоянно следит за соблюдением дистанции, то есть при опасном приближении к переднему автомобилю дистанционно включает тормоза. Далее, объехать чёрный автомобиль через сплошную линию невозможно, поэтому по запросу красного «ИТС СПРУТ» временно создаёт виртуальный участок двухполосной дороги с односторонним движением (на рисунке выше). А после завершения «обгона», этот участок, опять же виртуально ликвидируется, и выехать на встречную полосу опять невозможно. Таким образом, потенциально опасный обгон с выездом на встречную полосу, всегда заменяется опережением без выезда на встречную полосу.

Аналогично моделируются и все остальные причины ДТП


Таким образом, мы экспериментально доказали снижение количества погибших в ДТП практически до нуля, с точностью до технической неисправности транспорта. Но при наличии системы «ИТС СПРУТ», большинство технических неисправностей тоже не приведут к ДТП. Так как, выявив неисправный автомобиль на ранней стадии, «ИТС СПРУТ» создаёт ему свободный коридор, посылая соответствующие команды окружающим его автомобилям. Поэтому, в большинстве случаев, неисправный автомобиль не столкнётся с другими и безопасно остановится, не причинив серьёзного ущерба. Более того, принципиально неправильно рассматривать последствия технических неисправностей как ДТП, правильнее рассматривать их как техногенные катастрофы.

Заключение


Хорошо известно, что любую проблему эффективнее всего предупредить, а не бороться с её последствиями. При существующем хаотическом дорожном движении ничего гарантировать невозможно в принципе (сейчас руль вправо и Вы въезжаете в автобусную остановку, и ни что этому помешать не может). Более того, ежегодно в мире 1 миллион 350 тысяч человек погибает даже не в случайных ДТП, а в ДТП, все участники которых до самого последнего момента всеми силами и средствами пытались этих ДТП избежать, но не смогли. Но как было экспериментально доказано выше, концепция «защита от дурака» системы «ИТС СПРУТ» может гарантировать безопасность, не допуская даже преднамеренных ДТП. При этом, дополнительных денег на систему «ИТС СПРУТ» не нужно! Просто деньги собранные по ОСАГО+КАСКО надо тратить не на похороны людей и автомобилей как сейчас, а на то, чтобы ДТП вообще не было.

P.S.: так как все возможности «ИТС СПРУТ» доказаны экспериментально, то заявления в духе «Это невозможно, потому, что невозможно никогда» не имеют смысла. Соответственно, если какие-то ваши красивые и выгодные теории «плоской Земли» не соответствуют реальности, то ничего не поделаешь, придётся менять эти устаревшие теории. Обратите внимание, что хотя «всяк знает, что 100% не бывает, а железо в воде тонет», корабли из железа прекрасно плавают, это и называется инновациями. Говоря о 100% я намеренно пытаюсь упростить экспертам задачу, так как для доказательства НЕ 100% достаточно привести всего ОДИН контр пример. Но за девять лет, и более двадцати «экспертиз», ни одного такого примера представлено так и не было.

Продолжение следует …
Tags:безопасность дорожного движениядтпитситс спрутvision zeroбеспилотный автомобиль
Hubs: Robotics development Robotics Transport Urbanism
-33
6.7k 13
Comments 264