Исследование информационной безопасности программно-аппаратного инфокоммуникационного комплекса управления дорожным движением

Модное сейчас слово ИТС (интеллектуальные транспортные системы), которым разнообразные сведущие и не очень люди разбрасываются направо и налево, мало

Исследование информационной безопасности программно-аппаратного инфокоммуникационного комплекса управления дорожным движением

Курсовой проект

Транспорт, логистика

Другие курсовые по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией
1 Постановка задачи

Оглавление

Введение

1. Цели ИТС

1.1 Историческая справка. Как «умнели» светофоры

1.2 А что же в России?

2. Подробный разбор основных зарубежных интеллектуальных транспортных систем

2.1 SCOOTTM - Split Cycle and Offset Optimisation Technique. World famous adaptive urban traffic signal control system

2.2 SCATS® (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)

2.3 InSync adaptive traffic control system

2.4 SURTRAC (Scalable URban TRAffic Control)

2.5 SWARCO

3. Подробный разбор основных отечественных интеллектуальных транспортных систем

3.1 «СТАРТ»

3.2 «Спектр»

3.3 АСУДД-Приоритет

3.4 АСУДД "КС"

3.5 САУДТ "Мегаполис"

4. Оценка рынка АСУДД и основные тенденции

5. Анализ структуры комплекса управления дорожным движением

Заключение

Список используемых источников


Введение

Модное сейчас слово ИТС (интеллектуальные транспортные системы), которым разнообразные сведущие и не очень люди разбрасываются направо и налево, мало что значит для ИТ-специалиста. Максимум, на что хватает фантазии — это на пресловутые умные светофоры и на безнадежную борьбу с пробками в наших мегаполисах. В регионах, где пробок нет, ИТС и вовсе остается всего лишь любопытной теорией.

Как бы то ни было, разберемся в том, что же собой представляют ИТС и для чего они предназначены. Разберем на самом высоком уровне архитектуру ИТС и коротко пробежимся по основным ее блокам. Заодно системным архитекторам будет любопытно узнать, как вообще строится архитектура систем масштаба страны.

Сразу стоит оговориться, что в рамках ИТС мы будем рассматривать только автотранспортную сферу и не будем говорить о железнодорожных, авиа- и морских перевозках. Это отдельная большая тема, в которой, есть свои специалисты.

Согласно прогнозам исследовательского агентства Research and Markets, объем рынка решений для построения «умных дорог» достигнет к 2022 году отметки в $2,6 млрд с показателем CAGR около 24%. Основным драйвером рынка станут решения, направленные на обеспечения безопасности дорожного движения. Правительства многих стран серьезно озаботились ростом количества дорожно-транспортных происшествий, а информационные технологии позволяют решить данную проблему.

Самым массовым сегментом рынка «умных дорог» являются детекторы транспортных потоков. Аналитики Research and Markets предполагают, что в течение 2016-2022 годов эти датчики продолжат занимать лидирующие позиции на рынке за счет увеличения объемов инвестиций и появления большого количества профильных стартапов.

Согласно всему вышеизложенному, будут появляться новые интеллектуальные транспортные системы, развиваться, а как следствие и усложняться существующие, в связи с этим в них могут находиться ошибки в алгоритмах. Последствия от использования найденных уязвимостей могут быть самые различные: от требования выкупа от государства, до террористических актов. В связи с чем, считаю свою тему: «Исследование информационной безопасности программно-аппаратного инфокоммуникационного комплекса управления дорожным движением» оправданно актуальной.

светофор транспорт интеллектуальный архитектура

1. Цели ИТС

В мире существует только одна всеобъемлющая архитектура ИТС. Это предложенная транспортным департаментом США инициатива, направленная на создание единого информационного пространства, объединяющего автомобили, дорожное оборудование, диспетчерские залы и ЦОД по всей стране. Европейцы долго пытались создать что-нибудь подобное, но далеко в этом деле не продвинулись, погрязнув в технических деталях. По слухам они в настоящее время разрабатывают что-то на основе данного стандарта.

Создание единой архитектуры ИТС позволяет контролировать три основных направления:

    Безопасность. Основная цель — снижение аварийности на дорогах. Сюда же входит мониторинг природных и техногенных катаклизмов.

    Мобильность. Сбор информации о пробках от движущихся в потоке автомобилей и информирование участников движения.

    Защита окружающей среды. Снижение ущерба окружающей среде от автотранспорта посредством мониторинга ситуации в реальном времени и своевременного принятия решений.

1.1 Историческая справка. Как «умнели» светофоры

Основные типы «умных» светофоров интересно рассмотреть в исторической перспективе, так как появлялись они не сразу и развивались от простого к сложному.

