«Умные табло» для остановок общественного транспорта

В поездках по Европе в большинстве городов наслаждаешься удобством отображения информации о приходе транспорта. Не нужно открывать мобильное приложение, чтобы узнать когда придет нужное средство передвижения. Это особенно удобно для туристов, не всегда имеющих Интернет-подключение и, несомненно создает комфорт для горожан.

В Нижнем Новгороде несколько лет назад на некоторых остановках повесили подобные табло. Всего-лишь трехстрочные. Они проработали какое-то время, но usability была на двойку. Сейчас табло не работают. Их не смогли восстановить даже к ЧМ по футболу.

Подобные сервисы важны для иностранных туристов приезжающих в город, чтобы городская среда стала более комфортной, для горожан, для людей с менальными проблемами, которым сложно разобраться куда едет автобус и нужный ли приехал.

Информирование граждан сейчас особенно важно в свете того, что периодически идет перестройка транспортных потоков и горожанам важно понимать на каком (альтернативном) транспорте лучше добраться, если нужный прибудет с задержкой. В некоторой степени это снимает негатив у горожан, позволяя лучше планировать и оптизировать своё время.

Можно решить проблему информационных табло, используя подходы IoT. Задача для «умных табло» для реализации на Нижегородском хакатоне по теме «Доступный город» следующие.

Функциональные требования

Умное информационное табло должно отвечать следующим требованиям:

Современный, привлекательный дизайн.
Низкая стоимость как компонентов, так и сборки. Сборка должна позволять легкое размещение у любого аутсорсера специализирующегося на монтаже печатных плат.
Простота реализации. Устройство должно быть разработано так, чтобы, например, люди с ограниченными возможностями могли осуществлять сборку и запуск (заливка ПО, тестирование и пр.) в надомном варианте.
Открытая платформа (вся документация на оборудование и ПО должны быть доступны на github). Это позволит не дублировать работы при создании подобных проектов в других городах, позволит дорабатывать железо и ПО силами различных коллективов и/или энтузиастов.
Модульность изделия. На начальном этапе реализации проекта может устанавливаться базовый размер экрана. Например, там где проходимость низкая и маловероятно, что стоимость установки смжет быть скомпенсирована за счет демонстрации рекламы. В этом случае финансирование из бюджета города. При необходимости экран может каскадироваться дополнительными модулями.
Отсутствие vendor lock-in, т.е. никаких закрытых или сложных (закрытых) в реализации решений. Vendor lock-in опасен тем, что компании уходят с рынка и в этом случае администрация города остается с продуктом, который некому поддерживать.
Вандалоустойчивость. Размещение предполагается на столбах, т.е. доступ будет ограниченный, но нужно подстраховаться.
Легкий ремонт и обслуживание. Вышедшие из строя компоненты должы легко диагностироваться и заменяться на месте.
Возможность отображения большого размера шрифта для слабовидящих. Например, командой с мобильного приложения или выносом кнопки управления на столб. Можно собирать некоторую статистику, напрмиер, слабовидящего можно распознавать по MAC адресу телефона при включенном Wi-Fi. Более сложный вариант — по IMEA. Этот вариант может дополнить статистику (Big Data) операторов. Здесь возможная реализация при размещении в табло фемтосот.
В табло можно разместить дополнительно сканирование WiFi точек доступа и при приближении автобуса в котором размещена WiFi точка, считывать MAC адрес и передавать данные о том, что автобус подъехал к остановке в диспетчерскую. Стоимось Wi-Fi точки доступа на ESP8266 — около 1 USD, плюс порядка 0,5 USD DC-DC step-down converter и около 2 USD корпус. Т.е. примерно за 5 долларов в розничных ценах можно собрать устройство для размещения в автобусе, чтобы он проезжая мимо табло «отмечался» о прибытии на остановку.
Это-же устройство в автобусе может быть использовано слабовидящими для информирования водителя о том, что на остановке ожидает инвалид. Помимо автоматической идентификации инвалида по MAC адресу возможен вариант отправки с мобильного телефона. Т.е. человек выбирает нужный номер автобуса, после этого отправляе информацию. Как только система определяет, что подъезжает автобус с указанным номером, водитель уведомляется о том, что должен быть предельно внимательным и, возможно, помочь человеку, а инвалиду приходит информация о подходе автобуса. Это более надежный способ, чем распознавание номеров автобусов камерой телефона. Например, я не очень понимаю, как слабовидящий будет направлять телефон, чтобы распознать ноемр автобуса. Он, банально, может быть загорожен другим человеком, столбои или иным припятствием.
Самоокупаемость. Например, размещение рекламы, Wi-Fi hotspot от операторов. Передача статистистики yandex и в диспетчерскую для уточнения GPS координат транспорта. Задержка в передаче GPS информации значительная, поэтому не всегда пригодна для информирования о приходе автобуса слабовидящим. Например, в Москве есь поняие «фаномный автобус», когда на табло идет отображение о приходе, а автобуса нет.
Интеграция с популярными сервисами вроде Bustime.
Двойной контроль. Помимо добавления Wi-Fi преедатчиков в автобус можно добавить оптическое распознавания номеров общественного транспорта. Но это «тяжелая» задача для недорогого микроконтроллера. В этом случае придется заменять на Raspberry Pi. Возможно, будет интерес у силовиков, поскольку появится дублирование информации о проезжающих номерах.
Дублирование (???) — основные модули должны дублироваться. Стоимость компонентов нынче такова, что дешевле выполнить дублирование, нежели внепланово отправлять техника для восстановления.
Автономность. Устройство должно работать, используя GSM каналы передачи данных, чтобы при согласовании и подключении нужно было только подведение электричества.
Самодиагностирование. При помещении нового табло на остановку общественного транспорта оно должно:
- регистрироваться в системе, после чего ему присваивается инвентарный номер.
- отображаться слоем на карте yandex/google,
- показывать статус работоспособности,
- в случае сбоя информировать подрядную организацию (API для интеграции с ServiceDesk системами).
Автономная панель может быть использована на паковочных местах для отображения количества свободных мест и примерной схеме проезда к ним.
Визуализация на картах должна помимо информации о технической стороне работе устройства показывать:
- Стоимость устройства, установки (совокупную стоимость владения), чтобы горожане могли оценить куда идут налоговые отчисления. Цифры выгружаются напрямую из учетной системы по эксплуатации «умных табло».
- Возможно, доход от размещения рекламы. 🙂
- Какая организация обслуживает устройство.
- Сколько строк у информационного табло.
- Отправить информацию о недостатках работы (например, фото) или не хватке количества сегментов для отображения, чтобы администрации запланировать бюджет на дополнение.

Дизайн

В команду нужен дизайнер (в идеале промышленный) для реализации эстетичной модульной компоновки. Для реализации модульного приницпа каждая строка должна представлять собой отдельный модуль с безрамочным экраном, чтобы можно было расширять количество сегментов.

В качестве экранов используются относительно недорогие outdoor RGB LED панели дающие четкую цветную картинку с расстояния около 3-4 метров. Этот момент должен быть обыгран дизайнерами при отрисовке инфографики.

Аппаратное обеспечение

Использование массовых микроконтроллеров максимально укомлектованных интерфейсами. Например, ESP32 или STM. ESP32 двухядерный, одно ядро можно загрузить отображением информации на панели. Второе — приемом и передаей данных. Учитывая низкую стоимость чипа можно выполнить некоторый load-balancing реализовав функционал на паре чипов. Для ESP32 есть камера с реализацией функционала face recognition. Возможно, чипсет в модуле facerecognition подойдет для задачи распознавания номеров. Задача вычислительно тяжелая, скорее всего потребуется использовать отдельные (специализированные) микроконтроллеры.
Типовые GSM модули вроде SIM800. В случае работы в режиме hotspot — апгрейд на более производительные. Можно использовать NB-IoT LoraWAN чипы, но они дороже примерно в 5 раз и преимущества проявляются при питании от автономных источников питания и/или в сложных условиях (подвальные помещения и пр.). В данном случае использовать нет смысла.
Модульные RGB светодиодные панели в уличном исполнении. Например, в базовом варианте 1 метр на 20 см высотой. ШИМ для градаций яркости. Пример использования. Библиотека. Стоимость китайских панелей такого размера с растаможкой в районе 100 тыс. руб.
В идеале На каждой светодиодной панели чип работающий по двухпроводной шине I2C или iWare, либо шина SPF, чтобы упростить каскадирование/апгрейд. Видеотрансляцию ESP32 скорее всего не потянут, поэтому главны образом трансляция статических рекламных вставок. Надо тестировать достаточно ли будет шины для прокачки картинки нужного разрешения.
Использование стандартной шины позволит перейти на другой тип микроконтроллера в случае ограничений со стороны госорганов. Например, появление какого-нибудь чипа вроде Baikal для IoT.

