Issues of transport sector improvement in the context of connected vehicles development

Толық мәтін

Введение

Совершенствование транспортной отрасли является одной из ключевых задач для обеспечения устойчивого развития экономики и повышения качества жизни населения. В последние годы наблюдается активное развитие подключённых транспортных средств (ПТС), которые всё больше влияют на транспортную систему в целом. ПТС – это транспортные средства, оснащённые системами связи и навигации, которые позволяют им обмениваться информацией с другими транспортными средствами, инфраструктурой и сервисами.

Развитие ПТС открывает новые возможности для совершенствования транспортной отрасли, такие как повышение безопасности дорожного движения, снижение выбросов вредных веществ, оптимизация перевозок и улучшение мобильности населения. Однако, вместе с тем, оно ставит перед транспортной отраслью новые вызовы, связанные с необходимостью обеспечения безопасности и надёжности систем связи и навигации, защиты персональных данных, стандартизации и взаимодействия различных систем и технологий.

Исследование проблем и вызовов, связанных с развитием ПТС, позволит определить пути совершенствования отрасли и максимально реализовать её потенциал.

Подключённые транспортные средства: возможности и вызовы для транспортной отрасли

Развитие ПТС является одной из наиболее динамично растущих областей в транспортной отрасли. Это объясняется тем, что такие транспортные средства предоставляют новые возможности для оптимизации перевозок, повышения безопасности дорожного движения и улучшения мобильности людей.

Одной из основных тенденций развития ПТС является рост числа транспортных средств, оснащённых системами связи и навигации. Согласно прогнозам, к 2025 году число ПТС в мире достигнет 400 миллионов единиц [9]. Это будет способствовать росту объёма генерируемых данных и создаст новые возможности для их использования в целях оптимизации перевозок и повышения безопасности дорожного движения.

Ещё одной важной тенденцией является развитие автономных транспортных средств, способных передвигаться без участия человека. По некоторым оценкам, к 2035 году их доля на дорогах может достигнуть 20% [7]. Развитие автономных транспортных средств содействует повышению безопасности дорожного движения и эффективности перевозок.

Вместе с тем, развитие ПТС ставит перед транспортной отраслью новые вызовы. Одним из основных вызовов является необходимость обеспечения безопасности и надёжности систем связи и навигации. ПТС генерируют большой объём данных, которые должны быть надёжно защищены от несанкционированного доступа. Кроме того, необходимо обеспечить надёжность и безопасность систем управления транспортными средствами, чтобы исключить риск их несанкционированного использования. В последние годы регулярно появляются сообщения о попытках хакерских атак на автомобили. Известны случаи хакерской атаки на автомобили Вольво [14], взлома автомобилей Тесла [15], беспилотного автомобиля Uber [13], удаленного взлома Jeep Cherokee. В последнем случае производитель инициировал кампанию отзыва 1.4 млн автомобилей [11].

Ещё одним вызовом является необходимость стандартизации и взаимодействия различных систем и технологий. ПТС используют различные системы связи и навигации, которые должны быть стандартизированы и взаимодействовать друг с другом для обеспечения эффективной работы транспортной системы в целом [10].

Системный подход к совершенствованию транспортной отрасли предполагает комплексное рассмотрение взаимосвязи между транспортными средствами, инфраструктурой и услугами. Такая взаимосвязь проявляется в том, что транспортные средства используют инфраструктуру для перемещения, а услуги обеспечивают комфорт и безопасность пассажиров и грузов. Эффективность работы транспортных средств зависит от состояния дорожной инфраструктуры, а качество услуг, предоставляемых пассажирам, зависит от уровня комфорта и безопасности транспортных средств. Для повышения безопасности дорожного движения необходимо не только улучшать конструкцию транспортных средств, но и совершенствовать дорожную инфраструктуру, вводить новые системы управления дорожным движением и повышать качество услуг, предоставляемых пассажирам.

Системный подход также предполагает использование интеллектуальных транспортных систем (ИТС), которые позволяют оптимизировать работу транспортной системы в целом. Интеллектуальные транспортные системы используют данные, генерируемые транспортными средствами, инфраструктурой и услугами, для оптимизации перевозок, повышения безопасности дорожного движения и улучшения мобильности населения [12].

Как показано на рисунке 1, подходы к технологии ПТС и ИТС можно разделить на три категории: интеллектуальные транспортные системы, автоматизированные транспортные системы и подключенные транспортные системы [16].

