CC BY
63
УДК 004.8(07)
КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ У ВНЗ ТРАНСПОРТНОГО
ПРОФІЛЮ
О.П. Алексієв, професор, д.т.н., В.В. Верченко, студент, В.О. Хабаров, аспірант, ХНАДУ
Анотація. Розглянуто основні проблеми застосування комп ’ютерних систем у ВНЗ транспортного профілю на прикладі комп ’ютеризації наукових досліджень У ХНАДУ.
Ключові слова: мехатроніка, комп ’ютерні системи, мережеві технології.
Вступ
Відмінною рисою наукових досліджень у сучасному ВНЗ є їх поєднання із змістом надання освітянських послуг. Тому наукові фахові напрями відображають змістовні особливості навчального процесу. Проведення фундаментальних та прикладних досліджень є, перш за все, основою для виконання кваліфікаційних робіт - від курсового проектування до виконання атестаційних, дипломних робіт та дипломних проектів. Крім того, вони є джерелом розвитку та удосконалення змістовних модулів навчальних курсів.
Це відображено у відповідному програмно-апаратному забезпеченні інформаційного супроводу як навчального процесу, так і наукових досліджень. У системі надання освітянських послуг ВНЗ, її своєрідного об’єднання з експериментальною науковою діяльністю особливості об’єкта та предметів наукових досліджень визначають специфіку інформаційних ресурсів.
Мета та постановка задачі
З точки зору такої специфіки слід визначити у транспортному ВНЗ спрямованість наукових досліджень на вирішення складних проблем транспортного комплексу. У розподілі фахових напрямів до кола його наукової діяльності належить аерокосмічна техніка і транспорт, механіка, машинобудування, фізико-технічні проблеми матеріалознавства, інформатика та кібернетика. Особливості виконання наукових досліджень як фунда-
ментального, так і прикладного характеру зумовлені структурою транспортного комплексу.
Транспортний комплекс складається з різних складових. Однак його основною частиною є транспортний засіб, що забезпечує переміщення людей і вантажів у просторі, а в загальному випадку - і часі. Сучасний транспортний засіб є своєрідним транспортним роботом, відмітною особливістю якого є наявність гнучкої комп’ютеризованої системи, що забезпечує навігацію і власне керування процесом руху транспортних засобів. Тому основна проблема аналізу і синтезу транспортного комплексу в цілому і його підсистем і ланок полягає в раціональному сполученні різних за своєю фізичною природою складових частин: складних динамічних механізмів, електромеханічних, електронних приборів і пристроїв, різних чутливих елементів, датчиків, бортової обчислювальної мережі.
Мехатроніка транспортних машин та систем
Загалом транспортні системи та технології мають такі складові: транспортні машини, транспортні системи та комунікації (шляхи сполучення). Нормативні документи України [1,2], отриманий досвід з аналізу та синтезу нових інформаційних технологій на транспорті та прийнята практика автоматизації автотранспортних систем у СНД та далекому зарубіжжі [3-6] визначають ці об’єкти та процеси дослідження таким чином.
Взагалі транспортна система - сукупність шляхів сполучення, перевізних засобів, технічних пристроїв і механізмів, засобів керування і зв’язку, облаштованість усіх видів транспорту, об’єднаних системою технологічних, технічних, інформаційних, правових і економічних відносин.
Сьогодні утворився такий стан на транспорті, що будь-яка транспортна машина, система є сукупністю приладів та пристроїв, вузлів та агрегатів, що об’єднують технічні засоби для забезпечення трьох технологій: механічної (процес пересування машин у просторі та часі), електронної (процес керування рухом), інформаційної (процес сполучення технічних пристроїв, приладів, вузлів та агрегатів). Тому розглянемо транспортні системи та технології як мехатронні системи та об’єкти, що вивчає порівняно нова наукова дисципліна -мехатроніка.
Мехатронні транспортні системи та машини є складними синергетичними інформаційними об’єктами. Кожний мехатронний об’єкт є електронною системою, в якій різні складові обмінюються сигналами. Сигнал - матеріальний носій інформації, що являє собою зміну деякої фізичної величини. Він використовується для збереження, передачі чи обробки інформації.
Застосування комп’ютерних систем
Створення таких мехатронних систем -складна задача, для вирішення якої використовуються також складні розрахункові системи. Перш за все, CAE (computer-aided engineering) - системи автоматизованого інженерного аналізу. Це загальний термін для позначення інформаційного забезпечення автоматизованого аналізу проекту, що має метою виявлення помилок (розрахунки міцності, колізії кінематики і т.п.) або оптиміза-цію виробничих можливостей.
