Применение цифровой инфраструктуры и телематических систем на городском пассажирском транспорте

ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ 

ИНФРАСТРУКТУРЫ 

И ТЕЛЕМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 

НА ГОРОДСКОМ ПАССАЖИРСКОМ 

ТРАНСПОРТЕ

В.М. ВЛАСОВ
Д.Б. ЕФИМЕНКО
В.Н. БОГУМИЛ

Москва

ИНФРА-М

202УЧЕБНИК

Допущено Федеральным УМО по укрупненной группе специальностей 

и направлений подготовки 23.00.00 «Техника и технологии наземного транспорта»

 в качестве учебного пособия для обучающихся по направлениям подготовки 
23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

 (квалификация (степень) «бакалавр»); 

23.04.01 «Технология транспортных процессов», 

23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» 

(квалификация (степень) «магистр»); 

23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» 

(квалификация «инженер»)

УДК 629.3(075.8)
ББК 39.18я73
 
В58

Власов В.М.

В58 
 
Применение цифровой инфраструктуры и телематических си 
стем на городском пассажирском транспорте : учебник / В.М. Власов, 
Д.Б. Ефименко, В.Н. Богумил. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 352 с. +
Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/textbook_5a7dba496f0086.14296455.

ISBN 978-5-16-013194-8 (print)
ISBN 978-5-16-105960-9 (online)
В учебнике дано понятие цифровой инфраструктуры городского пасса
жирского транспорта и показана ее роль как технологического базиса современных систем диспетчерского управления на городском пассажирском 
транспорте, рассмотрены вопросы создания и использования элементов 
цифровой инфраструктуры на городском пассажирском транспорте России. Подробно рассмотрены технологические процессы автоматизированного управления перевозками городским транспортом, а также требования 
к основным функциям и характеристикам телематического оборудования 
транспортных средств городского пассажирского транспорта. Материал 
учебника основан на результатах теоретических исследований и практических работ по созданию и внедрению автоматизированных систем управления городским пассажирским транспортом в городах России.

Соответствует требованиям Федерального государственного образова
тельного стандарта высшего образования последнего поколения.

Для студентов, обучающихся по техническим направлениям подготов
ки и специальностям.

УДК 629.3(075.8)

ББК 39.18я73

Р е ц е н з е н т ы:

В.И. Сарбаев, доктор технических наук, профессор, профессор ка-

федры наземных транспортных средств Московского политехнического университета;

И.В. Спирин, доктор технических наук, профессор, главный науч
ный сотрудник Научно-исследовательского института автомобильного транспорта

ISBN 978-5-16-013194-8 (print)
ISBN 978-5-16-105960-9 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны 

в электронно-библиотечной системе Znanium

© Власов В.М., Ефименко Д.Б., 

Богумил В.Н., 2018

Список использованных сокращений

АНСДУ — автоматизированная навигационная система диспетчерского управления
АРМ — автоматизированное рабочее место
АСДУ-А — автоматизированная система диспетчерского управления автобусами
АСМ-ПП — автоматизированная система мониторинга пассажирских потоков
АСМ-ТП — автоматизированная система мониторинга транспортных потоков
АСУ — автоматизированная система управления
АСУДД — автоматизированная система управления дорожным 
движением
АТП — автотранспортное предприятие
АЦКН — автоматизированный центр контроля и надзора Федеральной службы по надзору в сфере транспорта
БД — база данных
БНСО — бортовое навигационно-связное оборудование
БП — бизнес-процессы 
ГИС — географическая информационная система
ГКЦ — Главный Командный Центр
ГЛОНАСС — Глобальная навигационная спутниковая система
ГНСС — Глобальные навигационные спутниковые системы
ГПТ — городской пассажирский транспорт
ДММ — динамическая модель маршрута
ДТП — дорожное транспортное происшествие
ИТ — информационные технологии
ИТС — интеллектуальные транспортные системы
КБТО-Б — комплект бортового телематического оборудования 
обеспечения безопасности пассажирских перевозок
КП — контрольный пункт
ЛТП — логико-трансформационное правило
МДЦ — мобильный диспетчерский центр
МСМ — массовые спортивные мероприятия
НАП — навигационная аппаратура потребителей
НГПТ — наземный городской пассажирский транспорт
НИОКР — научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
НСИ — нормативно-справочная информация
ОК — организационный комитет