 

Рисунок 1. Передовые транспортные технологии Источник: взято из работы [16]

 

ИТС являются ключевым фактором развития подключённых транспортных средств. ИТС представляют собой комплекс технологий, систем и услуг, которые используются для оптимизации работы транспортной системы в целом и включают в себя системы управления дорожным движением, системы навигации и информации, системы безопасности дорожного движения, системы оплаты проезда и др. ИТС позволяют также снизить эксплуатационные расходы и повысить эффективность перевозок. Так, системы управления дорожным движением позволяют оптимизировать движение транспортных средств, уменьшить пробки и повысить безопасность дорожного движения. Системы навигации и информации позволяют водителям и пассажирам получать информацию о дорожной обстановке и оптимальном маршруте, а также предоставляют дополнительные услуги, такие как информация о парковках, заправках и др. Системы безопасности дорожного движения позволяют предотвратить дорожно-транспортные происшествия и снизить риск их возникновения. Системы экологического контроля позволяют отслеживать выбросы вредных веществ и оптимизировать работу транспортных средств с целью снижения выбросов [1].

ИТС позволяют также улучшить мобильность населения и повысить качество услуг, предоставляемых пассажирам. Системы оплаты проезда позволяют осуществлять платеж без использования наличных денег, что упрощает процесс оплаты и ускоряет посадку и высадку пассажиров. Системы информирования позволяют пассажирам получать информацию о маршруте, времени прибытия и отправления транспортных средств, что повышает удобство и комфорт [1]. Тем самым ИТС являются ключевым фактором развития подключённых транспортных средств, так как они позволяют оптимизировать работу транспортной системы в целом, повысить эффективность перевозок, снизить эксплуатационные расходы и улучшить качество услуг, предоставляемых пассажирам.

Одной из наиболее важных задач транспортной отрасли является безопасность дорожного движения. Подключённые транспортные средства предоставляют новые возможности для повышения безопасности дорожного движения, однако также создают новые риски.

Примером возможностей в данном случае является использование систем предотвращения аварий. Эти системы используют данные, генерируемые транспортными средствами, инфраструктурой и сервисами, для предотвращения ДТП. Системы предупреждения о столкновении позволяют водителям предотвратить столкновение с другими транспортными средствами, пешеходами или препятствиями на дороге. Системы мониторинга состояния водителя позволяют отслеживать уровень усталости водителя и предотвратить вызванные ей аварии [4].

Однако подключённые транспортные средства также создают новые риски для безопасности дорожного движения. Отвлечение внимания водителя и является, в частности, одним из примеров таких рисков. ПТС предоставляют водителям большое количество информации, которая может отвлекать их внимание от дороги. Это может привести к авариям, вызванным невнимательностью.

Неслучайно, в Европе, согласно Общим правилам безопасности Европейского союза (GSR), с 7 июля 2026 года все автомобили с четырьмя и более колесами, включая легковые, грузовые и автобусы, должны быть оснащены системой предупреждения об отвлечении водителя (ADDW) и интерфейсом для устройства блокировки автомобиля, если водитель находится в состоянии опьянения. Но уже с 7 июля 2024 года правила будут применяться ко всем новым типам транспортных средств. Кроме того, последнее обновление протокола оценки Euro NCAP, введенное в январе 2023 года, требует наличия системы мониторинга состояния водителя для того, чтобы модель автомобиля получила пятизвездочный рейтинг безопасности.

В США ситуация развивается аналогичным образом. В 2021 году Конгресс США принял масштабный законопроект об инфраструктуре на сумму 1,2 триллиона долларов, включающий требование о том, что с 2026 года новые автомобили будут оснащаться технологией мониторинга состояния водителя, выявляющей алкогольное опьянение. Это требование, вероятно, распространится и на новые грузовые автомобили и автобусы [6].

Для минимизации возможных рисков необходимо применять комплексный подход, включающий в себя меры по обеспечению кибербезопасности, улучшению водительских навыков и повышению осведомлённости водителей об особенностях использования ПТС.

Переходя к экологическим аспектам, необходимо отметить, что ПТС могут внести значительный вклад в снижение выбросов и улучшение экологической обстановки. Это обусловлено тем, что такие транспортные средства позволяют оптимизировать работу транспортной системы в целом. В частности, системы управления дорожным движением позволяют оптимизировать движение транспортных средств и уменьшить пробки, что в свою очередь приводит к снижению выбросов вредных веществ. Глобальная экономия выбросов CO₂, благодаря интеллектуальным системам управления дорожным движением, может достичь 205 млн тонн к 2027 году по сравнению с 145,7 млн тонн в 2022 году – рост на 41%. Такие выводы были сделаны в исследовании компании Juniper Research, согласно которому экономия будет равна почти двукратному объему выбросов CO₂ от внутреннего транспорта Великобритании в 2019 году. В качестве основного фактора, влияющего на это, называется сокращение заторов за счет оптимизации управления дорожным движением [8].

Системы экологического контроля позволяют отслеживать выбросы вредных веществ и оптимизировать работу транспортных средств с целью снижения выбросов [2]. Кроме того, ПТС позволяют развивать альтернативные виды транспорта, такие как электромобили, а также способствуют развитию средств персональной мобильности, что также способствует снижению выбросов и улучшению экологической обстановки [5].

