mirtrМир транспортаWorld of Transport and Transportation1992-3252Russian University of Transport (RUT)10.30932/1992-3252-2023-21-5-13mirtr-2569Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ЭКОЛОГИЯSAFETY, SUSTAINABILITY, ECOLOGYТехнологические основы информационного сопряжения систем мониторинга искусственных сооружений автомобильных дорог с интеллектуальными транспортными системамиTechnological Basis for Data Interoperability of Highway Structural Health Monitoring Systems and Intelligent Transport Systemshttps://orcid.org/0000-0002-4563-6411ЕфановД. В.EfanovD. V.

Ефанов Дмитрий Викторович – доктор технических наук, профессор, действительный член Международной Академии транспорта, член Института инженеров электротехники и электроники; профессор Высшей школы транспорта Институт машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого; заместитель генерального директора по научно-исследовательской работе ООО «Научно-исследовательский и проектный институт транспортной и строительной безопасности; профессор кафедры автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте Российского университета транспорта, Москва, Россия; профессор кафедры автоматики и телемеханики Ташкентского государственного транспортного университета

СанктПетербург

Москва

Ташкент

Researcher ID: A-1096-2017

Scopus ID: 36349091500

Author ID: 320051

Efanov, Dmitry V., D.Sc. (Eng), Professor, full member of the International Academy of Transport, member of the Institute of Electrical and Electronics Engineers; Professor at the Higher School of Transport of the Institute of Mechanical Engineering, Materials and Transport of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, Russia; Deputy General Director for Research of the Research and Design Institute for Transport and Construction Safety (LLC RDI TransStroybezopasnost), St. Petersburg, Russia; Professor at the Department of Railway Automation, Remote Control and Communications of Russian University of Transport, Moscow, Russia; Professor at the department of Automation and Remote Control of Tashkent State Transport University

St. Petersburg

Moscow

Tashkent

Web of Science Researcher ID: A‑1096-2017

Scopus ID: 36349091500: Russian

Science Citation Index Author ID: 320051

МихайлютаЕ. М.MikhailyutaE. M.

Михайлюта Евгений Михайлович – аспирант Высшей школы транспорта Института машиностроения, материалов и транспорта

Санкт-Петербург 

Author ID: 1220988

Mikhailyuta, Evgeny M., Ph.D. student at Higher School of Transport of the Institute of Mechanical Engineering, Materials and Transport

St. Petersburg

Russian Science Citation Index Author ID: 1220988

evgeniymixa@gmail.comПашуковА. В.PashukovA. V.

Пашуков Артём Валерьевич – старший преподаватель кафедры автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте 

Scopus ID: 57337153300

Москва

 

Pashukov, Artem V., Senior Lecturer at the Department of Railway Automation

Moscow

Scopus ID: 57337153300

Russian Science Citation Index SPIN-code: 4189-4012

art_pash@mail.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ Петра Великого); Научно-исследовательский и проектный институт транспортной и строительной безопасности; Российский университет транспорта; Ташкентский государственный транспортный университетУзбекистанPeter the Great St.Petersburg Polytechnic University; Research and Design Institute for Transport and Construction Safety; Russian University of Transport; Tashkent State Transport UniversityUzbekistanСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ Петра Великого)РоссияPeter the Great St.Petersburg Polytechnic UniversityRussian FederationРоссийский университет транспортаРоссияRussian University of TransportRussian Federation202318042024215116125Copyright © Ефанов Д.В., Михайлюта Е.М., Пашуков А.В., 20242024Ефанов Д.В., Михайлюта Е.М., Пашуков А.В.Efanov D.V., Mikhailyuta E.M., Pashukov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mirtr.elpub.ru/jour/article/view/2569

Описываются технологические основы информационного сопряжения систем мониторинга искусственных сооружений автомобильных дорог с интеллектуальными транспортными системами. Разработаны физическая и функциональная архитектуры информационного сопряжения данных систем.

Отмечаются возможности использования данных мониторинга для автоматического запуска сценариев для нештатного ситуационного управления дорожным движением.

Разработана математическая модель, описывающая особенности переключения режимов управления дорожным движением.

Описаны шаги по реализации предназначенного для этого цифрового устройства. Сформирован простейший алгоритм диагностирования и активации сценария при опасном состоянии объекта мониторинга.

Результаты представленной работы целесообразно учитывать при разработке интеллектуальных транспортных систем в автодорожной отрасли в целях совершенствования уровня безопасности дорожного движения.