ОКТМО — Общероссийский классификатор территориальных 
и муниципальных образований
ОМ — отмена мониторинга
ПО — программное обеспечение
ПС — поисковые системы
РМТ — Расписания маршрутного транспорта (название программного комплекса)
РНИС — региональная навигационно-информационная система
СМО — система массового обслуживания 
СНС — спутниковая навигационная система
СЦТО — сервисный центр по техническому обслуживанию
ТО — техническое обслуживание
ТОП — транспорт общего пользования
ТП — транспортный поток
ТР — текущий ремонт
ТР ТС — Технический регламент Таможенного союза
ТС — транспортное средство
УВ — управляющее воздействие
УДС — улично-дорожная сеть
УКВ — ультракороткие волны
ФЦП — федеральная целевая программа
ЦДО — Центральный диспетчерский отдел
ЦДС — Центральная диспетчерская служба
ЧС — чрезвычайная ситуация
ЭВМ — электронно-вычислительная машина
ЭПМ — электронный паспорт маршрута
ЭРА-ГЛОНАСС — Система экстренного реагирования при авариях
ЭРМ — электронный реестр маршрутов
APC — Automatic Passenger Counting
ATM — Autoritat del Transport Metropolita
AVL — Automated Vehicle Location
iOS — Операционная система для смартфонов
NMEA — National Marine Electronics Association
GPRS — General Packet Radio Service — Пакетная радиосвязь общего пользования
GPS — Global Positioning System — Система глобального позиционирования
GSM — Groupe Spécial Mobile
SLA — Service Level Agreement
TfL — Transport for London
TSP — Traffic Signal Priority

Предисловие

Телематика, понимаемая, с одной стороны, как прикладная 
наука, с другой — как комплекс аппаратно-программных средств, 
предназначенных для повышения эффективности транспортных 
технологий, превратилась в главную движущую силу научно-технического прогресса на автомобильном транспорте.
В России в связи с особенностью развития автомобильного пассажирского транспорта средства глобальной навигации 
и системы на их основе получили наибольшее развитие и внедрялись в форме автоматизированных навигационных систем диспетчерского управления городским пассажирским транспортом. Для 
работы под контролем данных систем пассажирские транспортные 
средства оснащались бортовым навигационно-связным оборудованием. С течением времени телематические средства и системы 
на городском пассажирском транспорте развивались путем расширения состава решаемых задач, с одной стороны, и совершенствования технологий решения уже известных задач — с другой. 
В результате произошел качественный скачок в развитии данных 
систем за счет синергетического эффекта, который возникает при 
взаимодействии различных элементов. В транспортной телематике, как в прикладной науке, появилось новое понятие — цифровая инфраструктура для телематических систем автомобильного 
транспорта.
Настоящий учебник посвящен вопросам создания и использования элементов цифровой инфраструктуры и телематических 
систем на городском пассажирском транспорте России. Материал 
учебника основан на результатах теоретических исследований 
и практических работ по созданию и внедрению автоматизированных систем управления городским пассажирским транспортом 
в городах России, в которых авторы принимали личное участие.
Распределение материала по главам выполнено следующим 
образом.
В главе 1 даны описание и характеристики основных этапов 
развития автоматизированных систем диспетчерского управления 
городским пассажирским транспортом в России. Описаны особенности организации и планирования процесса перевозок городским транспортом в соответствии с основными положениями 
Федерального закона от 13 июля 2015 г. № 220-ФЗ «Об организации регулярных перевозок пассажиров и багажа автомобильным 

