Транспортное планирование и ИТС: современные технологии и промышленные стандарты

Ни для кого из наших читателей не секрет, насколько ответственной и трудоемкой задачей является планирование транспортной системы — будь то модель небольшого участка или целой страны. Накопление и хранение исходных данных, их систематизация и прогнозирование будущих показателей — огромная работа, результатом которой становятся сокращение величины заторов и вредных выбросов в атмосферу, увеличение средней скорости поездки и рост экономических показателей региона.

О том, какие инструменты помогают и облегчают работу инженера, перспективах и технологиях транспортного планирования и инструментах создания интеллектуальных транспортных систем рассказывает доктор Файт Аппельт, генеральный директор A+S Consult GmbH (Германия), учредитель ООО «А+С Консалт» (Россия).

— Доктор Аппельт, в этом году A+S Consult исполнилось 20 лет. Что для вас является основным достижением на данном этапе?

Ф. А. Это дело моей жизни, я более 30 лет занимаюсь транспортной инфраструктурой. Моей специализацией во время учебы в Техническом Университете Дрездена было строительство мостов для железнодорожного и автомобильного транспорта, а также программирование в строительстве. В 1998 году я защитил докторскую диссертацию на тему «Пространственное проектирование транспортной инфраструктуры» и основал A+S Consult. В 2001 г. был награжден государственной премией ФРГ «Безопасность на дорогах». Кроме того, транспортное планирование, которому мне посчастливилось учиться у лучших профессоров знаменитой Дрезденской транспортной школы, тоже всегда играло большую роль в моей профессиональной жизни. Все это легло в основу нашей компании A+S Consult. Мы разрабатываем инновационные программные решения: от проектирования автомобильных и железных дорог, аэропортов, промышленных и логистических центров до проектов в сфере энергетического комплекса.

Значимость развития транспортных систем подтверждают цифры. Например, бюджет Германии на проекты инфраструктуры в 2018 году составляет около 30 миллиардов евро, при этом инновации и цифровизация играют здесь ведущую роль.

В A+S Consult мы держим руку на пульсе технического развития. Мы не просто пользуемся новыми технологиями — мы сами их создаем. Такие технологии, как 5D-проектирование, BIM-технологии или Big Data, уже являются частью нашей повседневной жизни. Это стало возможным благодаря нашей команде, в которой сотрудничают молодые и уже состоявшиеся профессионалы. Это не только транспортные инженеры, но и математики, физики и, конечно же, IT-специалисты. Именно в этом взаимодействии разных специальностей и поколений и кроется наша сила. Создание такой профессиональной команды, готовой к самым сложным задачам, я считаю одним из ключевых наших достижений.

— Если поподробнее остановиться на транспортном планировании, то какие основные вызовы вы видите сейчас перед специалистами этой отрасли?

Ф. А. Это очень комплексный вопрос. Но если попытаться ответить на него коротко, то основным вызовом в транспортном планировании остается удовлетворение текущего и прогнозного спроса на перевозки и на качество предоставляемого обслуживания. Для этого во всем мире используют транспортные модели. Это тот самый инструмент, с помощью которого можно как до, так и в процессе проекта проверить, как будет работать транспортная система и насколько она будет удовлетворять тот рассчитанный нами спрос.

Всё начинается с изучения того спроса, который экономика и общество в целом предъявляют к транспорту. Для четкого определения стратегии, необходимы опросы мобильности и сценарии социально-экономического развития. Доступ к дополнительным исходным данным в наше время стал намного проще. Соответственно, сегодня модели можно «подпитывать» и совсем другими данными, отражающими реальную ситуацию, и уже с помощью этой информации можно создавать более реалистичные сценарии развития. Обработка таких данных даёт важную информацию для принятия различных обоснованных решений. За рубежом цифровизация процесса транспортного планирования продолжается уже давно. Работа с большим количеством данных (Big Data) стала нормой.

— На ваш взгляд, какие продукты или технологии позволяют наиболее эффективно решать поставленные задачи?