Экономические аспекты являются одними из наиболее важных аспектов совершенствования транспортной отрасли. ПТС могут способствовать повышению эффективности транспортной отрасли и снижению эксплуатационных расходов. Одним из способов на пути экономии является оптимизация логистических процессов. Системы мониторинга грузоперевозок позволяют отслеживать движение грузов в реальном времени и оптимизировать маршруты доставки, что приводит к снижению времени доставки и уменьшению эксплуатационных расходов. Например, системы мониторинга грузоперевозок позволяют отслеживать местоположение грузов, состояние грузов и время доставки, что позволяет оптимизировать маршруты доставки и снизить эксплуатационные расходы [3].

Другим способом, которым ПТС могут способствовать повышению эффективности, является оптимизация работы транспортных средств. Системы удаленного мониторинга состояния ПТС (рисунок 2) позволяют отслеживать их техническое состояние и своевременно проводить техническое обслуживание, что позволяет снизить риск возникновения неисправностей и уменьшить эксплуатационные расходы.

 

Рисунок 2. Системы удаленного мониторинга состояния транспортных средств Источник: разработано авторами

 

Спектр оборудования, используемого для удаленного мониторинга, в настоящее время очень широк, а компании, продвигающие такие решения, работают в глобальном масштабе. В качестве примера можно назвать компании Wialon, Gurtam, Omnicomm, Fortinet.

Кроме того, ПТС позволяют оптимизировать работу водителей. Системы мониторинга состояния водителя позволяют отслеживать уровень усталости водителя и предотвратить вызванные ей аварии. Системы мониторинга вождения позволяют отслеживать стиль вождения и предоставлять водителям рекомендации по улучшению стиля вождения, что также способствует повышению эффективности и снижению эксплуатационных расходов. Для реализации этого потенциала необходимо применять комплексный подход, включающий в себя оптимизацию логистических процессов, оптимизацию работы транспортных средств и оптимизацию работы водителей.

Наконец, значимым аспектом совершенствования транспортной отрасли является социальный. Одним из способов, которым ПТС могут способствовать повышению качества жизни населения, является улучшение мобильности населения. Другим способом является предоставление новых услуг, улучшающих комфорт и безопасность пассажиров.

В заключении необходимо отметить, что реализация потенциала ПТС позволит улучшить безопасность дорожного движения, снизить выбросы вредных веществ, повысить эффективность транспортной отрасли и улучшить качество жизни населения. Для достижения этих целей необходимо применять системный подход, включающий в себя оптимизацию движения транспортных средств, оптимизацию работы транспортных средств, развитие альтернативных видов транспорта, улучшение мобильности населения, предоставление новых услуг, улучшающих комфорт и безопасность пассажиров, и развитие сотрудничества между всеми заинтересованными сторонами.

Заключение

Развитие подключённых транспортных средств открывает новые возможности для совершенствования транспортной отрасли, однако также создаёт новые вызовы и риски. Для реализации этого потенциала необходимо применять комплексный подход, включающий в себя оптимизацию движения и работы транспортных средств, развитие альтернативных видов транспорта, улучшение мобильности населения, предоставление новых услуг, повышающих комфорт и безопасность пассажиров, и развитие сотрудничества между всеми заинтересованными сторонами.

Системный подход к совершенствованию транспортной отрасли предполагает комплексное рассмотрение взаимосвязи между транспортными средствами, инфраструктурой и услугами. Такой подход требует применения интеллектуальных транспортных систем, которые позволяют оптимизировать работу транспортной системы в целом и повысить эффективность перевозок.

Подключённые транспортные средства предоставляют новые возможности для повышения безопасности дорожного движения, однако требуют развития мер по обеспечению кибербезопасности, улучшению водительских навыков и повышению осведомлённости водителей о возможных рисках, связанных с использованием ПТС.

ПТС могут внести значительный вклад в снижение выбросов и улучшение экологической обстановки, способствовать повышению эффективности транспортной отрасли и снижению эксплуатационных расходов. Они могут также способствовать повышению качества жизни, улучшив мобильность населения и предоставив новые услуги, улучшающие комфорт и безопасность пассажиров.

Авторлар туралы

Denis Kapski

Higher Attestation Commission of the Republic of Belarus

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: d.kapsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9300-3857

Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Chairman

Белоруссия, Minsk

Sergey Bogdanovich

Belarusian National University of Technology

Email: bsw001@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6709-6786

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Transport Systems and Technologies

Белоруссия, Minsk

Petr Kurenkov

Samara State Transport University

Email: petrkurenkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0994-8546

Doctor of Economics, Professor, Candidate of Technical Sciences, Head of the Department of Economics and Logistics in Transport

Ресей, Samara

Nadezhda Filippova

Moscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)

Email: umen@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-8127-9810

Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Transport Telematics

Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар