Воронежскими светофорами будет управлять нейросеть

Автомобилисты и пешеходы Воронежа наверняка обратили внимание, что городские светофоры стали часто менять режим работы. К примеру, на перекрёстке улиц Кольцовской и 9 Января пешеходный светофор в зависимости от времени суток даёт на переход улицы то 25 секунд, то 18. Соответственно, изменяется время горения красного сигнала на автомобильном светофоре. На ряде периферийных улиц, которые выходят на магистрали, время горения красного на автомобильных светофорах, наоборот, увеличилось по сравнению с прежним. Вместо табло обратного отсчёта на автомобильных и пешеходных светофорах теперь частенько появляется мигающее двойное тире.

Всё это косвенное следствие значимого новшества. С сентября 2024 года в нашем городе работает интеллектуальная транспортная система (ИТС). Главные на сегодня вопросы о работе ИТС «МОЁ!» задала заместителю министра дорожной деятельности Воронежской области Руслану Верзунову и заместителю директора казённого учреждения «Региональный центр безопасности» Галине Долгих.

Как и когда светофоры регулировали вручную

К концу двадцатых годов XX века с потоками транспорта на перекрёстках ещё справлялись регулировщики. Но было ясно, что количество автомобилей в городах будет расти в геометрической прогрессии. 15 января 1930 года в СССР появился первый электрический светофор. Его установили в Ленинграде.

Воронеж от города на Неве отстал не сильно. История светофоров в нашем городе началась в мае 1933 года, когда новые средства регулирования установили на трёх перекрёстках — в районе Первомайского сада, на Никитинской площади и на главной площади. Сигналы светофоров вручную переключали всё те же регулировщики.

Внешний вид светофоров несколько раз менялся. Например, до 1958 года зелёная секция у автомобильных светофоров располагалась вверху, а красная, наоборот, внизу. У светофоров то появлялись, то исчезали улучшающие видимость козырьки. А вот принцип работы с конца пятидесятых до конца восьмидесятых был один. В несложных «мозгах» светофорного объекта была заложена программа с временем горения красного, жёлтого и зелёного. Соответственно, если светофорный объект установлен на перекрёстке, программа предусматривала, что, пока на одной улице горит зелёный, на перпендикулярной должен гореть красный.

Когда наши светофоры начали делать умными

В 1974 году управление ГАИ Москвы предложило новый способ организации движения — «зелёная волна». Её суть в согласованном переключении сигналов светофоров на разных перекрёстках. Так, чтобы автомобиль, который едет с определённой скоростью, на всех перекрёстках попадал на зелёный. В Воронеже такая система появилась в начале девяностых годов. В частности, информационный стенд на перекрёстке у цирка извещал, что в режиме «зелёной волны» работают светофоры на улице Кольцовской.

Как работали АСУДД и японская система

В начале нулевых в нашем городе появилась первая автоматизированная система управления дорожным движением (АСУДД). Она впервые связала в единую сеть светофоры на Плехановской и Московском проспекте. И с тех пор ими можно «командовать».

Впрочем, проблему уже возникавших в то время пробок АСУДД не решала. Использовали её в основном для беспрепятственного проезда кортежей с высокими гостями, которым давали сплошной зелёный свет. В январе 2018 года в дополнение к российской АСУДД «Микро-М» на десяти перекрёстках — от Кольцовской до памятника Славы — пришла японская АСУДД Artemis. По меркам тех лет это был прорыв. Установленные на специальных опорах за 200 метров до перекрёстков ультразвуковые датчики считывали количество машин и тут же передавали информацию на сервер Центра организации дорожного движения (ЦОДД). Сервер решал, сколько времени должен гореть тот или иной светофор.

Движение по Московскому проспекту действительно ускорилось. Но век этой системы, как выяснилось, был недолог. Уже в 2020 году она перестала работать из-за сложностей с обновлением оборудования и программного обеспечения. Светофоры вновь переключили на АСУДД, которая получила название «Микро-М».

Что такое интеллектуальная транспортная система

С 2019 года государственная программа «Развитие транспортной системы» в рамках нацпроектов «Безопасные качественные дороги» и «Инфраструктура для жизни» предусматривает, что в агломерациях, включающих города с населением свыше 300 тысяч человек, должны появиться интеллектуальные транспортные системы (ИТС), похожие на ту, что с 2016 года работает в Москве.

ИТС в онлайн-режиме контролирует не только светофоры, но и всё, что связано с движением транспорта в городе. Она призвана сделать передвижение транспорта максимально быстрым. У системы есть несколько подсистем, каждая из которых отвечает за определённое направление: фиксацию нарушений правил дорожного движения, светофорное регулирование, мониторинг транспортных потоков, метеомониторинг.

В Воронежской агломерации интеллектуальная транспортная система работает с сентября 2024 года. Она обошлась бюджету в 672 миллиона рублей. Три четверти из них — средства федерального бюджета, четверть — средства бюджета области.

Из чего она состоит и при чём здесь нейросеть

В фиксации нарушений ПДД особых изменений не произошло. А вот в светофорном регулировании в ближайшие два года будут активно внедрять искусственный интеллект.

Немного терминов и цифр. Светофорным объектом называют группу светофоров, работающих с одной целью, — например, светофоры на перекрёстке. В Воронеже светофорных объектов на сегодня 324. 216 из них уже подключены к ИТС, 104 — к АСУДД, но в перспективе их также будут подключать к ИТС. И наконец, ещё четыре светофора работают по старинке.

Кроме светофоров ИТС уже включает в себя центральный пункт управления, 173 камеры видеонаблюдения, 117 аппа­рат­но-програм­мных ком­плексов детектирования транс­порта, 531 тактический детектор, 27 стратегических детекторов, 3 метеостанции. Это оборудование установлено на 77 улицах Воронежа.

Ещё одну составляющую ИТС сложно оценить в цифрах, потому что это нейросеть. Всё перечисленное выше оборудование сейчас уже накапливает данные, которые как раз будут использованы для обучения нейросети.

Фото: Роман ПРЫТКОВ

Фото: предоставлено «Региональный центр безопасности»

В чём новые принципы работы светофоров

Так как главная задача ИТС — увеличение пропускной способности улиц, нейросеть должна сделать так, чтобы ни один квадратный метр магистрали не пустовал.

Например, система видит, что на улице Лидии Рябцевой к светофору на перекрёстке с Московским проспектом подъезжают всего три машины. Соответственно, она сокращает время горения зелёного света на светофоре на Лидии Рябцевой, и из-за этого увеличивается время горения зелёного света на светофоре на Московском проспекте. Однако это очень простой пример. На самом деле, чтобы принять решение, система в режиме онлайн будет анализировать информацию и с прилегающих перекрёстков.

Со временем она должна включать в свой анализ и метеоусловия. Всем известно, что в дождь движение транспорта замедляется. Предполагается, что нейросеть научится прогнозировать дорожную ситуацию. Например, уже сегодня она запоминает маршруты транспортных средств по городу.

Сейчас все решения, связанные с организацией дорожного движения, принимают операторы ЦОДД. Благодаря ИТС этот режим уже регулярно меняется в зависимости от времени суток и дорожной ситуации. Отсюда, кстати, и двойное тире на светофорах вместо табло обратного отсчёта. Как пояснили наши собеседники, светофорному объекту после перестройки нужно три цикла горения красного и зелёного, чтобы «затвердить» новый режим и вывести новые данные на табло. Благодаря нейросети планируется частичная автоматизация системы, а к 2030 году — полная.