Ф. А. Выбор программного продукта зависит от конкретной поставленной задачи. Так, для целей транспортного планирования соответствующий инструмент должен позволять решать такие задачи, как систематизация, накопление и хранение в одном месте всех исходных данных; установление взаимосвязей между данными и нахождение производных; на основании статистических или иных аналитических распределений прогнозирование будущих значений параметров эффективности работы системы. Таким инструментом может являться PTV Visum. Транспортные модели, построенные в PTV Visum, дают инженеру безграничное поле для оптимизации работы транспортных систем. При этом PTV Visum обладает удобными инструментами визуализации и презентации результатов. Построение таких привычных для инженера визуализаций данных, как картограммы интенсивности движения транспорта, картограммы пассажиропотока по системам общественного транспорта, картограммы грузопотоков, изохроны транспортной доступности, диаграммы «паук», радиусы пешеходной доступности, диаграммы параметров транспортных районов, доступны и автоматизированы.

С другой стороны, нередко задачу нужно решать на ином уровне. Даже опытному проектировщику или транспортному инженеру не всегда возможно по одной лишь схеме или даже по 3D-визуализации проекта определить, насколько эффективной будет новая система организации дорожного движения. Более того, на схемах обычно не заметны «узкие места» и будущие возможные проблемы. Как же тогда определить и предупредить возможные проблемы ещё до внедрения новых решений по организации дорожного движения, будь то пересечения, перекрёстки, улицы и магистрали, дороги и многоуровневые развязки? Для этого во всем мире уже десятки лет применяется имитационное моделирование. Представителем специального программного обеспечения для микромоделирования, в основе которого лежит сложная, многофакторная, гибкая и достоверная психо-физическая поведенческая модель, является программа PTV Vissim. С помощью доступных инструментов, в современном и удобном пользовательском интерфейсе, инженер может воссоздать любую ситуацию на улицах и магистралях городов, дорогах, а также на их пересечениях. Это позволяет установить параметры функционирования сети или ее отдельных элементов, определив, например, среднюю скорость, время задержки, интервалы между транспортными средствами, длину очереди, частоту остановок, экологические параметры, а также параметры энергоэффективности. Более того, PTV Vissim позволяет визуализировать все эти параметры, что упрощает поиск «узких мест» и анализ инженером особенностей текущего варианта схемы организации дорожного движения объекта анализа.

— Не секрет, что вы давно работаете с компанией PTV Group. Как построено ваше сотрудничество?

Ф. А. A+S Consult с 2002 года является ключевым партнером PTV Group — немецкой компании-разработчика программного обеспечения (ПО). A+S Consult владеет авторскими правами на русскоязычную версию программных продуктов PTV и на протяжении всех этих лет занимается их локализацией под требования российского рынка. Мы отвечаем не только за поставки ПО, но и являемся партнерами-интеграторами. Так, наш эксперт в области ИТС Даниель Вольф был руководителем проекта интегрированных программных решений при создании динамической транспортной модели в ЦОДД Москвы. Кроме того, мы проводим тренинги для пользователей PTV и оказываем техническую поддержку. Ежегодные конференции пользователей PTV являются площадкой для ознакомления с новинками продуктов, знакомства с интересными проектами, выполненными в продуктах PTV и просто свободного общения между специалистами и экспертами отрасли. Такие конференции проходили за последние 15 лет в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, а также в международном масштабе в Карлсруэ, Берлине, Дрездене, Вене, Лондоне, Нью-Йорке и многих других городах мира.

A+S Consult 3 года подряд завоевывали титул «Дистрибьютор года» среди всех партнеров PTV в мире.

Несколько лет назад потенциальные российские инвесторы интересовались акциями PTV. Если бы они тогда не были так осторожны, то сейчас PTV минимум на 26% была бы российской компанией. В 2017 г. компанию PTV купил Porsche Automobil Holding SE и тем самым инвестировал в их дальнейшее и еще более успешное развитие. На сегодняшний день невозможно выходить на международный рынок с «точечными» программными решениями. Только широкий круг пользователей и постоянные инвестиции гарантируют устойчивое развитие и усовершенствование программ. Компания PTV располагает мощным инновационным ядром для такого последовательного развития. Немалую роль играет и капитализация в 300 млн евро со стороны PORSCHE.

Все это позволяет создавать промышленные стандарты. И тут речь не только об отношениях конкуренции и сотрудничества, например, с SIEMENS и SWARCO, чьи идеи будут пользоваться большим спросом, но и об абсолютной дисциплине разработчиков вот уже на протяжении десятилетий.

Германия имеет давнюю традицию технологий и инноваций и является международным лидером в этой области.

— В чем отличие продуктов PTV от решений других разработчиков? И почему свой выбор вы остановили именно на них?

Ф. А. Решения от компании PTV, прежде всего, характеризуются комплексностью. Они включают в себя как инструменты моделирования и анализа на микроуровне, где речь идет буквально о конкретных пересечениях, так и сложных комплексных транспортных моделей городского, регионального и национального уровня. В данный момент активно развивается уровень мезомоделирования, позволяющий совмещать стратегический уровень с уровнем детального планирования. Кроме того, в последней версии своих продуктов PTV делает упор на динамические данные и ускорение вычислительных процессов, особенно в контексте использования Big Data. Ну и наконец в программных продуктах PTV можно моделировать все виды транспорта: автомобили, поезда, самолеты, все виды общественного транспорта, велосипеды и даже канатные дороги. Не говоря уже о моделировании пешеходных потоков. Такое едва ли может предложить кто-либо еще на рынке. У продуктов PTV всегда имеется удобный и интуитивный интерфейс, они локализованы для русскоязычного пространства, активно обновляются и дополняются новым функционалом, и поэтому с нашей точки зрения это лучшее решение для транспортного планирования на всех уровнях.
Кстати, ключевой продукт PTV Visum, который является промышленным стандартом в большинстве стран мира, в своем ядре очень тесно связан с российской школой математики. Мы даже публично обсуждали это на дискуссионном форуме в Смольном в Санкт-Петербурге. Перераспределение транспортных потоков, которое, благодаря новым аппаратным системам и грамотному использованию инструментов PTV, удалось вывести в динамическую плоскость, всегда было базой как немецкой, так и советской школы.

— То есть тут даже есть общие научные корни? С вашей точки зрения, возможно ли применение международного опыта в наших российских условиях?

Ф. А. Безусловно, возможно. Но с учетом российской специфики. Сегодня на международном рынке наблюдается некий рывок в использовании транспортного планирования как средства для сбалансированного подхода к планированию инвестиций. Также появились такие новые тенденции как SUMP или MaaS. Россия здесь соответствует новым требованиям и может гордиться своими решениями.
Пример Москвы пользуется большим уважением во всем мире, и мы также везде рекламируем его за рубежом.

Так, в начале октября я выступал на закрытом мероприятии RTA (Транспортное управление Дубая) и Международной федерации автодорог (IRF), с докладом о московской динамической модели ИТС.

Именно A+S Consult GmbH в течение многих лет консультировались с лучшими профессорами Германии и анализировали долгосрочные проекты Министерства транспорта Германии и ведущих ученых, таких как профессор Ульрих Браннольте (почетный профессор МАДИ и председатель наблюдательного совета и один из учредителей PTV Group), и обеспечивали трансфер этих знаний в Россию. Целью было изначальное избежании ошибок, а также выборочный и разумный подход к тому, что стоит заимствовать, а что нет.

Аналогов Москвы в мире практически не существует: агломерация с населением около 20 миллионов человек, прекрасно развитая система общественного транспорта и отлично организованная городская администрация. По результатам работы западные партнеры удивляются, насколько удачно отлажено работает вся система. Мы гордимся тем, что за эти годы нам удалось разработать индивидуальные инновационные решения в сотрудничестве с различными российскими коллегами и партнерами.