транспортом и городским наземным электрическим транспортом 
в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Описан инструмент 
формирования и ведения реестра маршрутов автомобильного пассажирского транспорта. Дано понятие цифровой инфраструктуры 
городского пассажирского транспорта и показана ее роль как технологического базиса современных систем диспетчерского управления на городском пассажирском транспорте.
В главе 2 даны характеристики основных автоматизированных 
процессов и систем, обеспечивающих технологическую подготовку 
диспетчерского управления перевозками пассажиров городским 
пассажирским транспортом, включая процессы сбора и обработки 
данных о пассажиропотоках на маршрутах городского пассажирского транспорта, данных о скоростях движения пассажирского 
транспорта на участках маршрутной сети. Описаны автоматизированные процессы подготовки расписаний движения городского 
пассажирского транспорта, варианты представления расписаний 
движения для специалистов и населения.
В главе 3 представлены технологические процессы автоматизированного управления перевозками городским транспортом 
с использованием пространственной цифровой модели маршрута 
движения пассажирского транспорта. Рассмотрены процессы автоматического контроля выполнения рейсов и оценки регулярности 
движения пассажирских транспортных средств. Описан критерий 
оптимальности движения пассажирских транспортных средств 
на маршруте, основанный на оценке потерь времени пассажиров, 
и его использование при регулировании процесса перевозок. Подробно рассмотрены технологические операции диспетчерского 
управления перевозками пассажиров, описаны методы сбора исходных данных и статистического анализа действий диспетчеров 
системы. Дано описание методики оценки состояния системы диспетчерского управления с использованием аппарата марковских 
цепей. Показаны перспективные методы организации и технологии 
диспетчерского управления городским пассажирским транспортом 
на основе использования принципов ситуационного управления, 
уменьшающие долю ручных операций в процессе управления и количество ошибок, допускаемых диспетчерами.
В главе 4 описана организация процессов автоматизированного 
управления городским пассажирским транспортом на основе использования элементов цифровой инфраструктуры городского 
пассажирского транспорта. Представлены цели и задачи системы 
диспетчерского управления. Показаны функции специалистов 

городской центральной диспетчерской службы (ЦДС), организация взаимодействия ЦДС с внешними системами, организация 
ЦДС движения по выделенным линиям с использованием средств 
и систем телематики.
Представлен сравнительный анализ отечественного и зарубежного опыта создания систем, технологии и организации процессов 
автоматизированного управления перевозками пассажиров городским пассажирским транспортом.
В главе 5 изложены основы организации и управления перевозками пассажиров при проведении многодневных массовых 
спортивных мероприятий. Описаны основные бизнес-процессы 
системы управления перевозками пассажиров на массовых спортивных мероприятиях и подходы к их автоматизации.
В главе 6 рассмотрены требования к основным функциям 
и характеристикам телематического оборудования транспортных 
средств городского пассажирского транспорта, регламентированные национальными и межгосударственными стандартами.
С целью закрепления пройденного материала в конце каждой 
главы приведен перечень контрольных вопросов, задания для самостоятельной работы, список тем для рефератов и докладов.
Учебник написан в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом по направлениям подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» (направленность 
(профиль) «Инженерная защита окружающей среды»); 23.05.01 
«Наземные транспортно-технологические средства» (специализация «Автомобильная техника в транспортных технологиях»); 
43.03.01 «Сервис» (профиль «Сервис транспортных средств»); 
23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и 
комплексов» (профиль «Автомобильный сервис»); 23.04.01 «Технология транспортных процессов»; 23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (профиль «Синтез 
инфраструктуры телематики автотранспортного комплекса»); 
38.03.02 «Менеджмент» (профиль «Логистика и управление цепями 
поставок»); 38.05.02 «Таможенное дело» (специализация «Таможенная логистика»).
В результате изучения материалов данного учебника студент 
должен:
знать
 
• основные элементы цифровой инфраструктуры телематических 
систем городского пассажирского транспорта, принципы их создания и внедрения;

 
• организационную структуру автоматизированных навигационных систем управления городским пассажирским транспортом;
 
• основы организации и технологии информирования пассажиров 
городского пассажирского транспорта;
 
• основы организации и управления перевозками пассажиров при 
проведении многодневных массовых спортивных мероприятий;
уметь
 
• использовать принципы создания и внедрения основных элементов цифровой инфраструктуры при разработке телематических систем городского пассажирского транспорта;
 
• применять методы и средства глобальной спутниковой навигации в диспетчерских системах управления городским пассажирским транспортом;
 
• использовать технологии глобальной спутниковой навигации 
в системах управления перевозками зрителей и пассажиров многодневных массовых спортивных мероприятий;
владеть
 
• навыками формирования технических требований к основным 
элементам цифровой инфраструктуры телематических систем 
городского пассажирского транспорта;
 
• навыками анализа технических характеристик и функций элементов цифровой инфраструктуры телематических систем городского пассажирского транспорта;
 
• навыками оценки возможностей технических средств телематики при решении задач управления перевозками пассажиров 
на городском пассажирском транспорте.

