Разработка высоких технологий автодорожного комплекса на основе использования высокоавтоматизированных транспортных средств, интеллектуальных методов управления и контроля, новых материалов.

Целью исследований этапа 2023 года является: - Разработать научно обоснованную концепцию городской транспортной системы на основе использования автомобилей 3,4,5 уровней автоматизации и микротранспортных средств (средств индивидуальной мобильности). Сформировать основу системы технического регулирования микротранспортных средств. - Повышение безопасности дорожного движения и повышение эффективности транспорта, в том числе показателей равномерности движения высокоавтоматизированных транспортных средств, увеличение пропускной способности улично-дорожной сети, сокращение издержек на перевозку пассажиров и грузов за счет повышения ситуационной осведомленности высокоавтоматизированных транспортных средств на дорогах общего пользования средствами интеллектуальной дорожной инфраструктуры. - Цифровая трансформация существующей системы мониторинга транспортных средств для реализации проектируемых перспективных систем оптимизации задач их технического обслуживания и ремонта, а также создание концепции цифровой интеллектуальной платформы для интеграции данных корпоративных и фирменных систем мониторинга техники с целью реализации принципов Единой транспортной системы страны. - Исследование теоретических методов мониторинга и управления транспортными потоками на сложных сетях. - Разработка основ контролируемого синтеза органо-неорганических структур в присутствии макромолекул. Целью исследований этапа 2024 года является: - Исследовать дорожные сценарии в городе, приводящие к конфликтным ситуациям между пешеходами, микротранспортными средствами и автомобилями. Научно обосновать систему типовых сценариев для тестирования транспортных средств. - Разработка экспериментального образца системы повышения ситуационной осведомленности высокоавтоматизированных транспортных средств с целью повышения безопасности дорожного движения и повышение их эффективности на дорогах общего пользования. - Создание цифровой интеллектуальной системы обеспечения заданного уровня безопасности и работоспособности существующих, а также перспективных в т.ч. и автономных колесных транспортных средств на основе технологий прогнозирования и анализа в автоматизированном режиме потоковых данных и событий в эксплуатации - Создание интеллектуальной системы по сбору, хранению и обработке данных по результатам регулярного мониторинга автомобильных дорог для прогнозирования и обеспечения заданного уровня безопасности и работоспособности перспективных высокоавтоматизированных колесных транспортных средств. - выявление особенностей формирования и характеристик органо-неорганических материалов, включающих полимер и частицы неорганических веществ. Целью исследований этапа 2025 года является: - Разработать научно обоснованную систему непрерывного контроля безопасности пешеходов, микротранспортных средств и беспилотных автотранспортных средств в городской среде. - Проведение натурных (полигонных) испытаний экспериментального образца системы повышения ситуационной осведомленности высокоавтоматизированных транспортных средств с целью оценки их эффективности для повышения безопасности дорожного движения и повышения эффективности ВАТС на дорогах общего пользования. - Разработка моделей "цифровых двойников" транспортных средств и алгоритмов анализа потоковых данных мониторинга транспорта в рамках их использования с целью реализации принципов системы предиктивного технического обслуживания и ремонта - Аппроксимация реальных сетей и развитие систем мониторинга транспортных потоков с применением теоретических моделей контурных сетей Буслаева. - Изучение свойств органо-неорганических материалов, включающих неорганический компонент и несколько органических соединений, прогнозирование и регулирование свойств таких многокомпонентных систем в изменяющихся условиях. Актуальность проекта заключается в том, что ожидаемые результаты в совокупности приведут к повышению безопасности, доверия общественности и, в последствии, к общественному одобрению внедрения беспилотных автомобилей и микротранспортных средств в транспортную среду, что в свою очередь положительно скажется на развитии транспортных систем в целом. Мировым трендом развития транспортных систем является разработка и внедрение высокоавтоматизированных колёсных транспортных средств (ВАТС). Для достижения максимального уровня автоматизации ВАТС в мире идет разработка интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Чтобы передвигаться в автоматическом режиме автомобиль использует данные, поступающие от разных технических устройств (сенсоров, датчиков, видеокамер, лидара и радара), расположенных на борту. Совместное использование с указанным оборудованием высокоточных карт позволяет автомобилю передвигаться даже по дорогам, не имеющим специальной разметки, а датчики предполагается использовать только для своевременной реакции автомобиля на изменения ситуаций на дорогах (переход дороги пешеходами, обгоны и др.). Однако ВАТС, действуя только на основании собственной сенсорной системы, будет всегда ограничено техническими параметрами этой системы, что не позволит добиться максимальной