— Наш журнал, в первую очередь, затрагивает вопросы ИТС. Расскажите более подробно о динамических моделях. Какие инструменты для их создания есть в линейке продуктов PTV?

Ф. А. В этой связи я хотел бы поподробнее остановиться на платформе PTV Optima, которая является ядром для динамической модели. Это высший уровнь городской интеллектуальной транспортной системы, центр поддержки и обеспечения мобильности в транспортной сети. PTV Optima собирает актуальные замеры движения, такие как интенсивность, скорость, время в пути из разных источников данных (детекторы, Floating Car Data (FCD), например, мобильные устройства) в режиме реального времени. Далее происходит обработка и передача данных в ситуационный центр для принятия оперативных решений или в блок стратегического планирования PTV Visum.

Динамическая модель на базе PTV Optima рассчитывает текущую ситуацию на УДС на основе данных из почасовой транспортной модели (подготовленной в PTV Visum) в связке с данными текущих замеров и дает возможность краткосрочного прогноза транспортной ситуации до 60 мин. Особенность состоит в том, что этот прогноз учитывает как текущие, так и будущие события, и мы можем понять, как, например, ДТП повлияет на транспортную ситуацию через 60 мин. Также мы можем тестировать на оперативном уровне, какой будет эффективность предлагаемых светофорных циклов, например, взятых из PTV Balance, и какие мы получим показатели эффективности (время в пути, уровень сервиса, уровень эмиссий и т. д.). В результате данный системный комплекс дает оператору УДС возможность повлиять на движение транспорта и поддерживает его в достижении цели оперативной оптимизации транспортного движения.

Однако для того, чтобы сделать краткосрочный прогноз, требуется точная и аккуратная обработка данных детекторов. В Германии для промежуточной оценки данных подключают программы Traffic Count Management, которые оценивают существующую ситуацию и рассматривают альтернативные сценарии. К сожалению, это одно из наиболее слабых мест в ранее реализованных в России проектах ИТС, в том числе и в Москве. Использование неточных исходных данных в системах прогнозирования неизбежно приводит к ошибкам. Оптимальный подход мне видится в использовании Visum Online, в основе которого заложено достаточное количество данных статистики. А это значит, что необходимо провести опросы в 3% домохозяйств. Независимо от того, насколько точно смоделированы транспортные районы, агрегирование на основе данных статистики просто необходимо для получения логических выводов, даже несмотря на использование Big Data.

— Такие программные решения могут позволить себе, по-видимому, только крупные заказчики. Можете рассказать подробнее, кто находится среди ваших клиентов?

Ф. А. Среди наших клиентов не только крупные корпорации, государственные структуры и крупные проектные институты, но и консалтинговые компании среднего и малого бизнеса, и даже индивидуальные предприниматели. У PTV есть весьма недорогие программные продукты с относительно коротким периодом окупаемости, что делает их привлекательными даже для небольших отраслевых компаний. Мы всегда акцентируем на этом внимание: делая ставку на правильные инструменты и качественно выполняя свою работу, даже маленькая компания со штатом, скажем, в 10 человек, способна за несколько лет превратиться в крупный проектный институт или даже корпорацию.

Возвращаясь к нашим клиентам партнерам, я не хотел бы тут перечислять названия компаний — их в мире более 400, и мне не хотелось бы никого упустить. Из последних запомнившихся контактов было сотрудничество с администрациями городов России, принимавших у себя на стадионах игры Чемпионата Мира по футболу, прогремевшего этим летом и имевшего огромный успех у игроков и болельщиков со всего мира. В рамках подготовки чемпионата к нам обратились представители Минтранса и городов с просьбой поделиться опытом проведения подобных мероприятий в Германии, а также порекомендовать инструменты для подготовки транспортной стратегии на период проведения чемпионата. Мы с радостью откликнулись на эту просьбу и провели ряд встреч и консультаций для таких городов, как Москва, Калининград, Краснодар, Казань и Саранск.