Введение

Одной из главных проблем автомобилизации являются заторы 
на автомобильных дорогах. В настоящее время основным средством борьбы с заторами на дорогах являются интеллектуальные 
транспортные системы (ИТС). В связи с этим современный этап 
развития автотранспортного комплекса в любой стране характеризуется внедрением различных элементов ИТС.
Одной из важнейших особенностей развития современных ИТС 
является использование телематических систем, которые на автомобильном транспорте широко внедряются в форме автоматизированных навигационных систем диспетчерского управления 
(АНСДУ) перевозками.
Автоматизированные системы диспетчерского управления пассажирскими перевозками, использующие спутниковую навигацию 
ГЛОНАСС/GPS и мобильную связь, доказали свою эффективность и получили распространение в городах России. Эти системы 
являются тем инструментом, который обеспечивает эффективное 
управление перевозочным процессом и формирование объективной 
информации о работе городского пассажирского транспорта (ГПТ) 
инструментальными методами для специалистов и руководителей, 
ответственных за организацию эффективной работы пассажирского транспорта общего пользования.
Социальная и экономическая эффективность подобных систем 
проявляется в улучшении точности и регулярности движения пассажирского транспорта, повышении безопасности поездок, экономии времени пассажиров за счет оптимизации маршрута и времени поездки на основе повышения регулярности движения и информировании пассажиров как о плановом, так и фактическом 
движении пассажирских транспортных средств.
Используя возможности АНСДУ, городская администрация 
организует эффективное централизованное управление пассажирским транспортом, контролирует качество транспортного обслуживания, получает объективную информацию о работе данного вида 
транспорта.
Автоматизированные системы диспетчерского управления пассажирскими перевозками обеспечивают также возможность оперативного реагирования при возникновении критических ситуаций 
на городском пассажирском транспорте.
В настоящее время АНСДУ рассматриваются как важные подсистемы современных ИТС, поскольку эффективно работающий 

городской пассажирский транспорт помогает решать важнейшие 
задачи ИТС — уменьшение заторов на дорогах, уменьшение загрязнения окружающей среды.
Основной причиной заторов является транспортный поток, 
перенасыщенный легковыми автомобилями частных владельцев. 
Косвенной причиной заторов является низкий коэффициент использования легковых автомобилей. Так, согласно статистике, 
в среднем на один легковой автомобиль в транспортном потоке 
приходится 1,5 пассажира. При этом легковые автомобили составляют основную долю транспортного потока в современных городах — более 80%.
В то же время городской автобус большой вместимости перевозит в час пик около 100 человек за рейс. Минимальный динамический интервал при стоянии легкового автомобиля в заторе 
составляет около 6,5 м. Минимальный динамический интервал 
автобуса большой вместимости при стоянии в заторе составляет 
около 15 м. Для перевозки 100 человек легковыми автомобилями 
потребуется 100/1,5 = 67 автомобилей. При этом в заторе очередь 
этих автомобилей растянется на 6,5 · 67 = 435 м. Таким образом, 
пересадив всех пассажиров 67 легковых автомобилей в один автобус, мы уменьшим очередь автомобилей, стоящих в заторе на полосе автомобильной дороги, с 435 до 15 м, т.е. сократим очередь 
автомобилей в 30 раз (рис. В1) [55]. Именно этот эффект в значительной степени привлекает администрации крупных городов как 
инструмент борьбы с транспортными заторами.
Возможности общественного транспорта помогают в решении 
задачи по уменьшению загрязнений внешней среды. Легковой автомобиль при движении в городских условиях в плотном транспортном потоке расходует в среднем около 12 л топлива на 100 км 
пробега. Автобус большой вместимости при таких же условиях 
движения расходует около 30 л на 100 км. 67 автомобилей на пробеге 100 км израсходуют в среднем 67 · 12 = 804 л топлива. Таким 
образом, при одинаковой транспортной работе количество израсходованного топлива для автобуса большой вместимости 
в 804/30 ~ 27 раз меньше. Однако для получения указанных эффектов необходимо, чтобы общественный транспорт был достаточно привлекательным для большинства населения, чего можно 
добиться только повышением качества процесса перевозок.
Основные направления повышения качества перевозок пассажиров городским пассажирским транспортом представлены 
на рис. В2. Здесь выделены четыре направления по повышению 
качества перевозочного процесса.