The study is devoted to description of technological basis for data interoperability of structural health monitoring system for highway artificial structures with intelligent transport systems as well as to developed physical and functional architectures for data interoperability of these systems.

The study also highlights possibilities of using monitoring data to automatically launch scenarios for emergency situational road traffic control and offers a developed mathematical model describing the features of switching between road traffic control modes and steps to implement relevant digital device.

The paper suggests also a simple algorithm developed for diagnosing and activating a scenario in case of a dangerous state of the monitored object.

The results of the work may be advised for consideration when developing intelligent transport systems in the road industry to improve the level of road traffic safety.

интеллектуальная транспортная системасистема мониторинга инженерных конструкцийинформационное сопряжение системавтоматическое ситуационное управлениеиспользование данных мониторинга для запуска сценариевintelligent transport systemstructural health monitoringdata interoperability of systemsautomatic situational controlusing monitoring data to run scenarioReferencesHahanov, V.Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. New York, Springer International Publishing AG, 2018, 279 p. DOI: 10.1007/978-3-319-54825-8.Hahanov, V.Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. New York, Springer International Publishing AG, 2018, 279 p. DOI: 10.1007/978-3-319-54825-8.AI–Centric Smart City Ecosystems: Technologies, Design and Implementation. Edited by A. Khang, S. Rani, A. K. Sivaraman. CRC Press, Boca Raton, USA, 2022, 304 p. DOI: 10.1201/9781003252542.AI–Centric Smart City Ecosystems: Technologies, Design and Implementation. Edited by A. Khang, S. Rani, A. K. Sivaraman, CRC Press, Boca Raton, USA, 2022, 304 p. DOI: 10.1201/9781003252542.Жанказиев С. В. Интеллектуальные транспортные системы. – М.: МАДИ, 2016. – 120 с. [Электронный ресурс]: https://lib.madi.ru/fel/fel1/fel16E377.pdf. Доступ 24.05.2023.Zhankaziev, S. V. Intelligent transport systems [Intellektualnie transportnie sistemy]. Moscow, MADI publ., 2016, 120 p. [Electronic resource]: https://lib.madi.ru/fel/fel1/fel16E377.pdf. Last accessed 24.05.2023.Евстигнеев И. А. Основы создания интеллектуальных транспортных систем в городских агломерациях России. – М. – СПб: Издательство «Перо», 2021. – 294 с. ISBN 978-5-00189-482-7.Evstigneev, I.A. Fundamentals of creating intelligent transport systems in Russian urban agglomerations [Osnovy sozdaniya intellektualnykh transportnykh sistem v gorodskikh aglomeratsiyakh Rossii]. St.Petersburg, «Pero» publ., 2021, 294 p. ISBN 978-5-00189-482-7.Кьяра Б. Д., Бифулько Д. Н., Фуско Г., Барабино Б., Корона Д., Росси Р., Студер Л. ИТС на автомобильном транспорте. Технологии, методы и практика применения. – М.: ООО «Типография Парадиз», 2014. – 532 с.Chiara, B. D., Bifulco, G. N., Fusco, G., Barabino, B., Corona, G., Rossi, R., Studer, L. [et al]. «ITS» nei trasporti stradali: tecnologie, metodi ed applicazioni [Edition in Russian: ITS in road transport. Technologies, methods and practice of application (ITS na avtomobilnom transporte. Tekhnologii, metody i praktika primeneniya)]. Moscow, LLC «Printing Paradise», 2014, 532 p.Посохов Н. Н., Сосунов И. В. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС) – что это такое? // Мониторинг: наука и безопасность. – 2011. – № 1. – С. 12–17. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16372979. Доступ 15.07.2023.Posokhov, N. N., Sosunov, I. V. Structured system for monitoring and managing engineering systems of buildings and structures – what is it? [Strukturirovannaya Sistema monitoringa i upravleniya inzhenernymi sistemami zdanii isooruzhenii (SMIS) – chto eto takoe?]. Monitoring: science and safety, 2011, Iss.1, pp. 12–17. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16372979. Last accessed 15.07.2023.Andersen, J., Vesterinen, A. Structural Health Monitoring Systems. Denmark, COWI A/S, 2006, 125 p. [Электронный ресурс]: https://shms.dk/COWI_ISBN-87-91044-04-9.pdf. Доступ 15.07.2023.Andersen, J., Vesterinen, A. Structural Health Monitoring Systems. – Denmark, COWI A/S, 2006, 125 p. [Electronic resource]: https://shms.dk/COWI_ ISBN-87-91044-04-9.pdf. Last accessed 15.07.2023.Belyi, A., Shestovitskii, D., Myachin, V., Sedykh, D. Development of Automation Systems at Transport Objects of Megacity. In: Proceedings of 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2019), Batumi, Georgia, September 13–16, 2019, pp. 201–206. DOI: 10.1109/EWDTS.2019.8884382.Belyi, A., Shestovitskii, D., Myachin, V., Sedykh, D. Development of Automation Systems at Transport Objects of Megacity. In: Proceedings of 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2019), Batumi, Georgia, September 13–16, 2019, pp. 201–206. DOI: 10.1109/EWDTS.2019.8884382.Sun, D. L., Shang, Z., Xia, Y., Bhowmick, S., Nagarajaiah, S. Review of Bridge Structural Health Monitoring Aided by Big Data and Artificial Intelligence: From Condition Assessment to Damage Detection. Journal of Structural Engineering, 2020, Vol. 146, Iss. 5, 04020073. DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002535.Sun, D. L., Shang, Z., Xia, Y., Bhowmick, S., Nagarajaiah, S. Review of Bridge Structural Health Monitoring Aided by Big Data and Artificial Intelligence: From Condition Assessment to Damage Detection. Journal of Structural Engineering, 2020, Vol. 146, Iss. 5, 04020073. DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002535.Мячин В. Н., Ефанов Д. В., Осадчий Г. В. Системы мониторинга Крымского моста // Дороги Содружества Независимых Государств. – 2022. – № 5 (100). – С. 79–81.Myachin, V. N., Efanov, D. V., Osadchy, G. V. Monitoring systems of the Crimean Bridge. Roads of the Commonwealth of Independent States, 2022, Iss.5 (100), pp. 79–81.Мячин В. Н., Ефанов Д. В., Осадчий Г. В., Зуева М. В., Вадгама Х. Н. Технология анализа результатов мониторинга при эксплуатации мостового перехода на остров Русский через пролив Босфор Восточный во Владивостоке // Дороги и мосты. – 2023. – № 1 (49). – С. 177–195. [Электронный ресурс]: https://rosdornii.ru/upload/iblock/4d6/p8vw5ls71fqjb6fwkcsh884nfd4yhlq3/10.- Myachin-Tekhnologiya-analiza-rezultatov-monitoringa. pdf?ysclid=lmrjtgc574523570255. Доступ 01.06.2023.Myachin, V. N., Efanov, D. V., Osadchiy, G. V., Zueva, M. V., Vatgama, H. N. Technology for the monitoring results analysis when operating the bridge crossing to Russky island across the Eastern Bosporus Strait in Vladivostok. Dorogi i mosty, 2023, Iss. 1 (49), pp. 177–195. [Electronic resource]: https://rosdornii.ru/upload/iblock/4d6/p8vw5ls71fqjb6fwkcsh884nfd4yhlq3/10.-MyachinTekhnologiya- analiza-rezultatov-monitoringa. pdf?ysclid=lmrjtgc574523570255. Last accessed 01.06.2023.Аганов И. А., Осадчий Г. В., Ефанов Д. В., Мирошниченко О. В., Кубрак В. Ю. Система мониторинга инженерных конструкций на Пуровском мосту // Транспорт Российской Федерации. – 2021. – № 5–6 (96–97). – С. 47–51. [Электронный ресурс]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47467323. Доступ 01.06.2023.Aganov, I. A., Osadchy, G. V., Efanov, D. V., Miroshinchenko, O. V., Kubrak, V. Yu. Monitoring system for engineering structures on the Purovsky Bridge [Sistema monitoringa inzhenernykh konstruktsii na Purovskom mostu]. Transport Rossiiskoi Federatsii, 2021, Iss. 5–6 (96–97), pp. 47–51. [Electronic resource]: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47467323. Last accessed 01.06.2023.Efanov, D., Osadchy, G., Aganov, I. Fundamentals of Implementation of Safety Movement of Trains under Integration of Control Systems with Hardware for Railway Infrastructure Facilities Monitoring. In: Proceedings of 11th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS’2021), Cracow, Poland, September 22–25, Vol. 1, pp. 391–396. DOI: 10.1109/IDAACS53288.2021.9660985.Efanov, D., Osadchy, G., Aganov, I. Fundamentals of Implementation of Safety Movement of Trains under Integration of Control Systems with Hardware for Railway Infrastructure Facilities Monitoring. In: Proceedings of 11th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS’2021), Cracow, Poland, September 22–25, Vol. 1, pp. 391–396. DOI: 10.1109/IDAACS53288.2021.9660985.