Юзабилити

Основной акцент на простоту работы. «Умные остановки» «Ростелкома» — хороший проект, но для многих городан функционал будет слишком сложным и избыточным. Табло должно быть максимально удобно для любых категорий граждан:

Для технически неподкованных посетителей остановки информация должна отображаться максимально понятно: тип транспорта, номер, время прибытия, низкопольность для инвалидов.
Для технически подкованных возможность подключения по Wi-Fi. При авторизации на Wi-Fi отображение веб-страницы с информацией с партнерского сайта, например, bustime.ru или Yandex.transport с расписанием движения.
Для людей с ментальными отклонениями информирование на мобильный о приходе нужного автобуса с вибрацией.
Для людей с ослабленным зрением можно предусмотреть что-то вроде NFC меток на остановках. Но здесь надо прорабатывать вопрос. Пока не понятна реализация.

Монетизация/самоокупаемость

Отображение социальной рекламы, например о раздельном сборе мусора, информация о городских мероприятиях, новых городских сервисах и пр.
Передача (продажа) информации сервисам, вроде Google отображающие прибытие транспорта (сооветствующее API).
Передача информации в bustime.ru/yandex.transport для повышения качества работы приложения.
Передача данных о номерах проезжающих авто силовикам для дублирования их оборудования (частичное фиансирование установки из этих источников).
Отображение рекламы на табло. Даже если в месяц показывать рекламы на 10 тыс. руб, срок окупаемости около года.
Можно реализовать кастомизированную рекламу, например, при интеграции с BigData от ОСС (если на остановке много женщин, то акцентированную на них рекламу) 🙂
Отображение рекламы на вебстранице авторизации на Wi-Fi.
Трансляция информационных сообщений от МЧС и пр. служб (оповещение).
Встраивание датчиков температуры, влажности и пр. для мониторинга и отображения температуры в разных точках города. Например, для корректировки дорожной обстановки (обледенение и пр).
Оборудование для считывания кол-ва GSM/Wi-Fi устройств для оценки проходимости остановки. Это позволит отмечать часы пик и передавать в соответствующие госструктуры для перекраивания траснпортных потоков. Кроме того информацию можно продавать коммерческим компаниям, планирующим открыть точки присутствия поблизости.
Поскольку в чипах уже встроены WiFi и GSM модуль можно использовать устройство в качестве хотспота. Например, предоставлять бесплатный доступ во время массовых мероприятий для туристов. У городжан уже есть недоргие тарифы от локальных операторов.
В случае замены табло на какие-то более высокотехнологичные решения возможна покомпонентная реализация модулей, например, в клубы технического творчества.
Аплоад рекламы должен быть максимально легким, напрмиер, ближайший продуктовый магазин («Пятерочка», «Магнит») могут передавать данные о акциях по API. Менее продвинутые ближайшие к остановке магазины заливать рекламу через карту на которой отмечены табло с указанием нужного времени трансляции, количества повторов, количества людей на остановке в момент показа и пр. параметров.
«Uber-изация» табло. Желающие могут согласовать размещение табло на остановке, собрать, используя общедоступную конструкторскую документацию (c github) в точном соответствии с согласованной администрацией дизайном,
оборудование, в т.ч. из предоставленных нами компонентов, подключится к нашему «облаку» и искать/транслировать рекламу, выпачивая комиссию за пользование облаком. При этом если он решит свернуть деятельность — табло может продано, в т.ч. администрации города или может быть перемещено на другую остановку с большей проходимостью, в т.ч. в другой город, где будет сеть такого оборудования.

Spread the love