транспортной эффективности, сервисных параметров движения и приемлемого уровня безопасности дорожного движения. Для решения этой проблемы необходима система повышения ситуационной осведомленности ВАТС на дорогах общего пользования, которая позволит проводить расчет параметров движения ВАТС, опираясь не только на собственную сенсорную систему, но и на распределенную систему сенсоров интеллектуальной дорожной инфраструктуры. Реализация проекта позволит преодолеть следующие значимые и актуальные на сегодняшний день проблемы: 1. Аварийность на дорогах в связи с неудовлетворительным техническим состоянием транспортных средств остается все еще достаточно высокой. В соответствии с официальной статистикой количество погибших в ДТП по результатам 2021 года составило 10,7 человека на 100 тыс. жителей, при этом к 2030 году целевой ориентир - 4 человека на 100 тыс. жителей. Кратное снижение этого показателя для выполнения приоритетной Национальной задачи невозможно без резкого повышения безопасности перевозок пассажиров и грузов на транспорте за счет повышения уровня технического состояния транспортных средств и безопасности управления ими в т.ч. реализации принципов автоматизации управления уровнем безопасности перевозок. 2. Уровень производительности труда в рамках деятельности автомобильного транспорта ниже, чем в сопоставимых по экономическому развитию странах, в 2-3 раза, что ставит под вопрос возможности оперативного реагирования на все усложняющиеся вызовы агрессивной внешней геополитической среды и потенциальное развитие транспортных систем согласно Стратегии развития до 2030 года. 3. Высокий уровень издержек в настоящее время при эксплуатации автомобильного транспорта за счет снижения общего уровня его технического состояния и работоспособности приводит к увеличению рисков невыполнения концепции повышения уровня конкурентоспособности этого вида транспорта, а также реализации принципов мультимодальности перевозок и реализации принципов единых транспортных евразийских транспортных коридоров. Дальнейший рост конкурентоспособности возможен во многом только за счет последовательного и значительного снижения уровня издержек за счет повышения уровня технической готовности, применения принципов предиктивного технического обслуживания и ремонта, а также методов удаленного диагностирования технического состояния. - Развитие электроники, ускорение процессов цифровизации приводит к возрастанию потребности развития интеллектуальных технологий в транспортной области на всей территории Российской Федерации. Развитие сети качественных и безопасных дорог в России является одной из приоритетных задач национального масштаба. Новые технологии дают новые возможности решения сложных транспортных задач. Инженерные исследования по мониторингу и анализу транспортных потоков и дефектов автомобильных дорог Российской Федерации требуют применения методов математического моделирования и распознавания образов для верификации предлагаемых решений. Для принятия решений требуется непрерывный мониторинг большого объема дорожных участков. Для обработки большого количества данных требуется вычислительные ресурсы и средства коммуникации. Необходимо создание распределенной базы данных и межсетевых интерфейсов для их обработки. Развитие сетей межавтомобильных связей (Inter-vehicle communications) дает перспективы учета динамических нагрузок. Типизация силовых воздействий транспортных средств на дорожного покрытие требует разработки новых моделей механики, учитывающих неголономные связи. Профессор А.П. Буслаев разработал детерминированно-стохастический подход к моделированию автотранспортных потоков. Сети Буслаева позволяют проводить аналитическое исследование, лучше понимать качественные особенности движения на магистралях и транспортной сети. Использование математических моделей трафика способствуют решению проблем организации оптимального управления на автотранспортных сетях. В настоящее время наблюдается переход от пассивных наноструктур к активным наноустройствам и, в дальнейшем, к многофункциональным наносистемам, в которых чувствительные к стимулам наночастицы и наноструктуры являются строительными блоками для построения сложных сетей натуральных систем и материалов. Они характеризуются повышенной интеграцией между органическими и неорганическими компонентами. В таких органо-неорганических гибридных материалах компоненты объединяются посредством специфических взаимодействий (комплексообразование, кооперативные взаимодействия, наноразмерное связывание, самосборка, микроструктурирование), которые приводят к синергетическим эффектам их функциональных свойств. Проблема контролируемого формирования упорядоченных на наноуровне систем из неорганических частиц различной природы и органических компонентов, их временная стабильность рассматривается как основная для различных приложений нанотехнологий (создание катализаторов, фотоэлектрических, оптических систем, суперконденсаторов, сенсоров, систем доставки лекарств и др.). Очевидно, что поиск подходов, которые позволили бы контролировать характеристики наноструктур в процессах их синтеза и трансформации, фундаментальное осмысление совокупности сложных взаимодействий в этих системах с последующим прогнозированием их свойств, являются актуальными.