РЖД: мост с первой инновационной системой непрерывного мониторинга и подключением к управлению заградительным сигналом // Мостовые сооружения. XXI век. – 2021. – № 4 (51). – С. 18–19.Russian Railways: a bridge with the first innovative system of continuous monitoring and connection to the control of protecting signal [RZD: most s pervoi innovatsionnoi sistemoi nepreryvnogo monitoringa i podklyucheniem k upravleniyu zagraditelnym signalom]. Bridge structures. XXI Century, 2021, Iss. 4 (51), pp. 18–19.Ефанов Д. В., Хорошев В. В., Осадчий Г. В. Концептуальные основы синтеза безопасных систем управления движением поездов // Мир транспорта. – 2022. – Т. 20. – № 3 (100). – С. 50–57. DOI: 10.30932/1992-3252- 2022-20-3-6.Efanov, D.V., Khoroshev, V.V., Osadchy, G. V. Conceptual Foundations of the Synthesis of Safe Train Traffic Control Systems. World of Transport and Transportation, 2022, Vol. 20, Iss. 3 (100), pp. 50–57. DOI: 10.30932/1992- 3252-2022-20-3-6.Сапожников В. В., Сапожников Вл. В., Ефанов Д. В. Основы теории надежности и технической диагностики. – СПб.: Изд-во «Лань», 2019. – 588 с. ISBN 978-5-8114-3453-4.Sapozhnikov, V. V., Sapozhnikov, Vl. V., Efanov, D.V. Fundamentals of reliability theory and technical diagnostics [Osnovy teorii nadezhnosti i tekhnicheskoi diagnostiki]. St.Petersburg, Lan publ., 2019, 588 p. ISBN 978-5-8114-3453-4.Акчурин А. Д., Юсупов К. М., Колчев А. А. Основы работы в среде Quartus II. – Казань: КФУ, 2017. – 49 с. [Электронный ресурс]: https://pdfslide.net/documents/-quartus-ii-.html?page=1. Доступ 24.05.2023.Akchurin, A. D., Yusupov, K. M., Kolchev, A. A. Basics of working in the Quartus II environment [Osnovy raboty v srede Quartus II]. Kazan, KFU publ., 2017, 49 p. [Electronic resource]: https://pdfslide.net/documents/-quartus-ii-.html?page=1. Last accessed 24.05.2023.MAX II Device Handbook. Vol. 1. Altera Corporation, 2006, 102 p. [Электронный ресурс]: https://www.farnell.com/datasheets/8698.pdf. Доступ 24.05.2023.MAX II Device Handbook, Vol. 1, Altera Corporation, 2006, 102 p. [Electronic resource]: https://www.farnell.com/datasheets/8698.pdf. Last accessed 24.05.2023.Ефанов Д. В., Пашуков А. В. Синтез устройств управления железнодорожными стрелками с обнаружением неисправностей и функциями самодиагностирования на программируемых логических интегральных схемах // Наука и техника транспорта. – 2023. – № 1. – С. 82–89. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=50475884&ysclid=lmhs0q5hmz23438654. Доступ 24.05.2023.Efanov, D. V., Pashukov, A. V. Synthesis of railway switch control devices with fault detection and selfdiagnosis functions on programmable logic integrated circuits [Sintez ustroistv upravleniya zheleznodorozhnymi strelkami s obnaruzheniem neispravnostei i funktsiyami samodiagnostirovaniya na programmiruemykh logicheskikh integralnykh skhemakh]. Nauka i tekhnika transporta, 2023, Iss. 1, pp. 82–89. [Electronic resource]: https://elibrary.ru/item.asp?id=50475884&ysclid=lmhs0q5hmz23438654. Last accessed 24.05.2023.Ефанов Д. В., Михайлюта Е. М. Управление надежностью и безопасностью перевозочного процесса с применением систем непрерывного мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры // Мир транспорта. – 2023. – Т.21. – №2 (105). – С.84–94. EDN: NKTSHU. DOI:https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-2-10.Efanov, D. V., Mikhailyuta, E. M. Management of Reliability and Safety of the Transportation Process Using Systems for Continuous Monitoring of Railway Infrastructure Facilities. World of Transport and Transportation, 2023, Vol. 21, Iss. 2 (105), pp. 84–94. EDN: NKTSHU. DOI: https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-2-10.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.