Views
5 months ago

13(47)

Журнал

Журнал «Интернаука» № 13 (47), 2018 г. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ СБОРА ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНЕШНЕГО СОСТОЯНИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЕ (ИТС) Дормидонтова Татьяна Владимировна канд. техн. наук, доцент Самарского государственного технического университета, РФ, г. Самара Вронская Дарья Алексеевна студент 5 курса Самарского государственного технического университета, РФ, г. Самара Самый простой способ мониторинга профиля дороги для дальнейшего использования – это его измерение с последующей обработкой данных в форме, удобной для использования [2, с. 37; 3, с. 31]. Методы записи микропрофиля делятся на непосредственные и косвенные. Непосредственное измерение проводят с помощью нивелира с шагом 0,1– 0,5 м. Такая запись дает точную информацию о неровности, однако отличается очень большой трудоемкостью. Косвенный метод записи профиля дорожной поверхности реализуется с помощью пятого колеса. Этот способ имеет два существенных недостатка: не учитывается деформация шины и потеря контакта с дорогой, а это неизбежно приводит к большим погрешностям при их воспроизведении. Система Laser RST представляет собой балку, на которой закреплены два бокса, содержащие сенсоры, камеры и акселерометры, цифровой преобразователь и портативный персональный компьютер (ПК) и предназначена для проведения паспортизации, контроля и диагностики дорог. Но с развитием технологий на смену этой лаборатории пришли более компактные системы. Модульная система Hawkeye 2000 от ARRB Group состоит из нескольких измерительных и регистрирующих приборов, соединенных с системой сбора и обработки данных Heartbeat [4]. Привязка данных осуществляется до расстояния, которое измеряет преобразователь на колесе, и координат GPS. Управление процессом съемки и дальнейшая обработка данных производится с помощью оригинального программного обеспечения. Недостатком данной системы является необходимость использования отдельного автомобиля достаточной грузоподъемности, что не соответствует нашим требованиям. Мобильное лазерное сканирование – один из самых высокотехнологичных, на сегодняшний день, методов съемки [5]. Плотность точек зависит от скорости движения и расстояния до объекта и может варьироваться от единиц до тысяч точек на 1-2 м. Однако данная система требует значительных экономических затрат. Наряду с детальным обследованием автомобильных дорог с помощью специальных информационноизмерительных систем необходимы сравнительно простые методы, средства и системы, которые позволяют без значительных затрат постоянно оценивать динамику изменения состояния автомобильных дорог. Как показал анализ литературных источников внешние нагрузки на ТС можно обнаружить с помощью самых разнообразных систем сбора информации о внешнем состояние дорожного покрытия: оптические, лазерные или видео [1-5]. Но подобные методы сканирования являются энергоемкими, требуют определенное время для обработки и преобразования считанной информации и значительных экономических затрат. Поэтому, проведя анализ всех существующих технических средств, которые можно использовать для сбора информации о состоянии дорожного покрытия, нами предлагается применение ультразвуковых датчиков (УЗИ), как оптимальный вариант, используются в системах парктроник. Преимуществами данных препаратов являются: автоматическое определение ближайшего препятствия; возможность настройки чувствительности датчиков (снег, дождь, грязь); наличие хотя бы трех УЗИ позволяет исключить "мертвые" зоны; самодиагностика системы на исправность. Но УЗИ имеют и недостаток: при движении со скоростью более 30 км/час. за одно обновление информации (0,12 с) ТС проедет 1 м. Принцип сбора информации предложенным методом достаточно прост и не требует значительных экономических затрат. Информация от первичных преобразователей (ультразвуковые датчики, акселерометры, датчики давления воздуха в шинах и массы транспортного средства) поступает к коммутатору (трекера) и далее выходит на передатчик GPRS или 3G. Также информация от первичных преобразователей через трекер передается бортовому компьютеру и через трекер на аналогово-цифровой преобразователь и компьютер с соответствующим программным обеспечением, а далее на информационный экран, установленный возле водителя (рис. 1). На экране отображается зона поврежденного дорожного покрытия и рекомендации по избежанию наезда на препятствие. 11

Журнал «Интернаука» № 13 (47), 2018 г. Рисунок 1. Схема системы сбора и передачи информации: Информ. экран – информационный экран; Комп. ПО – компьютер с необходимым программным обеспечением; АЦП – аналогово-цифровой преобразователь; Борт. комп. – бортовой компьютер; GPS – приемник; GPRS 3G – передатчик; П – усилитель; УЗД – ультразвуковой датчик; Аксел. 1 – Аксел. 4 – акселерометры; ДМТЗ – датчик массы транспортного средства; ДТШ – датчик давления воздуха в шинах Подвеска автомобиля предназначена для упругого соединения несущей системы с колесами. Такое соединение необходимо для обеспечения заданной плавности хода [5, с. 209; 7]. Поскольку транспортные средства эксплуатируются по некачественному дорожному покрытию и перегружаются в часы «пик», целесообразно получить информацию о нагрузки, которые передаются от дороги через подвеску на раму автомобиля [3, с. 190; 9, с. 26; 1, с. 55]. Для этого в контрольных точках ТС предлагается установить акселерометры для контроля вибронагруженности несущих систем. Собранные таким образом данные о состоянии дорожного покрытия в полосе движения с помощью трекеров передаются в информационно-аналитический центр ИТС города, где эта информация заносится в единую базу данных геоинформационной системы, в дальнейшем становится доступной другим участникам дорожного движения [1, с. 28], а также данную информацию получают управление автомобильных путей. Используя современные технологии водитель и диспетчер может непрерывно получать информацию о текущем пребывания данного транспортного средства, его техническое состояние, условия эксплуатации. Принципиальная схема функционирования предлагаемой системы изображена на рисунке 2. Это позволит оптимизировать режимы движения, что уменьшит разрушительные нагрузки на несущую систему, и позволит заранее планировать ремонтные работы на поврежденных участках автомобильных дорог. Рисунок 2. Схема функционирования системы сбора информации о внешнем состоянии дорожного покрытия Выводы: 1. Найдено более технологичный метод сбора информации о состоянии дорожного покрытия и ее передачи в информационную систему города. 2. Показана возможность оптимизации режимов движения автомобиля для повышения его ресурса через предложенную систему сбора информации о состоянии дорожного покрытия. 12