— Разработка транспортной модели, использование специализированного программного обеспечения — все это требует высокой квалификации привлекаемых к проекту инженеров. Где их найти и как в целом обстоят дела с подготовкой кадров в отрасли транспортного планирования и ИТС?

Ф. А. Специалисты, способные разрабатывать и поддерживать проекты в этой сфере, — это, как правило, высококлассные инженеры, планировщики, в идеале с навыками программирования, которые достаточно дорого ценятся на рынке. Однако и сам рынок подобных систем не так уж велик по сравнению с классическими задачами в транспортном планировании, поэтому всегда можно найти нужного человека или воспитать его самостоятельно.

В России все для этого есть: сильная школьная подготовка и высшее образование в области фундаментальных наук. Российские инженеры и IT-специалисты широко известны во всем мире, и задачи разработки и поддержания проектов в сфере ИТС им по плечу, особенно с набором инструментов PTV.

К сожалению, в России практически не готовят специалистов по транспортному планированию. С одной стороны, это минус, но с другой стороны здесь есть огромный потенциал для дальнейшего развития. Мы предполагаем, что объединённый Российский университет транспорта, который вновь создан на базе Российского института железнодорожного транспорта, в состоянии будет решить эту задачу и выпускать в будущем инженеров широкого профиля, владеющих спецификой нескольких видов транспорта.

К началу 2019 г. в штате A+S Consult будет 3 сертифицированных тренера, и совместно с PTV мы намерены сертифицировать преподавателей как в России, так и в других странах бывшего Советского Союза. Эти кадры, а также университеты и институты станут основным ресурсом для трансфера знаний и технологий. Мы также организуем и поддерживаем все виды сотрудничества между немецкими и российскими вузами. Это и совместные дипломные работы и диссертации, обмен преподавателями, гармонизация учебных программ, проведение международных конференций и совместные публикации. Кстати, PTV уже много лет интегрирует специфические требования российского рынка в свои разработки. Дорожную карту внедрения таких требований PTV составляет совместно с нами.

— Планируете ли вы осуществлять какие-либо образовательные проекты в области транспортного планирования и интеллектуальных транспортных систем в России?

Ф. А. Мы тесно сотрудничаем с основными профильными вузами, например, МАДИ, МИИТ, ИрГТУ, ПНИПУ и предоставляем академическую версию. Мы с коллегами планируем в 2019 году читать лекции на кафедре Российского университета транспорта в Москве. Коллеги, которые совместно разработали приложение для ЦОДД, живут в России или в Германии. Так что соответствующие знания есть. Некоторые разработки, такие как система «ПАРКОН» в Москве, уже заимствованы или реализованы в других городах бывшего Советского Союза, а также на Западе. Публикация об ИТС-решении в Москве прошла в специализированной прессе на международном уровне два года назад и вызвала большой интерес. Мы также предлагаем программную платформу TransGIS для открытой интеграции данных ИТС. Она уже используется в нескольких восточноевропейских проектах. Ее прототип был в свое время использован в Москве.

— Доктор Аппельт, посоветуйте, куда следует обратиться нашим читателям с вопросами о транспортном планировании и построении транспортных моделей?

Ф. А. Мы в A+S Consult будем рады помочь принять решение о выборе правильных инструментов и внедрить их на производстве, а также провести соответствующее обучение. Кроме того, мы предлагаем профессиональные услуги по сопровождению вашего проекта. Чем мы не занимаемся — мы не составляем конкуренцию нашим клиентами. Мы высоко ценим их и уступаем им дорогу. Любой клиент может приобрести у нас программное обеспечение общепринятым стандартным ценам PTV — большие или небольшие конфигурации. Любой клиент может получить у нас техподдержку и обучение. Чтобы гарантировать эти принципы и держать марку A+S Consult, в июне 2018 г. мы покинули компанию ООО «A+C Транспроект», основанную в 2011 году для реализации некоторых проектов, и продолжаем поставлять программные продукты PTV исключительно от имени A+S Consult, которая вот уже на протяжении 15 лет работает с огромным количеством клиентов в России и странах СНГ.

Возврат к списку