CAE-системи являють собою великий клас систем, кожна з яких дозволяє вирішувати певну розрахункову задачу (групу задач), починаючи від розрахунків на міцність, аналізу і моделювання теплових процесів до розрахунку гідравлічних систем і машин, розрахунків процесів лиття. У САЕ-системах також використовується тривимірна модель виробу, створена в CAD-системі (система автоматизованого проектування). САЕ-
системи використовують EPD (electronic product definition) - повний електронний опис об’єкта. Це технологія, що забезпечує розробку і підтримку електронної інформаційної моделі протягом усього життєвого циклу виробу, включаючи маркетинг, концептуальне і робоче проектування, технологічну підготовку, виробництво, експлуатацію, ремонт і утилізацію.
Загалом потрібні великі комп’ютерні ресурси для забезпечення досліджень у галузі новітніх інтелектуальних ресурсозберігаючих технологій на транспорті, комп’ютерних засобів та технологій інформатизації суспільства. На прикладі ХНАДУ можна визначити, що для досягнення відповідних результатів проведення наукових досліджень потребує потужних комп’ютерних ресурсів (комп’ютерної мережі, у складі якої має бути більш ніж 1500 комп’ютерів). В університеті розробляються: моделі організації руху в умовах інтелектуалізації пасажирського транспорту та перевезення вантажів, математичні моделі дорожніх конструкцій, динамічних властивостей дорожньо-будівельних матеріалів, гідромеханічних процесів, впливу допробійного електричного поля на процес турбулентного горіння, паливних систем різних силових установок транспортних машин, двигунів внутрішнього згоряння. Окремо слід виділити створення програмних модулів та комплексів рішення рівнянь турбулентності та роз-паралелювання розрахунків для просторових нестаціонарних задач протікання газу, програмно-апаратного комплексу збору і обробки даних, пов’язаних з режимом руху гоночного автомобіля.
Слід визначити широке коло вирішення наукових проблем, пов’язаних із забезпеченням обробки даних натурних експериментів безпосередньо в умовах руху транспортних засобів.
Для цього у ХНАДУ виконуються розробки різних дорожніх лабораторій, універсальної мобільної транспортної лабораторії (УМТЛ), які є засобом моніторингу динамічних властивостей колісних машин, умов руху транспортних засобів, стану транспортних систем
[7, 8].
Такі лабораторії є джерелом інформації про стан рухомих транспортних машин, дорожнього середовища, екологічну оцінку довкілля,
Рис. 2. Обладнання автотранспортної лабораторії
мають як внутрішню, так і зовнішню системи обробки отриманої інформації.
На рис. 2 наведено дані про фізичну реалізацію однієї з таких лабораторій: комп’ютерну систему реєстрації даних з приймачем GPS сигналів Garmin (б); процес відбиття телеметричних даних автотранспортною лабораторією.
Висновки
Особливості та приклади відповідних напрямів наукових досліджень дозволяють визначити, що у транспортному ВНЗ потрібні потужні інформаційні ресурси для проведення наукових досліджень, які у сучасних умовах можна здійснити тільки за рахунок комплексного використання можливостей усього інформаційного потенціалу ВНЗ.
Література
1. Закон України про автомобільний транспорт
(Відомості Верховної Ради (ВВР). - 2001. - № 22. - Ст. 105).
2. Пржибил П., Свитек M. Телематика на
транспорте. - M.: MAДИ (ГТУ), 2003. -540 с.
3. Власов ВМ., Жанказиев С.В., Николаев В.Б.,
Приходько ВМ. Телематика на автомоби-
льном транспорте. - М.: МАДИ (ГТУ), 2003. - 175 с.
4. Туренко А.Н., Гаврилов Э.В., Алексеев О.П.
Мехатроника транспортных средств // Вестник ХГАДТУ: Сб. научн. тр. - Харьков: ХГАДТУ. - 2001. - Вып. 15 - 16. -С.117 - 119.
5. Алексеев В.О. Интеллектуальный монито-
ринг дорожных машин // Вестник ХНАДУ. - Харьков: ХНАДУ. - 2004. -Вып. 27. - С. 201 - 203.
6. Алексієв В.О. Концептуальний аналіз авто-
мобільних мехатронних систем // Автомобільний транспорт. - Харків: ХНАДУ. -2005. - Вип. 16. - С. 321 - 323.
7. Алексеев В.О. Мониторинг динамических
характеристик колесных машин // Устойчивость колесных машин против заноса в процессе торможения и пути её повышения. - Харьков: ХНАДУ, 2006. -С.288 - 342.
8. Алексієв В.О. Управління розвитком транс-
портних систем. - Харків: ХНАДУ. -2005. - Вип. 16. - 268 с.
Рецензент: О.В. Бажинов, професор, д.т.н., Х^ДУ.
Стаття надійшла до редакції 22 грудня 2008 р.