Автомобильные светофоры пришли к нам от железнодорожников. Первый электрический светофор с ручным управлением в США был установлен в Кливленде в 1914 году. А уже через три года, в 1917 году в Солт Лейк Сити была сконструирована система, управляющая светофорами сразу на шести перекрестках. Роль дорожного контроллера выполнял регулировщик. В 1922 году в Хьюстоне сделали то же самое, но уже на двенадцати перекрестках. Управление велось в ручном режиме из специальной башни.

Концепция автоматического светофора была предложена в 1928 году. Его мог установить и настроить любой электрик и все принялись закупать и устанавливать такие светофоры. Но сразу же возникли проблемы в больших городах, где существуют утренние и вечерние часы пик, в которые хорошо бы поменять планы координации светофоров, чтобы не создавались пробки. В полный рост встали проблемы нехватки персонала для этого ответственного дела. Пытливый американский разум задумался над дальнейшим совершенствованием дорожной автоматики.

В период с 1928 по 1930-й годы изобретатели предложили различные конструкции детекторов давления, определяющих наличие автомобилей на перекрестке. Это позволило сделать первые модели светофоров, реагирующих на транспорт (traffic-actuated). Такие светофоры давали эффект на магистралях, где красный по главному ходу включался только если со стороны второстепенной дороги подъезжала машина. Такие системы стоят в США до сих пор и неплохо справляются со своей задачей на изолированных перекрестках. Похожим образом работают и пешеходные вызывные кнопки, при нажатии на которую в следующий цикл регулирования встраивается пешеходная фаза.

В 1952 году в Денвере установили первый аналоговый контроллер, который позволил объединить несколько разрозненных перекрестков в единую управляемую сеть и переключать заранее рассчитанные планы координации в зависимости от времени суток и дней недели. В последующее десятилетие несколько сотен подобных систем было проинсталлировано по всему миру.

Подобные системы активно использовали параметр смещения, включая зеленый не сразу на всех перекрестках, а со смещением, зависящим от расстояния между перекрестками и параметров транспорта («зеленая волна»). Специально обученный инженер рассчитывал и рисовал на бумаге схемы координации, которые потом закладывались в контроллеры. Система оказалась настолько простой и надежной, что активно используется до сих пор в городах, не обремененных излишним трафиком.

В 1960 году в Торонто для управления светофорами установили первый «настоящий» компьютер – шикарный аппарат IBM 650 с барабанной памятью на 2000 машинных слов. Это был колоссальный прорыв в технологиях управления дорожным движением! Через три года под централизованным управлением находились более 20 перекрестков, а к 1973 году компьютер управлял уже 885 перекрестками!

Видя столь явный успех, IBM продолжила работать над использованием своих компьютеров в управлении светофорами. В 1964 году стартовал проект в центре Сан Хосе с компьютером IBM 1710, а в 1965 для города Вичита Фоллс (Техас) был установлен IBM 1800 (продвинутая версия модели 1130 с увеличенным количество портов ввода/вывода), который успешно управлял 85 перекрестками. Компьютер в Сан-Хосе также был заменен впоследствии на IBM 1800 (Рисунок 4.1.1). Система оказалась настолько удачной, что данную конфигурацию стали использовать во многих американских городах от Остина и Портленда до Нью Йорка.

Работа над стандартизацией систем управления светофорами стартовала в 1967 году. В рамках пилотного проекта построили управляющую систему для Вашингтона, которая включала 113 перекрестков, оснащенных 512 детекторами транспорта на основе индуктивной петли. Компьютер получил возможность не только вслепую переключать планы координации, но и получать информацию о транспортных очередях на перекрестках (тогда еще допплеровские радары для измерения скорости потока не использовали). Короче говоря, критическая масса подключенных к компьютерам светофоров была достигнута, и переход от количества к качеству был лишь делом времени. Начались масштабные исследования в области разработки управляющих алгоритмов.

Идея иметь планы координации на все случаи жизни в теории была неплоха, но на все случаи жизни, как оказалось, планов не напасешься. Разработка каждого плана в 70-х производилась на бумаге и была довольно трудоемким и творческим процессом. И если для длинной улицы со светофорами, наподобие Ленинского проспекта в Москве, рассчитать алгоритмы было довольно легко, то на сети улиц это была уже совсем нетривиальная задача. Тем более что городов много, и не все из них могут себе позволить держать в штате грамотного транспортного инженера.

И вот в 70-х британское исследовательское бюро TRRL (The Transport and Road Research Laboratory) разработало и внедрило на улицах Глазго систему SCOOT (Split, Cycle and Offset Optimization Technique), которая позволял

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>